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1、大跨度钢结构厂房内机电施工支吊架安装技术创新一、工程概况1、工程简介XXXXXX发动机有限公司将以建设“绿色环保样板工厂”为目标，XXXXXX发动机联合厂房采用全新材料和规范化的先进设计，建设符合康明斯全球厂房标准要求，并充分考虑到环保、安全和人文关怀等因素，该项目位于XX昌平区福田汽车公司总部北侧，占地面积达171698平方米，该项目建成后将成为中国最大的轻型柴油发动机生产基地之一，年产值达四十万台的生产规模，该厂房建筑面积为92096平方米，车间主体建筑一层，建筑高度12.35米，结构形式为轻钢结构，钢柱间隔为12米和24米，钢柱间采用钢梁连接，本工程机电各系统及工艺管线、设备在地面至屋顶
2、彩钢整个空间上交错排布，密度大，交叉多。二、QC小组概况为了实现本工程的质量目标，项目部于2011年9月成立了QC小组，并由项目经理齐玉顺担任组长。具体概况如下表：QC小组概况一览表小组名称XXXXX项目QC小组成立时间课题类型创新型小组注册号注册时间课题注册号课题名称大跨度钢结构厂房内机电施工支吊架安装技术创新课题注册时间活动时间2011年9月-至今平均受TQC教育时间40h以上序号姓名性别职称学历所学专业出勤率组内职务1男高级工程师本科建筑工程100%组长2女高级工程师本科建筑工程100%副组长3男高级工程师本科电气工程100%组员4男高级工程师本科建筑工程100%组员5男高级工程师本科建
3、筑工程100%组员6男工程师本科电气工程100%组员7男工程师本科水暖工程100%组员8男工程师本科暖通工程100%组员9男工程师本科建筑工程100%组员10男工程师本科建筑工程100%组员11男工程师本科水暖工程100%组员制表人：制表时间：三、选飕理由(一)问题的提出在机电安装过程中设备、管道、桥架的支架大部分安装在结构梁、柱、墙体、楼板等承重结构上，但是在大跨度厂房尤其是在钢结构工程中安装过程由于可承重部位较少，加上钢结构梁上不允许直接焊接,我们必须在施工过程中根据现场实际情况、结构形式等结合各专业的布置情况，灵活运用周围所承重结构，在不影响使用功能、不影响结构、美观、牢固、节约材料的前
4、提下利用各种支吊架来进行安装。(一)课题的确定基于上述问题的分析，为解决厂房建筑在层高超高、跨度大、机电工程支吊架固定困难的情况下，小组确定以“大跨度钢结构厂房内机电施工支吊架安装技术创新”为本次活动课题。四、确定课趣目标及设定依据1、课题目标创新大跨度钢结构厂房机电施工支吊架安装新技术。2、目标值管道挠度小于15mm,钢索的受力小于自身的抗拉强度的85%,保证机电施工支吊架安装质量的安全性，确保施工安全并经济合理，可操作性强。3、设定依据五、提出方案并确定最佳方案(一)方案的提出小组成员围绕课题召开会议，运用“头脑风暴法”打破传统思维，相互启发，集思广益，并运用亲和图进行归纳整理，提出如下可
5、供选择的方案大跨度钢结构厂房内机电施工支吊架安装技术创新在确保支吊架安装安全可靠前提下，提出的三种方案方案一方案二方案三采用常规方式在钢结构 梁之间增加两根相互平 行的槽钢，在槽钢上增 加吊架固定点，将管道 固定。在结构钢梁柱旁地面生 根，采用槽钢和角钢做口 型支架。采用方钢钢索制作机电设 备及管线吊架，采用抱柄 支架生根在柱上或梁上。采用大理橹钢会造成钢 结构设负荷培加，且管 线支吊架繁多复杂，造 价昂贵。需进行专业设计，支撑可 靠，成本较高。需进行结构睑算，确保安 全可能。制图人：赵志滨制表日期：2011年10月1、方案一:采用常规方式在钢结构梁之间增加两根相互平行的槽钢，在槽钢上增加吊架
