高强螺栓施工质量控制QC.docx
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高强螺栓施工质量控制QC
高强螺栓施工质量控制
小组名称：
高强螺栓施工质量控制QC小组
组长：
王中南
发表人：
铁四院（湖北）工程监理咨询有限公司
宁安铁路安庆长江大桥监理站高强螺栓QC小组
二0一二年八月
一、工程概况
二、小组概况
三、选题理由
四、现状调查
五、目标设定
六、原因分析
七、要因确认
八、因素具体分析
九、制定对策
十、对策实施
十一、效果检查十二、巩固措施十三、总结及今后打算
一、工程概况：
宁安铁路安庆长江大桥桥面按四线轨道布置，主桥钢桁梁由东向西孔跨布置为：
（101.5+188.5+580+217.5+159.5+116）m的钢桁梁斜拉桥，主桥钢梁全长1363m共94个节间，主梁为”N'字型桁式，横向采用三片桁结构，主桁的横向中心距各为14m桁高15m桥面采用钢正交异性板整体道砟桥面，全桥钢梁共94个节间。
主桁采用焊接杆件，整体节点，在节点外以高强度螺栓拼接的结构形式：
M30螺栓为©33mn孔，用于主桁杆件
连接；M24螺栓为©26mm孔，用于桥面系与联结系构件；M22螺栓分©24mm和©25mn孔，用于桥面U形肋和板肋的拼接。
钢梁主要结构的钢材材质采用Q420qE和Q370qE新型桥梁钢，其中主桁上弦杆的钢锚箱拉板、与拉板连接的上弦杆顶板以及下弦中桁两侧节点板、边桁内侧节点板钢材还应达到Z向性能Z35级或与此相当的性能要求；联结系采用Q345qD附属结构采用Q235B
-tfl，婆嚴〜
口皈的1'
£tun^17电年117
主桥立面布置图（单位：
m）
主桁结构示意图1
主桁结构示意图2
、小组概况:
安庆长江大桥监理站为加强高强度螺栓连接副施工质量控制，同时，更进一步提高钢梁架设施工质量，为此，我们成立了“宁安铁路安庆长江大桥高强螺栓施工QC小组”小组成立于2012年1月10日，由8名成员组成，均接受过45小时以上的TQC教育，小组成立后，共组织了10次活动。
小组及成员概况见表一、表二：
表1:
QC小组概况:
小组名称
宁安铁路安庆长江大桥咼强螺栓施工
QC小组
成立日期
2012年1月10日
课题名称
加强高强螺栓施工质量控制
课题类型
现场型QC小组
组长
王中南
副组长
宋发雄
1课题登记
注册编号
活动日期
TQC教育时间
45小时以上
活动频次
平均每一周一次
课题活动次数
10次
制表：
向耀复核：
宋发雄日期：
2010.4.20
表2:
小组成员表:
序号
姓名
性别
文化程度
职务
岗位
职称
小组分工
1
王中南
男
本科
组长
总监
高级工程师
QC方案策划
2
宋发雄
男
本科
副组长
副总监
高级工程师
协助策划
3
雷志彪
男
大专
副组长
钢结构监理组长
高级工程师
方案实施
4
邓红
女
大专
副组长
试验工程师
工程师
方案实施
5
欧阳杰
男
本科
r副组长
监理组长
工程师
方案实施
6
张海峰
男
大专
组员
监理工程师
工程师
方案实施
7
向耀
男
大专
组员
监理员
助理工程师
方案实施
8
王进
男
大专
组员
监理员
助理工程师
方案实施
制表：
向耀复核：
宋发雄日期：
2010.4.20
三、选题理由
1、主跨580米的亚洲第一跨，施工难度大，在同类桥梁中处于世界领
先水平，采用多项新技术、新工艺。
高强度螺栓安装质量对钢梁架设及
结构受力的重要性。
2、高强度螺栓数量大，规格多，全桥高强度螺栓数量：
M301278473套；M24:
1046023套；M22:
321926套，共计2646422套。
3、安庆地区气候四季分明具有夏、冬温差大，伴随多雨，湿度变化大等特点，对扭矩系数影响较大。
4、工作面多，影响因素多，施拧工艺技术含量高，对人员、工具，方法等要求高。
5、宁安铁路是安庆经济发展的生命线，同时也是宁安铁路控制性工程。
6、质量目标高：
确保部优工程，争创国优工程。
因此QO小组选定本次活动的课题为：
“高强螺栓施工质量控制”
四、现状调查
