淺談超大型特殊鋼構(gòu)件工程施工

1、淺談超大型特殊鋼構(gòu)件工程施工    摘要：隨著工程技術(shù)的進步與發(fā)展，大型標(biāo)志性公共設(shè)施為滿足建筑風(fēng)格或造型的需要，建筑大師們往往會采用大膽的設(shè)計，從而會產(chǎn)生特殊性的建筑結(jié)構(gòu)。這些特殊性建筑結(jié)構(gòu)通常是建筑工程施工的重點和難點，是工程施工所需要面臨的重大挑戰(zhàn)。本文以深港西部通道旅檢大樓工程為實例，通過此工程中超大型變截面橢圓鋼斜立柱工程策劃與管理、質(zhì)量控制的成功經(jīng)驗，提出了關(guān)于超大型特殊鋼構(gòu)件工程施工的幾點建議。關(guān)鍵詞：工程施工鋼構(gòu)件特殊超大型 一、工程簡介 深港西部通道旅檢大樓位于深圳市南山區(qū)后海灣，是深港西部通道口岸區(qū)的主體建筑和標(biāo)志性建筑，總建筑面積約

2、5.5萬平方米。本工程是 “十·五”國家重點建設(shè)計劃深港西部通道的重要組成部分，是慶祝香港回歸十周年獻禮項目，是迄今為止世界上規(guī)模最大的現(xiàn)代化、智能化陸路口岸。 深港西部通道旅檢大樓建筑造型寓意為一只啟航的船，該建筑造型是通過建筑頂部鋼結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的。旅檢大樓建筑造型的關(guān)鍵之處是大樓北端的“船頭”，是建筑造型的點晴之筆。 大樓北端“船頭”的結(jié)構(gòu)由兩根變截面橢圓形鋼斜立柱和三根箱形主鋼梁（單件各重約100噸）組成的40米大懸挑結(jié)構(gòu)支撐體系。相比而言，該結(jié)構(gòu)中的變截面橢圓形鋼斜立柱施工難度最大，是關(guān)鍵性、控制性項目。 二、工程策劃與管理 變截面橢圓形鋼斜立柱與地面成56°夾角，最

3、大截面尺寸為2150×1750mm，最小截面尺寸為1000mm，長40米，單根重量約98噸，其材質(zhì)為40mm厚Q345鋼板，斜立柱外表裝飾層為氟碳漆涂料。根據(jù)上述數(shù)據(jù)可知： 1、鋼構(gòu)件體積大、噸位重，為連續(xù)性變截面； 2、所用板材厚、材料強度較高； 3、成形后外觀質(zhì)量要求高； 4、安裝三維定位精度要求高； 綜合考慮到工程實施的實際情況，在受工程經(jīng)濟成本、工程進度時間，以及工程場地條件等因素限制下，此鋼斜立柱施工的重難點體現(xiàn)在： 1、在保證質(zhì)量的前提條件下，在可接受成本、可控時間內(nèi)選擇合適的加工制作工藝是項目成功的關(guān)鍵。 2、在受限于場地條件下選擇安全、合理的安裝工藝是項目成功的重要保

4、障。 根據(jù)以上分析，針對工程特點實施了工程策劃，建立了八大工程管理策略： 1、采取專業(yè)化施工策略：實施鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)工程分包公開招標(biāo)，選取具有鋼結(jié)構(gòu)工程專業(yè)一級承包資質(zhì)的承包商承擔(dān)施工任務(wù)； 2、建立三方審查機制：鋼構(gòu)件深化設(shè)計圖、加工制作和安裝工藝，以及生產(chǎn)制作廠家必須經(jīng)業(yè)主方、監(jiān)理方和設(shè)計方三方審核或現(xiàn)場考察確認(rèn)； 3、啟用專家評審機制：鋼構(gòu)件制作安裝方案必須經(jīng)專家評審會評審?fù)ㄟ^； 4、實施全過程監(jiān)控方案：從原材料進場、鋼構(gòu)件下料加工直至安裝完成全過程實行全過程、全方位監(jiān)督檢查； 5、采用計算機輔助設(shè)計技術(shù)：先建立鋼斜立柱三維模型，經(jīng)確認(rèn)后據(jù)此模型為基礎(chǔ)進行深化設(shè)計； 6、建立特殊工序模擬方案

