立面曲變巨柱爬模技術創(chuàng)新QC小組

1、單位名稱：中建三局第二建設工程有限責任公司基礎設施公司小組名稱：武漢綠地中心項目QC小組立面曲變巨柱爬模技術創(chuàng)新目錄一、工程概況二、小組簡介三、選題理由四、確定目標五、提出方案并確定最佳方案六、制定對策七、對策實施八、效果檢查九、標準化十、總結及下一步打算一、工程概況1、工程簡介工程名稱武漢綠地國際金融城A01-1地塊一期1號樓建設地點武漢市武昌區(qū)和平大道840號（原武昌車輛廠）建設規(guī)模主塔樓120層，建筑高度636m，設6層地下室建設單位武漢綠地濱江置業(yè)有限公司設計單位建筑：美國AS+GG公司結構：華東建筑設計研究院監(jiān)理單位上海市建設工程監(jiān)理咨詢有限公司施工單位中建三局第二建設工程有限責任公

2、司基礎設施公司結構類型主塔樓為核心筒+巨柱+伸臂桁架+環(huán)帶桁架結構制表人：王強 制表日期：2016年1月2日2、巨柱概況武漢綠地中心主塔樓共計有12根巨柱，立面造型為先外傾后內收，截面逐漸減小的立面曲變形式。巨柱SC1至結構大屋面，高度574.900m，巨柱SC2至99層，高度466.950m 。巨柱最大截面尺寸為4738mm3150mm。樓層SC1SC2F1F24外傾角度為2.20.1外傾角度為1.20.1F25F30層無傾角無傾角F31F32層內傾角度0.1無傾角F33F99層內傾角度0.14.8內傾角度0.14.0F100F119層內傾角度4.95.5巨型柱立面不規(guī)則曲變情況介紹一、工程

3、概況制表人：魏晨康 制表日期：2016年1月3日二、小組簡介小組名稱武漢綠地中心項目QC小組小組注冊編號ZJSEJC02-2015活動課題立面曲變巨柱爬模技術創(chuàng)新課題注冊編號ZJSEJC01-2016成立時間2016年1月15日小組類型創(chuàng)新型活動頻率2次/月人 數(shù)12人平均年齡33活動時間2016.1.152016.9.30活動方式集中與分散相結合，集中討論、研究、決策，分散檢查并組織實施。小組格言深化設計創(chuàng)亮點 精細管理促效益 科學嚴謹出精品活動準則全員參與，整體提高，精益求精制表人：王再淑 制表日期：2016年1月15日1、小組概況2、小組獲獎情況二、小組簡介湖北省工程建設QC小組活動成果

4、“一等獎”湖北省優(yōu)秀質量管理小組制圖人：王再淑 制圖日期：2016年1月15日序號姓名年齡文化程度職務小組職務小組分工出勤時間1袁小兵43本科項目經(jīng)理組長全面負責100%2王強33本科項目總工副組長技術實施100%3王再淑43本科質量總監(jiān)副組長策劃管理 過程監(jiān)督100%4段吉鋒33本科生產(chǎn)經(jīng)理組員活動管理100%5劉福生37本科爬模專家組員活動指導100%6程星26本科質量部經(jīng)理組員活動實施100%7魏晨康27本科技術部經(jīng)理組員活動實施100%8李磊26本科責任工程師組員活動實施100%9葉川銘26本科內業(yè)技術員組員活動實施100%10席方騰27本科質量工程師組員活動實施100%11黃傳法22

5、本科質量工程師組員活動實施100%12夏峰47專科勞務負責人組員活動實施100%二、小組簡介3、小組成員制表人：王再淑 制表日期：2016年1月15日小組活動進度計劃段活動內容時間（2016年1月2016年9月）123456789計劃階段（Plan）選題理由確定目標方案選擇制定對策實施階段（Do）對策實施檢查階段（Check）效果檢查鞏固階段（Action）標準化總結和下一步打算制表人：王再淑 制表日期：2016年1月15日二、小組簡介4、活動計劃表三、選題理由1、結構形式特殊制圖人：葉川銘 制圖日期：2016年1月15日2、施工進度要求緊3、巨柱角度控制要求高通過查閱國內超高層項目巨型柱工程