1、2012年4月10日，我们高强度螺栓施工质量控制QC小组针对以上实际情况，对已架设完成的无索区2个节间（E94#和E93#2个节间，）高栓安装质量进行了现场抽检，抽检合格率为91%将其影响高强度螺栓连
接副质量问题作了分析和整理，编制了如下频数统计表及排列表:
表3:
高强螺栓安装质量抽检统计表
序号
检杳项目
检杳数量（套）
合格数量（个）
不合格数量
（个）
不合格占总（抽检数量（%）
合格率
1
扭矩系数因素
150
122
28
18.7%
2
抗滑移系数因素
200
158
42
21.0%
3
温度、湿度等环境因素
200
192
8
4.0%
4
工人操作不当因素
200
195
5
2.5%
5
电动扳手因素
300
288
12
4.0%
6
其他
200
185
15
7.5%
合计
1250
1140
110
8.8%
91.2
%
制表：
向耀日期：
2012412
2、根据高强螺栓质量统计数据，对施工中的出现的问题:
表4:
不合格点频数表
序号
检杳项目
频数
频率
累计频数
累计频率（%
1
扭矩系数因素
28
25.5
28
25.5
2
抗滑移系数因素
42
38.2
70
63.7
3
温度、湿度等环境因素
8
「7.3
78
71.0
4
工人操作不当因素
5
4.5
83
75.5
5
电动扳手因素
12
「10.9
95
86.4
6
其他
15
13.6
110
100
制表：
向耀日期：
2012.4.12
96.50%
不
96%
—
96.00%
合格点频数排列冬
95.50%
95.00%
94.50%
[
■系列1
从右图表中可以看出，扭矩系数因素和连接
94.00%
-93.90%
板受损因素频数为60个，占不合格总数量的
93.50%
93.00%
60.5%，因此，扭矩系数因素和连接板受损因素咼
9250%
现状
目标值
强螺栓主要问题
五、目标设定
1、目标制定：
目标值：
由现状的90°%提高到96%.
QO小组目标：
有效控制高强度螺栓的连接质量，保证钢梁的受力要求，
符合规范和业主提出的要求，使高强度螺栓终拧检查合格率达到，^96%以上
2、目标依据：
（1）终拧螺栓终拧合格
率不能低于96%
（2）以科学发展观为引领，以打造精品工程为抓手，以建设图世界一流客运专线”为目标。
（3）确保部优，争创国优，勇创世界一流。
3、目标可行性分析
1、监理公司有健全的质量保证体系，公司业务部大力支持，有大量的桥梁、钢结构专家顾问，QC小组拥有强大技术后盾。
2、本QC小组有成熟的项目监理管理经验，总监、钢结构监理组长、监理工程师均参加过多个同类型桥梁监理，有丰富的高强度螺栓连接副施工监理经验。
3、施工单位是中铁大桥局集团，成熟的施工技术，曾建设过多座同类型的铁路钢结构桥梁（如武汉天兴洲长江大桥、南京大胜关长江大桥
等），现场经验比较丰富，质量有保障，这几座桥梁获得国家优质工程
奖，钢梁高强度螺栓连接副施工合格率为96%以上。
4、中铁大桥局安庆长江大桥项目部得到中铁大桥局集团的大力支持，在钢梁架设方面的人员配备齐全，经验丰富，机械设备和检测仪器配置先进，并专门配备钢梁安装技术顾问。
5、目前高强度螺栓安装一次性合格率为90%高栓超拧欠拧、工人操作
不当因素为影响高强度螺栓施工质量的两个主要问题占62.1%,果我们将2个只要问题解决，能够提高6个百分点，分析如下：
（1-90%）*62.1%=6.21%,且实施过程中其他问题也能解决，所以90%+6.21%=96.21%>96%
结论：
经小组认真从以上五个方面综合论证，认为目标可行
指标不合格
六、原因分析
机
螺栓受损
高栓质量不合格
交底不详细
标定不及时
不按程序施工
法
环
设备保养维修不及时
培训不足
电动扳手损坏
设备运转不正常
格执行
没有经
螺栓不合格
咼栓施工质量不合格
高栓储存A
不规范"螺栓不合格
施工单位不
检验制度未严
操作方法
不当
—少数施工人员初
次接触咼强度螺
—高栓扭矩系数
变化
\质量影响
温湿差大
七、要因确认
根据因果图，小组于2010年4月10日〜2010年4月20日对查找
出的8个末端因素进行了要因分析，最终确定的要因如表：
表5:
要因确认表
序号
