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文檔簡介

蜂窩鋼結(jié)構(gòu)安裝方法創(chuàng)新北京城建集團長沙梅溪湖國際文化藝術(shù)中心綻放QC小組發(fā)布人:耿德宇1◆1.工程概況◆2.小組簡介匯報內(nèi)容◆3.選題理由◆4.設定目標及可行性分析◆5.提出方案與比較和確定最佳方案◆6.制定對策表◆7.按對策表實施◆8.效果檢查◆9.標準化◆10.總結(jié)和下一步打算2一、工程概況工程概況?

長沙梅溪湖國際文化藝術(shù)工程位于湖南省長沙市湘江新區(qū),總用地面積10萬平方米,總建筑面積12萬平方米,包括1800座的大劇院、500座的多功能小劇場、展廳面積超過10000㎡的當代藝術(shù)館三個主建筑,外部為雙曲面GRC幕墻造型,猶如綻放的芙蓉花。?

大劇院地下三層,地上三~八層,核心框剪砼結(jié)構(gòu)及外圍彎扭鋼結(jié)構(gòu)。2017年建成后將成為湖南省規(guī)模最大、功能最全、全國領(lǐng)先、國際一流的高雅文化藝術(shù)殿堂,能承接世界一流的大型歌劇、舞劇、交響樂等高雅藝術(shù)表演。3北京城建集團一、工程概況建筑效果圖4北京城建集團一、工程概況鋼結(jié)構(gòu)整體三維示意圖5北京城建集團二、QC小組簡介小組簡介北京城建集團長沙2014.4.25至2016.1.31梅溪湖國際文化藝術(shù)藝術(shù)中心綻放QC小組蜂窩鋼結(jié)構(gòu)安裝方法創(chuàng)新起止時間課題類型創(chuàng)新型注冊時間2014年4月課題注冊號BUCG-MXH-001每周一次,每次1.5小

TQC教育時

人均102小活動頻率小組人數(shù)15時,共計81次間時文化組里職務組長副組長組員組員組員組員組員組員組員組員組員組員組員組員組員序號姓名年齡職稱項目崗位組里分工程度碩士本科本科本科本科本科??票究票究票究拼T士??茖?茖?茖??2345趙換江劉京城萬里程耿德宇劉平464837265828412527272837363028高工教高項目經(jīng)理總工程師生產(chǎn)經(jīng)理質(zhì)量部長質(zhì)量顧問技術(shù)部長工程部長BIM技術(shù)員滬寧鋼機技術(shù)員技術(shù)員策劃組織技術(shù)負責施工組織質(zhì)量指導質(zhì)量顧問技術(shù)指導施工協(xié)調(diào)BIM負責深化加工技術(shù)監(jiān)控技術(shù)監(jiān)控實驗監(jiān)控測量監(jiān)控資料收集施工監(jiān)控工程師助工高工6789101112131415劉夢溪駱建坡蘇李淵巫明杰張羽工程師助工助工助工助工助工張顯達秦道偉王建峰胡小勇李紫薇技術(shù)員試驗員測量員資料員工程師工長制表日期:2014年4月15日制表人:耿德宇6北京城建集團二、QC小組簡介小組簡介小組成員職稱分布餅狀圖教高高工技術(shù)員7%13%20%教高20%40%高工工程師助工技術(shù)員工程師助工7北京城建集團二、QC小組簡介小組簡介本課題活動計劃日期階段14年4~5月方案提出14年6月14年7月14年8月~15年6月15年4~9月方案比選對策提出對策實施效果檢查15年6月~16年1月16年1月制表人:耿德宇標準化總結(jié)組員積極參與QC小組培訓班制表日期:2014年4月15日8北京城建集團全家福二、QC小組簡介9北京城建集團蜂窩鋼結(jié)構(gòu)位置示意圖三、選題理由10北京城建集團蜂窩鋼結(jié)構(gòu)位置示意圖三、選題理由?

蜂窩鋼結(jié)構(gòu):本工程蜂窩鋼結(jié)構(gòu)為大空間傾斜承重彎扭鋼結(jié)構(gòu)。11北京城建集團選蜂

題窩三、選題理由?

設計造型為芙蓉花,蜂窩鋼結(jié)構(gòu)既提供了外幕墻安裝工理由實現(xiàn)設計意圖作面,又可以有效增大通道門自身的承載能力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;相比直上直下的方形設計,可以減小承載同等荷載的構(gòu)件截面尺寸,可以減少形成同等空間體積構(gòu)件的數(shù)量。鋼結(jié)構(gòu)安裝方法創(chuàng)新?