6、資料，咨詢公司內部參與過超高層項目巨型柱施工的同事得知，針對超高層項目巨型柱的特點，一般傾向于利用爬模架輔助巨型柱施工，并且使用效果良好。深圳平安天津117大廈三、選題理由1、結構形式特殊制表人：葉川銘 制表日期：2016年1月15日三、選題理由通過查新，發(fā)現(xiàn)常規(guī)爬模，雖然能夠施工巨柱，但是不能流暢的適應于立面曲變的巨柱形式。導致使用成本高，操作較為復雜。所以我們的課題是具備創(chuàng)新意義和使用價值的。制表人：葉川銘 制表日期：2016年1月15日1、結構形式特殊三、選題理由2016年巨柱施工年度目標：從14層施工至65層2、施工進度要求緊制圖人：葉川銘 制圖日期：2016年1月15日三、選題理由為

7、達到整體工期節(jié)點巨柱施工速度要求5天/層常規(guī)施工工藝為6.5天/層要求無法滿足2、施工進度要求緊制圖人：葉川銘 制圖日期：2016年1月15日3、巨柱角度控制要求高三、選題理由由于項目主塔樓需要爭創(chuàng)魯班獎，并且巨柱曲變角度直接影響幕墻安裝及外立面流線造型，角度控制精度要求高。制圖人：葉川銘 制圖日期：2016年1月15日根據(jù)上述理由確定課題：立面曲變巨柱爬模技術創(chuàng)新QC活動是結構特殊性、工期和項目巨柱施工質量的迫切需求。三、選題理由四、確定目標1、確定目標總目標：完成立面曲變巨柱爬模技術創(chuàng)新。分目標：工期要求：確保巨柱施工周期5天/層。安全、質量要求：確保所研制出的爬模系統(tǒng)滿足施工荷載要求，4

8、kN/；可調節(jié)傾角在+2.2，-5.5之間，且精度控制在0.2309天2016年2月27日2017年01月01日確保完成巨柱施工年度目標!14層巨柱開始施工65層巨柱混凝土澆筑完成節(jié)點工期目標無法實現(xiàn)制圖人：葉川銘 制圖日期：2016年1月15日2、問題提出四、確定目標初期施工方案耗時分析總計工時6.5天四、確定目標制圖人：魏晨康 制圖日期：2016年2月5日3、目標可行性分析理由一 本QC小組成員由項目經(jīng)理參與，小組成員從事多年相關工作。經(jīng)驗豐富人理由二巨型柱施工作為項目關鍵節(jié)點，項目部先后請多卡公司、北京建研院等單位進行巨型柱施工分析討論。重視度高人/環(huán)理由三理論支撐人/法 項目部認真研究

9、巨型柱結構形式，并咨詢局專家作為指導，找到快速施工的可行性方式理由四試驗驗證人/機/料/法/測小組結合現(xiàn)場施工機具、材料等實際情況利用三維模擬，同時，結合進行現(xiàn)場預模擬試驗，進行論證QC小組通過5M1E分析法（人機料法環(huán)測）對目標可行性進行分析，小組成員一致覺得目標可以完成。1、方案提出QC小組成員充分分析巨柱形式、現(xiàn)場工況以及現(xiàn)有施工資源（包括物料、設備、人員等），運用“頭腦風暴法”，從“爬升體系”、“爬模支座形式”、“動力系統(tǒng)”擬列出7種小組標題卡，3種中組標題卡。五、提出方案并確定最佳方案制圖人：王強 制圖日期：2016年2月6日一種適應于立面曲變巨柱的爬模技術爬升體系附墻式附板式抓握式