6、固定点，将管道固定。一钢2、方案二：在结构钢梁柱旁地面生根，采用槽钢和角钢做型支架3、方案三：采用方钢+钢索制作机电设备及管线吊架，采用抱箍支架生根在柱上或梁上（二）优选最佳方案QC小组对上述三个方案，从可实施性，经济合理性、工期、其他影响等多方位进行分析评估与优选。见下表。各种方案对比分析表方案可实施性经济合理性工期结论方案一：采用槽钢和角钢制作联合支吊架，在钢梁柱上生根1、施工技术难度较大2、因联合支吊架需生根在钢梁柱上，联合支吊架跨度较大，槽钢不选用使用长度长，对该结构荷载影响太大，不能实施。方案二：在结构钢梁柱旁地面上生根，采用槽钢和角钢制作口型支架1、施工技术难度小2、可以实现对机电
7、设备及管道安装及固定的要求口型支架支撑造价较高，需用大量的槽钢，约32T0因增加大量口型支架，口型支架制作时间较长，影响整体工期。不选用方案三：采用方钢+钢索制作机电安装管线支吊架，抱箍支架生根在柱上或梁上1、施工技术难度小2、很好的解决了在钢结构柱梁上生根难的问题3、钢索和方钢拿取方便，便于安装减少了槽钢的使用，采用钢索和方钢成本较低。钢索+方管制作机电支吊架施工难度小，提前工期约12天。选用制表人：王健制表时间：2011年12月通过对以上三种方案的综合对比分析与优选，小组全体成员一致认为方案三为最佳方案，故拟定方案三为实施方案。六、总体方案实施需解决的细部问题及优化(一)钢索吊架方案实施工
8、艺流程图(一)问题预测根据方案实施工艺流程图，小组成员进行多次施工现场专题调研与讨论，并与有关专家进行研究，采用现场调研与专家咨询相结合的方法，预测方案实施过程需要解决如下关键性技术问题。1、抱箍固定形式的选择；2、钢索与吊架连接形式的确定；3、水平方向紊动拉力的克服；4、钢索与吊架系统连接安全、稳定检测;()预测问题的解决方案与优化1、抱箍固定形式的选择方案可实施性经济合理性工期结论方案一：采用钢索直接捆绑在钢结构梁柱上，用压制的钢索绳头锁紧钢索。1、施工比较复杂2、需要每一根钢索捆绑在钢结构梁柱上，钢索易水平滑动钢索的用量会增力口，单节约了型钢的用量需要待厂房内钢结构梁住施工完毕后才能施工
9、，加之举架较高安装不便，工期会相应增加不选用方案二：采用型钢抱箍固定在钢结构梁柱上，在型刚抱箍上钻孔固定钢索，用压制的钢索绳头锁紧钢索1、施工技术简单2、钢索在型钢抱箍上的固定可以提前在加工厂内进行预制3、采用型钢抱箍固定在钢梁柱上，钢索不会产生滑动，固定安全牢固减少了钢索的用量，增加了少量的型钢的用量。可以和结构主体施工同时进行，待结构施工完毕后直接施工，大大缩短了施工周期。选用制表人：杨斌制表日期：2012年2月2、钢索与吊架连接形式的确定方案可实施性经济合理性工期结论方案一：将钢索一端与型钢抱箍连接，另通过压制钢索绳头将钢索直接与吊架相连，钢索无法确定钢索的紧固长度，势必造成材料的浪钢索