末端因素
要因确认确认
确认结果
负责人
1
高强度螺栓质量不合格。
螺栓的规格多，试验人员责任心不强，不按
规范要求进行进场验收、试验，监理人员未现场见证和验收，导致不合格高强度螺栓连接副调查进场。
否
张海峰
2
螺纹受损，扭矩系数发生变化。
钢梁预拼时，使用高强度螺栓代替临时螺栓
悬挂节点板或小型构件，在吊装过程中螺纹现场受损，扭矩系数发生变化,影响高栓安装质调查量。
是
向耀
3
螺栓储存不当，螺栓有锈蚀。
钢梁高强度螺栓库存环境差，密封不好，无曲”
现场防潮措施，螺栓很容易生锈，影响扭矩系数。
润木
调查
否
向耀
4
节点板表面损伤、污染、锈蚀。
节点板在运输过程中，由于运输工具装运过
其他货物，或在钢梁预拼场存放保护措施不现场到位，导致钢梁摩擦面被污染、碰伤、锈蚀，调查直接影响板面抗滑移系数。
是
向耀
5
高强度螺栓的安装、紧固顺序不对。
高强螺栓应从里（中间）到外进行安装、紧现场
固，操作人员图省力方便而不按顺序操作。
调查
否
张海峰
6
作业面太窄，不便操作。
高空作业，脚手板不便搭设。
现场
调查
否
张海峰
7
电动扳手班前、班后标定不及时。
电动扳手的精度和误差范围直接影响终拧扭旳丄
现场矩值，每天是否按规定标定，监理人员是否问未
调杳见证。
否
向耀
8
湿度过大、温度过高，扭矩系数发生变化。
湿度、温度变化对扭矩系数影响很大，且不
同表面处理的高栓受温湿度影响差异也很调查大。
然而现场施工为了追求进度，于是在天分析气恶劣环境条件下进行施拧作业。
是
张海峰
9
高栓混用或不匹配。
现场管理混乱，冋一节点板不冋批号、规格调查
混用，影响节点板终拧扭矩。
分析
是
张海峰
10
杆件拼装摩擦面间隙大于
1mm
钢梁构件加工精度和架设工艺不满足要求，
高栓终拧后连接板变形，导致杆件拼装摩擦调查面间隙大于1mm高栓预拉力不能满足压紧构分析件接触面，来传递摩擦内力，是咼栓受剪。
否
张海峰
11
电压对电扳输出扭矩影响及施拧工具误差。
电动扳手标定的准确度和电源电压的稳定将调查
会直接导致高栓的欠拧或超拧。
分析
是
张海峰
12
操作方法不当
电扳操作人员水平差异较大，有大部分是新沖木
调查手，影响高栓施拧质量。
终拧检查方法未熟八才
分析练掌握（螺栓松扣法紧扣法。
是
张海峰
13
培训不到位，交底不详细。
施工单位培训不到位，技术交底不能正确指沖木
调查导操作。
监理站未对监理人员培训，现场监八才
分析理人员不能掌握规范标准和验收方法。
否
向耀
14
检验制未严格执行。
未能严格执行“三检”检验制度，监理工程调查
师未能按频率就行抽检和验收。
分析
否
张海峰
制表：
向耀
日期：
2012年4月20日
表5:
要因确认计划表
序号
末端因素
确确认认
内容方
法
确认结果
确认标准
负责人
日期
1
螺栓质量问题
螺栓质
曰曰才现场
量是否、田木入“调查
合格
是
1、分批检查高强螺栓连接副产品质量证明书；
2、分批号随机取样，对外观质量检查，长度、数量、扭矩系数其他指标试验；
3、初拧终拧扭矩值的确定，试验仪
和检查扳手标定；
张海峰
2012.4.10
2012.4.20
2
摩擦板抗滑移系数
抗滑移
系数的调查影响因分析
素
是
1.检查连接板外观情况和受损情况
2.摩擦板的抗抗滑移系数试验（进场不得小于0.45）；
3.检查连接板喷铝的厚度和粗糙度；
4.检查连接板的堆放和覆盖情况；
向耀
2012.4.10
2012.4.20
3
螺栓储存不当
材料部
门管理调查是否到分析位
否
1、螺杆、螺母、垫圈入库时应仔细清点，并分批号、分规格、分厂家进行存放，不得混淆；
2、做好防潮防尘、防雨、通风工作以防止锈蚀和表面状态改变；
3、.为加强管理，入库时，要建立完整的明细库存台帐和发放登记领用制度，做到先到的先用；
张海峰
2012.4.10
2012.4.20
4
工人施工
操作不当
防护措
施是否现场
满足施调查
工要求
否
1、临时螺栓的标识及时跟换；
2、电动扳手的正确使用，高强螺栓的正确标识；
3、高强螺栓的施工顺序；
4、同批螺栓要使用在同一节点；
张海峰
2012.4.10
2012.4.20