10、爬模支座形式綜合立面曲變形設計可調節(jié)傾角式的支座面板綜合立面曲變形設置多類可拆卸式支座面板，每類支座面板可適應于對應的曲變形式動力系統(tǒng)液壓式電氣式中組標題卡中組標題卡中組標題卡爬升體系類型附著點掛架層數(shù)類似爬架體系實際使用效果同等荷載情況承載能力附墻式附著點在巨柱表面，會被巨柱外側突出構件阻擋3層常規(guī)爬模體系，在天津117等工程中應用廣泛，不具備創(chuàng)新性同等荷載情況下，需承受3層掛架的自重及少量材料荷載附板式附著點在施工層樓板，人員操作及常規(guī)檢查較安全3層武漢綠地中心項目尚屬于首次使用，計算機模擬計算效果良好，具有創(chuàng)新性同等荷載情況下，需承受3層掛架的自重及少量材料荷載2、方案評選（第一層方案評

11、選）五、提出方案并確定最佳方案采用制表人：葉川銘 制表日期：2016年2月7日爬升體系類型附著點掛架層數(shù)類似爬架體系實際使用效果同等荷載情況承載能力附板式附著點在施工層樓板，人員操作及常規(guī)檢查較安全3層武漢綠地中心項目尚屬于首次使用，三維模擬爬升及計算效果良好，具有創(chuàng)新性同等荷載情況下，需承受3層掛架的自重及少量材料荷載抓握式附著點在鋼骨頂端，人員操作不便，常規(guī)檢查危險性大鋼骨頂端至巨柱施工樓層 共計5層前期武漢綠地中心鋼結構安裝單位對抓握式爬架體系做過一系列實驗，實驗結果不理想同等荷載情況下，需承受5層掛架的自重。2、方案評選（第一層方案評選）五、提出方案并確定最佳方案第一層備選方案評選結論

12、：利用計算機模擬以及現(xiàn)場試驗比較，附板式爬升體系操作方便，使用更安全，具有很好的創(chuàng)新性，在三項備選方案中各項指標最佳。決定采用附板式爬升體系。采用制表人：葉川銘 制表日期：2016年2月7日2、方案評選（第二層方案評選）五、提出方案并確定最佳方案第二層方案評選爬模支座形式加工種類加工成本爬升過程可周轉性結果立面曲變適應性深化設計難度加工難度綜合立面曲變形式，設計可調節(jié)傾角式的支座面板1種低層層周轉自由適應結構立面曲變難度大難度大綜合立面曲變形式，設計數(shù)類可拆卸式支座面板，每類支座面板可適應于對應的曲變形式多種高每類支座形式周轉次數(shù)受曲變形式限制適應性受限難度適中難度低第二層備選方案評選結論：通

13、過比較綜合立面曲變形式，并且在現(xiàn)場制作加工了兩種支座面板形式，經(jīng)過試驗比較，可調節(jié)傾角式的支座面板雖然深化設計以及加工難度都較大，但是加工成本與使用成本低，并且結構適應性更好，設計可調節(jié)傾角式的支座面板。采用制表人：魏晨康 制表日期：2016年2月7日2、方案評選（第三層方案評選）五、提出方案并確定最佳方案第三層方案評選動力系統(tǒng)動力大小安裝難易程度采購成本能源環(huán)保程度耐用性液壓式大易低環(huán)保性能差好電動式小難高環(huán)保性能好一般第三層備選方案評選結論：我們針對液壓式和電動式利用試驗裝置測試其產(chǎn)生的動力，發(fā)現(xiàn)液壓式單點動力可達15T，能夠滿足爬模爬升動力要求，同時屬于現(xiàn)有成熟技術，安裝便利，采購成本低

14、，最終決定動力系統(tǒng)選用液壓式。采用制表人：魏晨康 制表日期：2016年2月7日3、方案確定五、提出方案并確定最佳方案制圖人：魏晨康 制圖日期：2016年2月8日綜合上述3層方案評選結果，最終在對結構的適應能力、動力能力、技術可行性、經(jīng)濟合理性等方面選擇出具有優(yōu)勢的方式，因此，我們小組確定最終方案為附板式可調節(jié)傾角液壓爬模系統(tǒng)作為最佳方案。附板式可調節(jié)傾角液壓爬模系統(tǒng)液壓系統(tǒng)可調節(jié)傾角附板式立面曲變巨柱爬模施工方法爬升體系動力系統(tǒng)爬模支座形式4、方案進一步細化五、提出方案并確定最佳方案制圖人：魏晨康 制圖日期：2016年2月8日本小組對所選出的最佳方案再進行“頭腦風暴法”展開討論，運用“系統(tǒng)圖”