目前國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)施工方法不能完全適用于此類傾斜式網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),以前網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)大多應用于裝飾及屋面工程,不需要承重,對結(jié)構(gòu)的承載力及穩(wěn)定性要求不高,本蜂窩鋼結(jié)構(gòu)以上部分為鋼結(jié)構(gòu)觀景平臺,重量達到500T,因此,要求承載能力較高,對構(gòu)件強度要求非常高。沒有先例傳統(tǒng)安裝方法無法滿足?

構(gòu)件最大傾斜角度達45°,采用傳統(tǒng)安裝方法,安裝周期較長,空間定位困難,累積誤差較大,無法實現(xiàn)可靠、安全的安裝。12北京城建集團設定目標四、設定目標及目標可行性分析質(zhì)量?

質(zhì)量目標為確保國優(yōu)“魯班獎”工程,是北京城建集團在外阜最重要項目,集團領(lǐng)導高度重視。目標?

蜂窩鋼結(jié)構(gòu)為大劇院前廳入口處,對整體建筑藝術(shù)效果實現(xiàn)十分重要,必須保證安裝精度、質(zhì)量。藝術(shù)效果?

作為上部鋼結(jié)構(gòu)觀景平臺及屋面單層網(wǎng)殼支座,若安裝過程不順利將嚴重影響工程工期,必須保證安全、進度。安全進度?

滿足安全、進度要求完成蜂窩鋼結(jié)構(gòu)施工安裝。桿件對接處的焊口錯邊量不大于T/10,且不大于2.0mm;卸載后最大沉降值不大于4.5mm。目標13北京城建集團目標可行性分析四、設定目標及目標可行性分析?

本QC小組成員現(xiàn)場經(jīng)驗豐富,理論水平高,具有復雜彎扭鋼結(jié)構(gòu)施工經(jīng)驗,能夠針對本工程特點提出預控措施,獲得過全國QC小組一等獎。?

鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)分包單位江蘇滬寧鋼機擁有豐富的設計、制作、安裝復雜重型鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)驗。?

項目部聘請了柳樹屯、尹敏達、吳欣之、張偉、諸福華等國內(nèi)頂尖鋼結(jié)構(gòu)專家作為顧問對本工程鋼結(jié)構(gòu)安裝方案進行指導。?

本工程得到了鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會的大力支持,派出知名專家予以解決出現(xiàn)的各種情況,有利于目標值的實現(xiàn)。?

蜂窩鋼結(jié)構(gòu)安裝方法創(chuàng)新課題研究資金得到保障。14北京城建集團五、提出方案與比較和確定最佳方案?

根據(jù)設計施工圖、設計規(guī)范、技術(shù)要求等資料在提出方案過程中運用了BIM技術(shù),采用了Xsteel及CAD軟件進行模型的建立,建模提高了蜂窩鋼結(jié)構(gòu)可視化、施工協(xié)調(diào)性、實際模擬性、碰撞檢查等方面工作效率。15北京城建集團提出方案五、提出方案與比較和確定最佳方案制表人:耿德宇制表日期:2014年4月22日制表人:耿德宇制表日期:2014年4月25日16北京城建集團提出方案五、提出方案與比較和確定最佳方案方案一現(xiàn)場組拼分塊吊裝將鋼結(jié)構(gòu)重量進行合理分段,在現(xiàn)場設置胎架進行蜂窩鋼結(jié)構(gòu)分塊組拼,按分塊進行吊裝。1234常規(guī)性施工方案較成熟,是較常規(guī)的鋼結(jié)構(gòu)施工方法。需搭設組拼胎架及安裝支撐胎架。臨時支撐測量難度吊裝難度分塊安裝精度有保障,測量定位工作量大。組拼后的分塊重量至少達180T,吊重過大。特點鋼構(gòu)件板厚為45mm,屬厚板焊接,連系梁與底部、上部環(huán)梁連接部位大多會有四根桿件組拼,焊接應力較大,焊接應變難以控制,對于結(jié)構(gòu)安全不利56結(jié)構(gòu)安全可控性焊縫質(zhì)量控制難度焊接應力導致彎扭構(gòu)件不規(guī)則變形,焊縫質(zhì)量控制難度較大。方案二散件吊裝