5、螺栓终拧检测不规范；
5
电动扳手标定不及
时
每天是
每现场
否规定
调查
标定
是
班前士3%班后标定士5%o
向耀
2012410
2012420
6
湿度过大、温度过高
温度变调查
化影响分析
是
高强螺栓扭矩系数变化影响，气温升高10C扭矩数则减少6.7%
张海峰
2012.4.10
2012.7.20
7
交底不详细
技术交
底能否调查
正确指分析
导操作
否
经过培训和交底，意识到螺栓安装质量的重要性，熟悉螺栓施工的程序，和施工注意事项。
向耀
2012.4.10
2012.4.20
8
检验制未严格执行
是否严
格执行调查检验制分析
度
是
施工单位先100%自检，监理20%抽检
张海峰
2012.4.10
2012.4.20
制表：
向耀
日期：
2012年4月20日
八、因素具体分析
要因确认一：
螺栓质量问题
1、分批检查高强螺栓连接副产品质量证明书；
2、分批号随机取样，对外观质量检查，长度、数量、扭矩系数其他指标试
验；
3实测：
2011年4月10日至到2011年4月15日，小组成员向耀对进场所有高强螺栓质量进行统计，结果如下：
表6:
高强螺栓质量检查统计
序号
项目
抽检数量
合格数量
合格率（%
监理见证
1
扭矩系数（批）
50
49
98.0
邓红
2
标准差（批）
50
49
98.0
邓红
3
螺母表面硬度（套）
400
400
100
邓红
垫圈表面硬度（套）
400
400
100
邓红
4
外观质量（套）
300
299
99.7
邓红
5
其他指标（套）
200
200
100
邓红
合计
1400
1397
99.8
备注
扭矩系数和标准差不合格的一律清退出场
制表：
向耀
日期：
2012年4月15日
结论：
根据上面的数据统计，高强螺栓进场质量合格率99.8%，中铁大桥局安庆长江大桥中心试验室按照现行《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》（GB/T1231-2006）的规定按批进行进场检验，铁四院安庆长江大桥监理站试验室对进场高强度螺栓试验全部进行见证，并对进场高强度螺栓进行验收，所以该因素是非要因。
要因确认二：
高强度螺栓螺纹受损
1、高强度螺栓连接副在运输、保管过程中应防雨防潮，并轻装、轻卸，防止损伤螺纹；
2、钢梁架设现场高强度螺栓存放保护情况，螺纹有无受损；
3、钢梁预拼，高强度螺栓代替工作螺栓悬挂节点板；
实测：
2012年4月10日至2012年4月18日，小组成员张海峰对高强度螺栓运输（从库房至钢梁架设现场）和钢梁预拼的进行全过程跟踪检测，发现存在以下问题：
1、钢梁预拼时，高强度螺栓代替工作螺栓悬挂节点板或小型构件，高强度螺栓螺纹部分受损，安装时未更换。
2、架梁现场高强度螺栓随意丢弃，对螺纹造成损伤。
结论：
高强度螺栓保护不到位和使用不当，造成螺纹损伤，扭矩系数发生变化，影响终拧扭矩，所以该因素是要因。
要因确认三：
高强度螺栓储存不当，高强度螺栓锈蚀
1、高强度螺栓入库时应清点检查，按包装箱上注明的规格、批号分类存放，要作好防潮、防尘工作，底层应以木板垫高通风，垫高高度至少30cm以上,靠墙的地方离墙至少50cm远，室内架空存放，堆高不宜超过五层，防止高强度螺栓表面状况改变和锈蚀。
2、对于钢梁架设周期长，高强度螺栓用量大的桥梁工程，制造厂将根据架梁进度分数次供货，每次供货为一供货批，工地不同供货批的高强度螺栓不得混放。
3、螺栓、螺母、垫圈应尽可能保持其原有表面处理状况。
为不使高强度螺栓的扭矩系数发生变化，保管期内（一般六个月内）不得任意开箱，防止高强度螺栓生锈和沾染污物。
4、应在当天使用的高栓外包装箱上写明螺栓规格、长度、批号及使用部位等，不允许开箱在螺栓头部写长度。
5、为加强管理，入库时，要建立完整的明细库存台帐和发放登记领用制度，做到先到的先用，每个施拧工班应指派专人领取高强度螺栓，领料单由值班技术人员签字生效。
结论：
监理站成立有钢结构监理组，经常性对安庆长江大桥工地一、
二、分部两个高强度螺栓库房的储存条件、储存、使用情况进行检查，，所以此因素是非要素。
要因确认四：
节点板抗滑移系数
