QC成果-预应力张弦梁施工质量控制新法(最终).doc

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预应力张弦梁

施工质量控制

发布日期：

二O一六年六月

一、工程概况

高校园区共享区体育馆项目位于区十里长山生态园，建设单位为高校投资发展有限公司，投资估算约为3.2亿，工程总建筑面积为41081m2，分为篮球馆和游泳馆两个单体，工程主体结构采用混凝土框架结构，局部地下1层，地上2层，游泳馆屋面采用三角管桁架结构，篮球馆屋面采用箱型张弦梁空间结构，预应力拉索型号为PES（C）7-241。

本工程难点主要为篮球馆屋面张弦梁的安装精度及预应力拉索施工质量的控制，该工程张弦梁共8榀，最大跨度为69.6m，最小跨度为54.4m，箱型梁和混凝土劲性柱采用抗震支座连接形式，一端采用固定支座，一端采用单向滑动支座，结构工程施工工期为30天，该工程按照承包合同要求争创江苏省优质结构奖。

图：

工程效果图

图：

篮球馆结构布置图（绿色为主梁、其余为次结构）

二、QC小组概况

单位或者部门

小组注册号

ZYFGJG2015-5

小组名称

课题注册号

ZYFGJG2015-5a

课题类型

创新型

登记日期

2015年3月1日

组长

课题名称

空间钢结构预应力施工质量控制新法

活动时间

2015年5月—2015年10月

序号

组内职务

姓名

性别

年龄

文化程度

职称

QC学时

1

组长

男

39

大专

高级工程师

56

2

副组长

女

35

本科

高级工程师

56

3

组员

男

36

本科

工程师

56

4

组员

男

29

大专

助理工程师

56

5

组员

男

35

博士

高级工程师

48

6

组员

男

45

本科

高级工程师

48

7

组员

男

28

大专

助理工程师

48

8

组员

男

32

大专

班组长

56

9

组员

男

55

大专

班组长

56

制表人：

张林涛制表日期：

2015年5月4日

三、选题理由

小组针对针对高校园区共享区体育馆项目钢结构工程施工过程中可能遇到的问题，运用头脑风暴法，集思广益，从多角度提出了QC小组课题进行讨论选择，具体评估如下：

评定标准和依据：

运用“头脑风暴”法QC小组成员对所列课题从技术可行性、经济性、有效性、安全性以及对其他工作的影响等多方面进行分析，根据分析的结果对某一因素进行方案对比评估，并给定一个相对分数值，最终汇总每一种方案的综合得分，依据得分的高低选择课题。

评定标注：

●5分○3分□1分

序号

课题

分析

评估

综合得分

选定课题

可实

施性

经济性

有效性

对其他工作的影响

1

管桁架累积滑移质量控制新法

1、施工经验丰富2、结构较简单，创新点不突出3、社会效益、经济性不明显。

●

□

○

○

12

不选

2

预应力张弦梁施工质量控制新法

1、理论与实际紧密结合，具有一定的实施性2、后期应用价值较高，积累经验3、以往数据积累不足，有效性有待进一步验证。

●

●

○

○

16

选定

3

空间结构临时支撑标准化生产及应用的经济性

1、经济性较强

2、数据来源准确，可靠性强

3、应用价值不高

○

○

○

●

14

不选

制表人：

张林涛制表日期：

2015年5月7日

对选定的课题进一步分析：

施工经验

工期要求

施工难度/质量要求

结构形式

类似结构施工经验不足，对于我司来讲是首次接触施工，所以需要多方面采取有效措施，确保质量要求。

由于该工程是大学城的配套工程，必须确保2016年度的新学期开学达到使用要求，所以施工工期非常紧迫，对质量控制不利。

结构最大跨度达到70m，但施工现场场地狭小，拼装精度受到一定影响，同时该工程合同要求确保省优质结构，施工质量要求较高。

该工程屋面结构采用双曲面壳型结构，结构特点鲜明，造型新颖，容易有切入点。

预应力张弦梁施工质量控制新法

选定课题

选课理由评价图

制图人：

张林涛日期：

2015.5.10

图：

结构剖面图

四、设定目标和可行性分析

◆设定目标：

根据设计图纸要求运用Midas软件对结构张拉模拟分析计算，得出在“张拉成型态”下钢梁的跨中竖向位移、滑动端的水平位移及索力，如下表：

张弦梁编号

跨度（m）

索力值（KN）

跨中竖向位移（mm）

（+向上，-向下）

滑动支座水平位移（mm）

（+内缩，-外扩）

W

64.992

1052

+60

+16

U

68.800

717

+51

+11

S

69.600

807

+42

+11

Q

69.600

787

+41

+10

N

69.600

809

+38

+10

L

67.600

720

+46

+10

J

62.000

815

+73

+14

G

54.400

655

+36

+8

目标设定：

设定总目标一次拼装、张拉成型率100%，再将总目标细化分解为四个控制目标：

1、钢梁拼装精度控制在10mm以内2、张拉成型态钢梁竖向位移偏差控制在10mm以内3、张拉成型态滑动支座水平位移偏差控制在5mm以内4、张拉成型态索力偏差值控制在5%以内。

◆可行性分析：

因我司未进行过类似工程的施工，所以小组成员通过查阅相关资料和文献，并咨询相关协作单位，对国内类似结构工程作了一定程度的了解，收集并分析与设定目标相关数据，整理如下：