將鋼結(jié)構(gòu)重量進行合理分段,單根彎扭桿件自下而上進行累積吊裝,高空疊加拼裝。疊加拼裝12常規(guī)性施工方案成熟,是最常規(guī)的鋼結(jié)構(gòu)施工方法。需搭設滿堂腳手架。臨時支撐由于蜂窩鋼結(jié)構(gòu)最大傾斜角度為45°,累計吊裝在現(xiàn)場高空作業(yè)情況下,安裝精度及桿件垂直度控制難度很大。34測量難度吊裝難度特點桿件重量較小,吊重較小。鋼構(gòu)件板厚為45mm,屬厚板焊接,連系梁與底部、上部環(huán)梁連接部位大多會有四根桿件組拼,焊接應力較大,焊接應變難以控制,對于結(jié)構(gòu)安全不利56結(jié)構(gòu)安全可控性焊縫質(zhì)量控制難度焊接應力導致彎扭構(gòu)件不規(guī)則變形,焊縫質(zhì)量控制難度很大。制表人:耿德宇制表日期:2014年5月15日17北京城建集團提出方案五、提出方案與比較和確定最佳方案方案一與方案二均存在多桿件組拼可能出現(xiàn)的厚板焊接應力應變不可控問題,為解決此問題,小組計劃在桿件硬拼部位采用鑄鋼件從而減少節(jié)點部位焊接量,小組采用SPA2000和ANSYS軟件對蜂窩鋼結(jié)構(gòu)施工全過程進行了模擬分析。多桿件組拼部位設置鑄鋼節(jié)點示意圖18北京城建集團自重作用下模擬分析五、提出方案與比較和確定最佳方案Z方向變形云圖自重作用下的變形及應力19北京城建集團自重作用下模擬分析五、提出方案與比較和確定最佳方案20北京城建集團考慮上部結(jié)構(gòu)荷載作用下模擬分析五、提出方案與比較和確定最佳方案21北京城建集團受力分析結(jié)論五、提出方案與比較和確定最佳方案?

受力分析結(jié)論:由上述受力模擬分析可得知,上部兩個連系梁與頂環(huán)梁構(gòu)件交接處為變形最大節(jié)點,為結(jié)構(gòu)安全可控,設置兩個鑄鋼節(jié)點。以此鑄鋼件和與之相連的連系梁為基準點,可將傾斜蜂窩結(jié)構(gòu)劃分為三個部分,兩個基準點之間的區(qū)域變形較大,定義為設置支撐安裝區(qū)域,兩個基準點之外變形較小的區(qū)域定義為疊加安裝區(qū)域。22北京城建集團提出方案五、提出方案與比較和確定最佳方案方案三散件吊裝分區(qū)拼裝將蜂窩分為三個區(qū)域,中間區(qū)域設置臨時支撐斜拉吊裝,兩側(cè)區(qū)域由下至上,累積吊裝。施工方案無先例,但根據(jù)受力形式劃分安裝區(qū)1常規(guī)性域,有一定可行性,還需進行施工方案的模擬細化。23臨時支撐

安裝格構(gòu)式鋼管胎架。支撐吊裝區(qū)先行定位上部鑄鋼節(jié)點,安裝精度有保障,測量定位工作量較小。吊裝難度

最不利工況為鑄鋼件吊重

噸,此時吊距為

。48m測量難度特點4583鑄鋼節(jié)點應用,采用既定的吊裝、焊接順序,結(jié)構(gòu)安全可控性焊接應力,焊接應變對稱可控,結(jié)構(gòu)安全可控。焊縫質(zhì)量控制難度6焊縫質(zhì)量難度控制較小。制表人:耿德宇時間:2014年6月20日23北京城建集團方案選定五、提出方案與比較和確定最佳方案結(jié)構(gòu)安全風險項目技術(shù)可行性經(jīng)濟性結(jié)論可控性組拼難度較小較小較大支撐材料用量很大較大較大很大很小較小測量難度吊裝難度方案一:現(xiàn)場組拼分塊吊裝不可控不選勞動力用量支撐材料用量勞動力用量焊縫質(zhì)量控制難度較大組拼難度測量難度吊裝難度較大較大較小方案二:散件吊裝疊加拼裝不可控不選焊縫質(zhì)量控制難度很大組拼難度測量難度吊裝難度較小很小較小支撐材料用量勞動力用量方案三:散件吊裝分區(qū)拼裝可控選擇焊縫質(zhì)量控制難度較小制表人:耿德宇時間:2014年6月27日24北京城建集團方案流程圖與系統(tǒng)圖六、制定對策表詳圖深化鑄鋼件節(jié)點鑄造吊

及站位模擬鑄造工藝質(zhì)量控制吊

模擬散

,分

區(qū)

裝法施

細化安裝步驟模擬焊

順序

模擬臨

卸載

觀測控制模擬鑄鋼件、厚板彎扭鋼箱梁焊縫質(zhì)量現(xiàn)

安裝

焊縫質(zhì)量控制制圖人:耿德宇時間:2014年7月3日25北京城建集團六、制定對策表對策表完成時間序號

方案對策目標措施地點責任人根據(jù)設計圖紙及相關(guān)規(guī)范要求建立CAD三維模型,優(yōu)化鑄件設計,確定2014.