10、紧固程度会直接影响固定的稳定性，造成返不选用一端连接至吊架上，用压制钢索绳头锁紧的紧固需一次到位，钢索紧固程度不便调节。费，增加施工成本O工，影响整体进度。方案二：通过花篮螺栓将钢索与吊架连接施工较简单，并且可以进行提前预制固定件，通过调节花篮螺栓来调节钢索的紧固程度。可以一次性安装到位，减少材料的浪费，避免返工造成的成本增加通过提前预制，安装方便，可以节约大量时间。选用制表人：XXX制表时间：XXX年2月3、水平方向紊动拉力的解决方案可实施性经济合理性工期结论方案一；水平方向增加方钢，并且末端在钢梁柱上生根末端在钢梁柱上生根比较困难，增加水平方钢会增加整个支吊架的负荷，影响斜拉钢索的选型增加
11、了方钢的使用量，造成成本的增加不影响工期不选用方案二：采用钢索及花篮螺栓与吊架进行连接。钢索在钢梁柱上生根比较容易，通过花篮螺栓紧固程度的调节，克服了水平方向的拉力。采用水平钢索及花篮螺栓克服水平拉力，钢索与方钢相比节约材料成本约13o不影响工期选用制表人：制表时间：XXX年2月4、钢索与吊架系统连接安全、稳定检测方案可实施性经济合理性安全可靠性结论方案一：通过制作受采用制作1:1受力模型进行受力制作1:1受力模型仅需要4000可满足安全可靠性要求。选用力模型进行分析研究实验分析研究，操作更直观，可以在操作层上随时进行监控。元的资金投入，项目部可以接受。方案二：采用应力应变元件与微机监测监控。
12、采用应力应变元件监测精度高，但需要从科研机构聘请专业监测人员进行监测费用30余万元，大于成果创造的直接经济效益。采用应力应变元件监测安全可靠度高。不选用制表人：制表日期：XXX年2月QC小组成员通过方案的对比分析，从方案的可实施性，经济合理性、工期、其它影响等方面进行评估与优选，小组全体成员最终确定：1、采用型钢抱箍固定在钢结构梁柱上，在型刚抱箍上钻孔固定钢索，用压制的钢索绳头锁紧钢索的固定形式；2、通过花篮螺栓将钢索与吊架连接；3、增加水平拉索减少水平方向紊动拉力；4、通过制作受力模型与现场检测相结合的方式对钢索吊架的安全可靠性进行检测。QC小组通过优化方案也制定了关键技术点的施工工艺流程图
13、，见下图：预制加工一fl型钢抱箍的固定,OI斜拉钢索的安装fl水平钢所安装与吊架的调整OI钢索安全稳定性监测七、制定对策QC小组通过方案优化后的关键技术点进行专项研究，制定对策表：对策表序号关键点对策目标措施地点完成时间责任人1预制加工对预制件进行实测实量，分不同部位进行预制预制件合格率95%以上，且30天预制件全部预制完毕1、对预制件加工人员进行技术交底，明确分工，确保质量，保证工期目标。2、安排专门人员进行实时监督，确保预制件加工质量。施工现场7.1-7.302型钢抱箍的固定根据结构梁、柱部位的不同采用不同的固定方式型钢抱箍固定牢固1、当机电管线距离结构柱较近时采用抱箍直接在结构柱上直接生
14、根。2、当机电管线在结构梁下时采用抱箍在梁上直接生根。施工现场7.15-8.93斜拉钢索安装增加花篮螺栓调整斜拉钢索的紧固程度钢索强度小于自身强度的85%1、根据机电管线的荷载选择钢索的型号2、通过花篮螺栓的调节来紧固程度来调节斜拉钢索的紧固程度8.10-8.25施工现场XXX4水平钢索安装及吊架的调整严格控制水平钢索的间距机电各管线水平方向无相对晃动1、合理布置吊架间距，保证各水平钢索之间受力均匀2、通过水平拉索上的花篮螺栓调节绳索紧固程度，达到水平荷载分布均匀8.26-9.15施工现场5钢索安全稳定性监测制作钢索受力模型进行受力分析并联系现场实际其情况确保钢索安装安全稳定，管道挠度指小于1