工程名称

跨度（m）

拼装精度偏差值（mm）

跨中竖向位移偏差值（mm）

水平位移偏差值（mm）

索力偏差

（%）

遂宁市体育中心

45m~56.9m

15

15

5

5

靖江市体育中心

74.2m

15

20

10

8

猇亭文体中心

65m

10

20

5

5

杭州西溪深国投商业中心采光顶工程

45.2m

10

15

5

5

制表人：

张林涛制表日期：

2015年5月10日

上述四组表数据表明，控制目标要求最高的分别为：

拼装装精度偏差值控制在10mm以内，跨中竖向位移偏差值控制在15mm以内，水平位移偏差值控制在5mm以内，张拉索力偏差值控制在5%以内，与课题设定的目标相近，所以通过采用一定的有效控制措施，设定目标的实现是有可能的。

图：

获得优秀质量管理小组称号

目标可行性分析

小组业绩方面

小组荣获2012年全国优秀质量管理小组称号

管理方面

人员配置方面

小组成员由各岗位能手组成，且有大学教授指导

公司各层领导对该工程都做出了相应要求，重视程度极高

建设、监理单位给与大力支持和鼓励

小组荣获2013年江苏省工程建设优秀质量管理小组一等奖

小组成员具有一定的创新意思与攻关经验

材料/工艺方面

小组成员质量意识高、工作态度严谨

拉索材料通过和国内知名厂家合同，质量有保证。

小组荣获2015江苏省工程建设优秀质量管理小组二等奖

现场施工人员素质高、施工经验丰富

拉索安装、张拉工艺和国内知名院校合作

目标可以实现！

五、提出方案并确定最佳方案

◆方案的提出

根据目标的要求，QC小组制定活动计划，小组成员通过“头脑风暴法”进行集思广益，并对小组成员提出的方案进行整合、改进，共提出了适合本工程的三种方案：

方案一：

胎架拼装一次张拉法

该方案利用地面胎架将一榀钢梁拼装、焊接成型，并安装拉索且一次张拉到位，再利用大型吊装设备将构件安装至相应位置，每榀钢梁安装固定到位后高空安装与之相邻的支撑、檩条等次结构，以此类推。

安装相邻轴线间的次结构

吊装至相应轴线

拉索安装并张拉完成

地面胎架拼装钢梁

按序安装钢梁、次结构

方案二：

满堂脚手架高空拼装张拉法

该方案需搭设满堂脚手架，利用满堂脚手架作为操作平台和结构支撑架进行钢梁拼装，待全部钢梁和水平支撑安装结束后进行索张拉，全部张拉完成后进行檩条等剩余次结构安装。

安装剩余次结构

索张拉

索安装

钢梁、水平支撑安装

满堂脚手架搭设

方案三：

临时支撑空中分段拼装法

该方案通过设置临时支撑，两端分段钢梁通过地面胎架拼装焊接完成，再吊装至相应位置，一端搁置在设置好的临时支撑架体上，中间段钢梁采用高空对接安装，钢梁安装完成后安装水平支撑，然后安装拉索，并按照顺序分级张拉，张拉完成后安装檩条等剩余次结构。

索安装

钢梁、水平支撑安装

两端钢梁地面胎架拼装

临时支撑架安装

安装剩余次结构

索张拉

◆方案的分析、评价、优选

QC小组对以上三种方案进行分析对比，归纳出每种方案的优缺点，分析及过程如下：

序号

预定方案名称

可行性

经济合理性

对其他施工的影响

是否选用

1

胎架拼装一次张拉法

1、地面胎架拼装精度较高。

2、拉索安装方便，张拉可以一次成型。

3、拉索张拉完成吊装工况比较复杂，对吊装要求高。

4、场地狭小，只能采用1副胎架，不能合理形成流水施工，工期太长。

1、因不能形成有效的流水作业，机械、人工窝工现象严重，工期预计比计划工期延长15天，机械台班按照每月50万元计算，机械费增加约25万元，人工按照30人/天*300元/工.天=9000元/天，人工费增加13.5万元。

2、胎架采用30#工字钢，措施费大约需要5万元。

1、工期较长，胎架不能及时退场，对后续各专业的工作造成工期滞后。

2、吊装要求高，风险较大，安全隐患大。

不选用

2

满堂脚手架高空拼装张拉法

1、对地面承载力要求较高，特别是钢梁支撑点部位。

2、跨外吊装，需要施工大型吊装设备，且构件运输安装困难。

3、空中对接口数量多，安装精度不高。

4、拉索安装困难。

1、满堂脚手架措施费较高，经计算大约需要100万左右。

2、大型吊装设备增加费用约为55万元。

3、场地硬化费用约为50万元。

1、脚手架搭设及拆除工作量比较大，且场地占用时间较长，对其他专业工作造成影响。

2、场地硬化工作较大，且破碎量较大。

不选用

3

临时支撑空中分段拼装法

1、临时支撑租赁较容易。

2、胎架拼装和空中对接拼装，精度较好。

3、能形成较好的流水施工，工期较短。

4、拉索安装较容易，张拉及监测方便。

1、临时支撑架措施费用大约需要50万元。

2、胎架采用30#工字钢，措施费大约需要10万元。

1、对其他专业的施工工期影响较小。

2、施工安全性较高。

选用

参与人员：

全体小组成员日期：

2015.5.15

根据以上对比分析的结果，最终选择方案三