5、：在鋼構(gòu)件成形、斜立柱組裝、現(xiàn)場對接焊接工位等特殊工序?qū)嵤┠M施工演練方案； 7、建立關(guān)鍵工序開工許可機制：在關(guān)鍵工序如成形、焊接、組裝、安裝等節(jié)點設(shè)置施工開工申報審查，經(jīng)確認(rèn)許可后開始施工； 8、建立第三方檢測機制：所有檢驗、試驗和測量由獨立、具有專業(yè)檢測資格的第三方負(fù)責(zé)執(zhí)行； 在工程實際實施過程中，根據(jù)工程策劃建立的管理方略，取得了良好的管理效果，主要體現(xiàn)在如下四個方面： 1、經(jīng)過全國公開招標(biāo)，選擇了具有一級鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)施工資質(zhì)的國內(nèi)大型工程施工企業(yè)作為本工程施工專業(yè)分承包商，并通過三方審查機制選取了國內(nèi)知名大型鋼結(jié)構(gòu)制作廠承擔(dān)鋼構(gòu)件的工廠制作任務(wù)。依靠其良好的工程技術(shù)能力、豐富的工程管理經(jīng)

6、驗、優(yōu)勢的工程資源為工程取得成功奠定了良好的基礎(chǔ)。 2、通過三方審查機制、特殊工序模擬、專家評審等方法，經(jīng)多次現(xiàn)場考察、反復(fù)比對評審后選取了“折管加工工藝焊接拼裝工藝”（即鉚焊組合工藝）作為斜立柱鋼構(gòu)件加工成型工藝，以及采取整體吊裝的安裝方案，確保了在工程質(zhì)量、工程成本、工程進度時間周期等方面滿足了工程要求，是工程取得圓滿成功的根本保證。 3、通過計算機輔助設(shè)計、特殊工序模擬、專家評審等技術(shù)手段，設(shè)計出了準(zhǔn)確、精細(xì)的鋼構(gòu)件工廠加工制作圖紙；制訂了安全、合理、完善的制作安裝施工方案，為安全、高質(zhì)量完成工程創(chuàng)造了良好的技術(shù)條件。 4、通過派駐廠監(jiān)理工程師和第三方檢測師、定期三方聯(lián)合檢查、現(xiàn)場巡檢和

7、旁站監(jiān)理等措施實施了全過程、全方位的施工監(jiān)控，并實施了關(guān)鍵工序許可制，確保構(gòu)件制作和安裝的質(zhì)量滿足了設(shè)計和規(guī)范要求。 三、工程質(zhì)量控制 本工程超大變截面橢圓形鋼斜立柱既是建筑結(jié)構(gòu)的重要受力部件，同時也是建筑造型的重要裝飾件，因此保證該鋼構(gòu)件的質(zhì)量是各項管理工作的重中之重。在工程實際施工過程中，主要從三個大的方面入手實施了全過程、全方位的工程質(zhì)量控制計劃。 1、從工程質(zhì)量管理角度：利用合理有效的組織措施、技術(shù)措施、經(jīng)濟措施和合同措施等管理措施，強化管理體系、提高管理效率和質(zhì)量意識，以確保工程質(zhì)量。主要采取的措施包括： （1）組織措施：建立由專業(yè)監(jiān)理工程師、設(shè)計方現(xiàn)場代表、施工方項目技術(shù)負(fù)責(zé)人、加

8、工制作方項目技術(shù)負(fù)責(zé)人等人員組成的質(zhì)量聯(lián)合工作小組，工作小組負(fù)責(zé)處理與立柱質(zhì)量相關(guān)事宜。同時考慮到加工成形工序和焊接工序是決定立柱質(zhì)量的關(guān)鍵過程，因此在這兩個工序設(shè)置了QC小組，其成員由技術(shù)員、質(zhì)檢員、工長、技術(shù)工人等人員組成，QC小組接受質(zhì)量綜合工作小組的監(jiān)督和指導(dǎo)。通過這種組織安排，既能及時、高效協(xié)調(diào)并處理施工過程中存在的相關(guān)問題，同時可通過QC小組將各種控制措施和要求落實到具體的施工過程和關(guān)鍵性工序中。 （2）技術(shù)措施：首先采用計算機輔助設(shè)計按1:1比例創(chuàng)建立柱三維實況模型，以此為基礎(chǔ)設(shè)計工廠加工圖和放樣圖；其次在加工制作中采用了成熟的鉚、焊組合工藝，有效地控制了加工制作質(zhì)量風(fēng)險；再次采