15、5mm1通过建立钢索受力模型进行计算2、对现场安装完毕的钢索进行实时监测9.16-9.30施工现场八、对策实施实施一：预制加工1、预制件加工前，我们召开交底会，并明确分工，各职其责，确保责任落实到人，由项目部技术负责人杨斌对预制件加工人员进行了技术交底，并预制加工质量要求、注意事项、细节施工方法等进行了详细的讲解，使大家明确质量标准及验收要求。2、由项目部质量部张泽负责预制件加工质量，通过对加工完的预制件进行质量检查，全面贯彻执行施工质量标准，确保预制件加工质量。效果检查：预制件加工质量合格率达98%,预制件加工共计用时29天。实施二：抱箍的固定1、各管线的敷设位置距离钢结构柱边或在梁下时，采
16、用抱箍支架生根在柱上或梁上。2、当距离钢结构柱、梁较远时，在与设备管线垂直的梁上固定抱箍，固定钢索的一端；钢索的另一端连接敷设设备管线的型钢制成的横担或卡具。效果检查：钢索在型钢抱箍上固定牢固，且型钢抱箍固定牢固，无相对位移。实施三：钢索与吊架连接形式的确定1、为了保证工程质量和安全，钢索吊架需对斜拉钢索需要进行荷载计算，以便进行钢索的选型。吊索内力，可按下列公式计算S=J2sin式中S根吊索内力G一横梁上垂直荷载8一吊索与水平拉锁间夹角吊索截面，按照下列公式计算式中NK一吊索的拉断力，当采用圆钢筋时NK=AJy,则1.5SAS=fy式中AS一受拉钢筋截面积f一钢筋抗拉强度设计值钢索的选型参照
17、技术规格表选择2、在斜拉钢索上增加花篮螺栓来调节钢索的紧固程度效果检查：通过计算钢索负荷均小于自身强度的85%,通过花篮螺栓的调节钢索安装牢固。实施四：水平方向紊动拉力的克服1、通过增加水平拉索来克服管线水平方向的紊动，并且在水平拉索上增加花篮螺栓，通过花篮螺栓的紧固程度来调节水平拉索的紧固程度。2、严格控制水平拉索的间距，并根据负荷选择钢索型号水平拉索示意图效果检查：管线安装固定稳定，管线无水平方向晃动实施五：钢索与吊架系统连接安全、稳定检测1、在试验室内通过模型进行受力实验，并对结果进行分析与研究。2、在现场分不同区域进行现场实际检测，现场安排专人进行分时检测，确保钢索吊架连接的安全性和稳
18、定性。效果检查：钢索固定牢固，无形变及位移，管道挠度值均小于15mmo八、效果检查1、大跨度钢结构厂房机电施工支吊架安装各部位及元件无形变，管道挠度值均小于目标值与规范值，钢索受拉强度小于自身抗拉强度的85%,承受荷载满足规范要求，满足安全可靠的目标；2、XXXXXX大跨度发动机厂房如采用联合传统支吊架需要约970吨的槽钢角钢，通过QC小组成员的共同努力对大空间厂房内机电安装支吊架技术进行创新，节约大量钢材，达到经济合理，可操作性强的目标。九、标准化本项成果已获批国家级发明专利，编号为XXXXX同时本QC小组成员将本成果编制成机电工程钢索吊架施工工法，该工法被评为XXX总公司工法和XXX一局集
19、团级工法，工法编号分别为：GF016-xxx和ZJ1GF-426-2011,用于指导同类项目的施工。十、总结与下一步打算1、通过本次QC小组活动，小组成员的综合能力、QC知识得到提高，增强了小组成员的团队意识、质量意识、参与意识，我们全员对活动状态进行了自我综合评价，详见下表序号名 称活动前活动后1质量意识252参与意识343QC知识134综合能力355团队精神35制表人：XXX制表日期：XXX年10月20日制表人：XXX制表日期：XXX年10月20日活动前后自我综合评价表自我综合评价雷达图2、我们将在今后的工作中，更积极地开展QC小组活动，面对新问题，迎接新挑战，不断提高我们的工作能力。下一步我们的活动课题为“钢索吊施工技术在灯具安装过程中防震技术创新”