15、將最佳方案進行分解，得到四個主要方面?？烧{節(jié)傾角裝置附板式附板支座選型附板支座有限元計算可調節(jié)傾角裝置設計可調節(jié)傾角裝置有限元計算最佳實施方案分解系統(tǒng)圖立面曲變巨柱爬模施工方法爬升體系動力系統(tǒng)爬模支座形式4、方案進一步細化五、提出方案并確定最佳方案制表人：魏晨康 制表日期：2016年2月8日1）附板式方案細化方案細化分解系統(tǒng)圖方案細化要求結論附板支座選型爬模系統(tǒng)受力需要傳遞至樓板及樓板底部鋼梁上，同時，滿足環(huán)帶桁架、柱間支撐及無樓板層的特殊工況。并且便于傾角調節(jié)裝置的安裝。采用32b#槽鋼作為主體，10#槽鋼作為連接件，其余部位采用筋板焊接，鋼材材質為Q235B，具體形式見圖4-1附板支座有限

16、元計算按照一個爬模系統(tǒng)配置2個附板支座計算，施工工況下附板支座受到的豎直力最大，而水平力靠附板支座與樓板之間的摩擦來承擔。使用有限元軟件建立附板支座的三維實體模型進行有限元分析，模型中附板支架懸挑長度為1200mm（這里選擇懸挑長度最長的附板支架進行計算），支架后端與樓板之間采用 普通螺栓固定，螺栓到結構鋼框梁中心的距離為1550mm，上方壓板由8#槽鋼焊接而成，底部墊板尺寸為20020014mm根據(jù)有限元計算圖4-2知：螺栓、螺母及墊板的Mises應力等值線，從圖中可以看出最大Mises應力為129.9MPa，發(fā)生在螺母的邊緣，這是由于螺母與槽鋼壓板接觸區(qū)域，小于材料的許用應力235MPa。

17、對附板支座和結構鋼框梁進行接觸分析，得到結論：附板支架受到豎直力為157.778kN，附板支座總體的強度和剛度符合設計要求。制圖人：魏晨康 制圖日期：2016年2月8日附板式附板支座選型附板支座有限元計算細化結果：附板支座能滿足爬模系統(tǒng)需要五、提出方案并確定最佳方案1）附板式方案細化圖4-1圖4-2制圖人：魏晨康 制圖日期：2016年2月8日4、方案進一步細化五、提出方案并確定最佳方案制表人：魏晨康 制表日期：2016年2月8日2）可調節(jié)傾角裝置細化方案細化分解系統(tǒng)圖制圖人：魏晨康 制圖日期：2016年2月8日可調節(jié)傾角裝置可調節(jié)傾角裝置設計可調節(jié)傾角裝置有限元計算方案細化要求結論可調節(jié)傾角裝

18、置設計為實現(xiàn)爬模系統(tǒng)前傾后仰的爬升姿態(tài)變化，使附著裝置實現(xiàn)隨導軌進行傾角調節(jié)，將原有固定式附著裝置改進為可調節(jié)傾角裝置。附著裝置焊接在附板支座端部的面板上，附板支座與固定套間兩個斜面接觸，鎖緊螺栓后，導軌穿入固定套后無法旋轉。傾角可調節(jié)附著裝置中固定套與附板支座間弧形曲面接觸，并改為軸連接，使得固定套可沿附板支座曲面旋轉，一次最大可2厘米，約1。具體形式見圖4-3可調節(jié)傾角裝置有限元計算在施工工況和爬升工況下附著裝置受到的水平力和豎直力均為最大，在有限元分析軟件中建立的附著裝置的實體模型，模型中耦合了所有焊接位置的焊縫，施工工況下附著裝置受到的水平力和豎直力分別為122.554kN和157.7