1、检查节点板外观情况和受损情况
2、节点板的抗抗滑移系数试验（进场不得小于0.45）；
3、检查节点板喷铝的厚度和粗糙度；
4、检查节点板、成品梁栓孔区的堆放和保护情况；
实测：
2010年4月10日至2010年4月12日，小组成员张海峰对进
出厂（15组）摩擦板试验和进场时摩擦板试验试验对比，其结果如下：
表7:
摩擦板试验试验对比表
序号
项目
出厂前试验平均值
安装前试验平均值
备注
1
抗滑移系数
0.63
0.58
下降0.05
2
喷铝的厚度
205
196
下降9
3
板面粗糙度
96
87
下降9
4
板面损伤情况（点数）
3
9
增加6处
5
抗拔力试验
8.6
8.3
下降0.3
制表：
张海峰日期：
2012年4月12日
结论：
连接板受温度和湿度的影响，板面不断的氧化，连接板在钢梁预拼场储存保护不当，易受污染，搁置时间越长，摩擦板各项指标损失越
大，是主原因。
要因确认五：
高强度螺栓的安装、紧固顺序不对。
1、高强螺栓应从里（中间）到外进行安装、所有螺栓方向一致。
2、先四周、后中间、对称进行施拧。
结论：
高强螺栓安装顺序是原因。
要因确认六：
作业面太窄，不便操作。
1、高空作业，脚手板稳定牢固，安全网。
2、钢梁施拧，要挂好安全带。
3、
结论：
高强螺栓安装顺序是原因。
要因确认七：
电动扳手标定不及时
标准：
每天上班前下班后要对当天使用的扳手进行标定，每次不得少于5
套，取其平均值与标准值比较，每套螺栓只标定一次，不得重复使用。
施拧扭矩上班前控制误差不能超过士3%,下班后误差应在士5%以内，否则当天用该扳手施拧的螺栓需全部重拧。
实测：
2010年4月10日至2010年4月16日，小组成员向耀检查电动扳手标定记录，对7#和9#电动扳手的跟踪调查，情况如下：
表&电动扳手标定记录表
时间
班前士3%
班后士3%
见证（旁站）人
2010410
7#：
+1.6%;9#:
-1.3%
7#:
+2.3%,9#:
+0.8%
王进j
2010411
7#：
+1.1%,9#：
-1.8%
7#：
-1.6%,9#:
-2.1%
王进
-
2010.4.12
7#：
-1.5%,9#：
-1.9%
7#：
+1.2%,9#:
-1.3%
向耀
2010.4.13
7#：
+1.4%,9#：
-1.1%
7#:
+1.8%,9#:
-1.5%
向耀
2010.4.14
7#：
-0.8%,9#：
-1.2%
7#:
+1.6%,9#:
-1.3%
王进
2010.4.15
7#：
+1.3%,9#：
-1.2%
7#:
+1.6%,9#:
-1.3%
王进
制表：
向耀日期：
2012年4月16日
电动扳手的标定
结论：
电动扳手的标定是对质量的确保，同时也是对问题的追溯，一
旦发现不合格，及时进行处理，所以此因素是主原因。
要因确认八：
湿度过大、温度过高，扭矩系数发生变化
1、
2、
3、
要因确认九：
A
咼栓混用或不匹配。
2、
结论:
要因确认十：
电压对电扳输出扭矩影响及施拧工具误差
要因确认十一：
工人施工操作不当
1、临时螺栓和永久螺栓标识清楚，钢梁架设时及时对临时螺栓更换；
2、电动扳手应独立使用电源和配稳压装置，电动扳手的正确使用；
3、高强螺栓的施工顺序，高强螺栓初拧、终拧、检查分类标识清楚；
4、同批号螺栓要使用在同一节点，改善钢梁上的库存条件，做到按需领用，减少钢梁上的库存；
5、螺栓终拧检测方法不规范、不及时；（高强螺栓在终拧4h,24h之内全部完成检查）；
实测：
2012年4月10日至2012年4月18日，小组成员张海峰针
对性的进行全过程跟踪检测。
螺栓施拧、检测标识清楚
结论：
一个小小的操作失误，可能就会留下较大隐患，人为因素最重要的，因此该因素是主原因。
要因确认十二：
培训不足
标准：
理论考核、实践考核优良率》95%;
总监每个月根据培训计划组织培训并考核，小组成员张海峰2011年5月10日对4月份监理站的培训情况现场调查,
表9：
2012年四月份技能培训计划表
培
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