9、用了成熟、高效的半自動CO2氣體保護焊和埋孤自動焊接工藝，既提高了焊接一次性合格率，又能保持焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性。在焊縫質(zhì)量檢測中，在外觀檢測合格基礎(chǔ)上，采用了“超聲波檢測（UT）磁粉檢測（MT）”組合式無損檢測技術(shù)，從內(nèi)到外讓一切焊接質(zhì)量缺陷無處可遁。以專家評審方式審查立柱吊裝方案和立柱現(xiàn)場對接口模擬焊接試驗驗證現(xiàn)場焊接工藝參數(shù)，選取了安全、合理、科學(xué)的安裝工藝，確保了立柱安裝質(zhì)量。通過上述技術(shù)措施，提高了各關(guān)鍵過程的質(zhì)量保證能力，降低了質(zhì)量缺陷產(chǎn)生的風(fēng)險，為工程質(zhì)量提供了良好的技術(shù)支撐。 （3）經(jīng)濟措施：在充分考慮到立柱加工制作及安裝施工的難度，在鋼結(jié)構(gòu)工程招標(biāo)工程量清單中增設(shè)了立柱制作安裝措

10、施費清單項，提高了立柱制作安裝施工標(biāo)底價格，為立柱制作安裝創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟基礎(chǔ)。在工程施工過程中，制定了工程質(zhì)量獎勵制度，以質(zhì)量保證措施執(zhí)行率和質(zhì)量檢測一次合格率作為主要考核指標(biāo)每周考評一次，對考核達到優(yōu)良的班組頒發(fā)質(zhì)量優(yōu)勝流動紅旗和質(zhì)量獎金，良好的激勵機制提高了作業(yè)人員的質(zhì)量意識，調(diào)動了作業(yè)人員的執(zhí)行技術(shù)質(zhì)量方案的積極性，取得了良好的效果。 （4）合同措施：在鋼結(jié)構(gòu)工程招標(biāo)文件和工程承包合同中明確規(guī)定了工程質(zhì)量必須達到設(shè)計和規(guī)范要求，同時在與工程質(zhì)量密切相關(guān)的如原材料、技術(shù)工藝、施工方案、過程控制、檢測和試驗、歸檔資料等方面制定了詳盡的要求，明確了相關(guān)各方的權(quán)利、責(zé)任和義務(wù)，為保證工程質(zhì)量建

11、立了良好的合同條件。 2、從工程質(zhì)量影響因素角度：根據(jù)工程實際情況對影響工程質(zhì)量因素源即：人、機、料、法、環(huán)等五大方面制定了針對性的控制措施，見下表所示： 3、從工程質(zhì)量控制角度：根據(jù)各工序?qū)?gòu)件最終質(zhì)量的影響程度，設(shè)置了三個等級的質(zhì)量控制點，即檢視（Inspect ）點、見證 (Witness) 點和停止 (Sport) 點，對不同等級的質(zhì)量控制點采取相對應(yīng)的質(zhì)量控制手段，通過這種“以點帶面”方式對施工全過程的施工質(zhì)量進行監(jiān)控?？刂拼胧┮娤卤恚?四、結(jié)論 在工程各參與方的共同努力和協(xié)作下，該工程于2006年8月完成工程施工，并榮獲深圳市2006年優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)工程獎。從本工程的成功中可以體會到：

12、1、成功的項目管理是工程取得成功的根本保證，而全面的、細(xì)致的工程策劃是項目管理取得成功的鑰匙。工程策劃可為項目管理建立良好的行動指南，對項目管理起著決定性作用。 2、積極發(fā)揮工程各參與方的作用，充分利用外部資源，建立合理有效、群策群力的組織機制是項目管理成功的捷徑之路，也是工程獲得成功最有效的支撐。 3、合理選用技術(shù)可靠、成熟穩(wěn)定的加工制作和安裝工藝是確保超大型特殊性鋼構(gòu)件類工程施工取得成功最具有決定性的技術(shù)保障條件。 4、從多角度、多環(huán)節(jié)建立全面的、全過程的質(zhì)量控制措施是保證工程質(zhì)量有效的可靠手段。 5、充分利用計算機輔助設(shè)計、工程模擬技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段是超大型特殊性鋼構(gòu)件類工程施工獲得成功最有力的臂膀。注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。