19、78kN。附著裝置焊接在附板支架外側的面板上，面板的另一側與附板支架焊接在一起，因此這里約束與附板支架焊接一側相應位置的位移作為位移邊界條件。根據(jù)有限元計算圖4-4知：附著裝置總體Mises應力等值線，從圖中可以看出最大Mises應力為170.3MPa，發(fā)生在銷軸孔處，是固定套與銷軸之間的局部接觸壓力引起的，接觸區(qū)之外的Mises應力要小很多。并且最大Mises應力小于材料的許用應力235MPa，說明強度符合要求。細化結果：可調節(jié)傾角裝置能滿足爬模系統(tǒng)需要五、提出方案并確定最佳方案2）可調節(jié)傾角裝置細化圖4-3圖4-4制圖人：魏晨康 制圖日期：2016年2月8日1、繪制對策實施流程（編制流程圖

20、，找出關鍵控制工序。）制圖人：王強 制圖日期：2016年2月15日六、制定對策采用“5W1H”的方法針對關鍵工序制定相應對策。2、制定對策實施表制表人：王強 制表日期：2016年2月15日六、制定對策編號關鍵工序對策（what）目標（why）措施（how）地點（where）時間（when）負責人（who）1專項方案編制及專家論證編制方案并組織專家論證一次性通過專家論證與專業(yè)爬模單位共同編制專項方案，并利用ansys軟件對爬模主要構件進行受力分析，確保方案具有安全性和可實施性。項目會議室2016年2月魏晨康、王強2爬模系統(tǒng)構件的加工及現(xiàn)場安裝爬模附板支座、可調傾角裝置、動力系統(tǒng)及安全防護裝置的加

21、工、制作及安裝附板支座及可調傾角裝置精度保證直線度公差不得大于3/1000，其他構件精度滿足GB50205-20011)繪制CAD精加工圖紙，2)在安裝過程中采用高精度全站儀及鉛垂儀進行測量定位施工現(xiàn)場2016年3月王強、 段吉鋒、王再淑、李磊、 程星采用“5W1H”的方法針對關鍵工序制定相應對策。2、制定對策實施表制表人：王強 制表日期：2016年2月15日六、制定對策編號關鍵工序對策（what）目標（why）措施（how）地點（where）時間（when）負責人（who）3爬模系統(tǒng)現(xiàn)場試爬升爬模試爬升，且安排專人全程監(jiān)督爬升過程控制故障率低于0.1，無安全風險，保障爬模試爬升順利，爬升耗時

22、控制在2小時/個以內1)試爬升前對人員進行嚴格交底，并利用三維模型輔助交底，2)試爬升一次不超過20cm，過程中做好安全警戒及監(jiān)督措施施工現(xiàn)場2016年4月王強、劉福生、葉川銘、李磊4現(xiàn)場特殊樓層爬模系統(tǒng)的使用對于現(xiàn)場環(huán)帶桁架、柱間支撐、過風層等特殊樓層采用單獨設計的爬模附屬構件配合爬模使用當施工至特殊樓層工況時，爬模系統(tǒng)能夠有效完成爬升及使用功能，爬升耗時保證在2小時/個以內針對特殊樓層單獨加工附板支座、短梁、鉤頭螺栓、活結螺栓并配合鋼絲繩一起完成爬模爬升及使用施工現(xiàn)場2016年4月-5月王強、劉福生、魏晨康 1、編制巨柱爬模安全專項施工方案并報公司審批。巨柱爬模安全專項施工方案施工方案審批

23、表七、對策實施制圖人：魏晨康 制圖日期：2016年2月25日實施一 編制方案并組織專家論證2、2016年2月28日委托專家對該方案進行了論證。七、對策實施制圖人：王強 制圖日期：2016年2月28日實施一 編制方案并組織專家論證結果驗證：爬模方案一次性通過專家論證加工技術要求1.焊縫應平整、飽滿，不得有漏焊、裂紋、夾渣、燒穿、咬肉等缺陷。2.除銹：涂防銹漆、底漆、面漆，涂層應均勻、平整；色澤一致，不得有皺皮、脫皮、漏漆、流痕、氣泡等缺陷。底漆厚度0.03-0.04mm，漆膜總厚度0.10-0.14mm。實施二 爬模附板支座、可調傾角裝置、動力系統(tǒng)及安全防護裝置的加工、制作及安裝七、對策實施制圖

24、人：李磊 制圖日期：2016年3月15日1、繪制CAD精加工圖紙，用于爬模構件加工。實施二 爬模附板支座、可調傾角裝置、動力系統(tǒng)及安全防護裝置的加工、制作及安裝七、對策實施制圖人：李磊 制圖日期：2016年3月30日2、在安裝過程中采用高精度全站儀及鉛垂儀進行測量定位。在確定附板支座位置時，采用高精度鉛垂儀及全站儀放線，鉛垂儀型號“拉特EZ-20”精度1/200000，全站儀型號“科維TKS-202”精度2結果驗證：附板支座及可調傾角裝置精度保證直線度公差不得大于3/1000，其他構件精度滿足GB50205-2001實施三 爬模試爬升，且安排專人全程監(jiān)督爬升過程七、對策實施制圖人：葉川銘 制圖

25、日期：2016年4月10日1、試爬升前對人員進行嚴格交底，并利用三維模型輔助交底，確保爬升人員了解爬模系統(tǒng)相關情況。實施三 爬模試爬升，且安排專人全程監(jiān)督爬升過程七、對策實施制圖人：李磊 制圖日期：2016年4月12日2、試爬升一次不超過20cm，過程中做好安全警戒及監(jiān)督措施。液壓油缸頂升，帶動導軌爬升架體爬升爬升完成后鎖死固定套結果驗證：爬模試爬升順利，無故障，無安全風險，爬升耗時為1小時50分實施四 對于現(xiàn)場環(huán)帶桁架、柱間支撐、過風層等特殊樓層采用單獨設計的爬模附屬構件配合爬模使用七、對策實施制圖人：葉川銘 制圖日期：2016年5月25日1、針對特殊樓層單獨加工附板支座、短梁、鉤頭螺栓、活

26、結螺栓并配合鋼絲繩一起完成爬模爬升及使用。結果驗證：當施工至特殊樓層工況時，爬模系統(tǒng)能夠有效完成爬升及使用功能，并且爬升耗時平均每個為1.5小時在有環(huán)帶桁架及柱間支撐處爬模附板支座附著安裝情況在過風層施工時爬模采用的附板形式及相關鉤頭螺栓，短梁等安裝情況1、目標檢查省去懸挑架搭設工序制圖人：葉川銘 制圖日期：2016年7月18日八、效果檢查總計工時5天1、目標檢查目標一：確保巨柱施工速度為5天/層。八、效果檢查工期目標：經(jīng)過QC小組對于巨柱施工措施的不斷探索與創(chuàng)新，找到利用附板式傾角可調節(jié)支座液壓爬模系統(tǒng)的施工方案，并對方案進行優(yōu)化，最終保證巨柱施工穩(wěn)定在5天/層，并且由于隨著時間推移，操作人

27、員對于爬模系統(tǒng)的不斷熟悉，從2016年5月開始，巨柱施工平均速度為4.5天/層。1、目標檢查目標二：確保所研制出的爬模系統(tǒng)滿足施工荷載要求，4kN/；可調節(jié)傾角在+2.2，-5.5之間，精度滿足0.2八、效果檢查安全、質量目標：附板式可調節(jié)傾角液壓爬模系統(tǒng)在爬升使用過程中，未出現(xiàn)一起安全事故，并且該種爬模形式能夠滿足巨柱混凝土結構施工要求；并且，在已經(jīng)施工完成的35F以下巨柱結構施工中，其中14F-24F巨柱傾角為0.1-2.2，外傾，爬模能夠很好的適應該角度，并順利完成爬升。施工完成的巨柱外觀精度控制在0.22、經(jīng)濟效益利用附板式可調節(jié)傾角液壓爬模系統(tǒng)施工巨型柱，不僅能夠滿足現(xiàn)場巨型柱結構形式及施工要求，同時也可以確保施工人員安全、大幅提升施工進度和施工質量、節(jié)約材料。序號比較因素采用附板式爬模系統(tǒng)施工傳統(tǒng)施工方法節(jié)約成本1工期4.