劉夢溪8.31

張羽經(jīng)設計

審核通

合理的鑄件壁厚及內(nèi)、外部結(jié)構(gòu),并過后出圖加工

出圖。鑄件節(jié)點的上下接口為滿足與彎扭厚板箱梁焊接要求,應作特殊設計1詳圖深化辦公室鑄

節(jié)點鑄造1、材質(zhì)選定。2、加工制作質(zhì)量控制要點。3、繪制鑄鋼節(jié)點加工工藝流程圖。加工成

品鑄鋼件尺寸

正確

、質(zhì)量無缺陷2015.

張顯達4.25

巫明杰鑄造工藝質(zhì)量控制2加工廠1、確定塔吊選型,確定塔吊站位,根據(jù)深化后的構(gòu)件重量,吊機站位計算最不利工況。2、吊裝順序模擬,確定合理的安裝順序??芍苯?/p>

按模擬后的施

工方案指導現(xiàn)場施工2014.10.31施

安裝步驟模案細化

擬34辦公室劉京城3、焊接順序模擬,采用對稱焊接,減小焊接應力造成構(gòu)件不對稱變形。4.臨時支撐卸載及變形觀測控制模擬。鑄鋼件、厚

彎扭

現(xiàn)場安裝焊

焊縫符合規(guī)范、梁

縫質(zhì)量控制

設計要求質(zhì)量1、根據(jù)本工程特點確定現(xiàn)場焊接質(zhì)量保證措施2015.5.312、進行鑄鋼件及厚板焊接工藝評定

現(xiàn)場3、繪制現(xiàn)場焊接工藝流程圖4、現(xiàn)場焊縫質(zhì)量控制耿德宇制表人:耿德宇時間:2014年7月15日26北京城建集團七、按對策表實施實施一:詳圖深化?

根據(jù)參數(shù)要求,建立CAD三維模型,優(yōu)化鑄件設計,確定合理的鑄件壁厚及內(nèi)、外部結(jié)構(gòu),并出圖。節(jié)點的外形尺寸應符合原設計圖樣要求,接口外徑尺寸公差按負偏差控制,鑄鋼節(jié)點的上下接口滿足焊接要求。27北京城建集團七、按對策表實施實施二:鑄造工藝質(zhì)量控制28北京城建集團七、按對策表實施實施三:安裝步驟模擬1、吊機選擇及站位模擬?

根據(jù)深化圖確認最大重量構(gòu)件為83T鑄鋼件,吊距為48m,經(jīng)計算最不利工況及現(xiàn)場工期要求,選用350T履帶吊,72m主臂+200T超起工況,站場外路基箱進行吊裝,站位圖如下:29北京城建集團七、按對策表實施實施三:安裝步驟模擬2、吊裝順序模擬30北京城建集團31七、按對策表實施實施三:安裝步驟模擬3、焊接順序模擬?

根據(jù)三個區(qū)特點分別制定施焊順序,按圖中編號依次焊接。以與鑄鋼節(jié)點相連的主桿件為安裝單元,為了保證焊接質(zhì)量減小焊接應力,在進行焊接時須按照如下順序施焊,同一根主桿件兩端的焊縫不能同時施焊。32北京城建集團七、按對策表實施實施三:安裝步驟模擬4、臨時支撐卸載及變形觀測控制模擬?

支撐點卸載采取分級切割的方式進行,構(gòu)件與胎架模板接觸點面進行切割,每次切割8-10mm深度。?

過程監(jiān)控,發(fā)現(xiàn)問題即時停止。?

設置變形監(jiān)測控制點,并將實際變形監(jiān)測值與理論分析計算值進行對照,并應及時報告。33北京城建集團七、按對策表實施實施四:現(xiàn)場焊縫質(zhì)量控制3505021?

焊接方法優(yōu)選:采用CO2氣體保護焊?

厚板焊接層間溫度:要求一次焊接連續(xù)作業(yè)完成?

定位焊:提高預加熱溫度,加大定位焊縫長度和焊腳尺寸。?

多層多道焊:多層多道焊為最重要工藝原則,嚴禁擺寬道。?

焊接過程中的檢查:清渣檢查34北京城建集團七、按對策表實施安裝實錄35北京城建集團七、按對策表實施安裝實錄36北京城建集團七、按對策表實施安裝實錄37北京城建集團七、按對策表實施安裝實錄38北京城建集團七、按對策表實施安裝實錄39北京城建集團七、按對策表實施安裝實錄40北京城建集團八、效果檢查目標完成1、應用蜂窩鋼結(jié)構(gòu)組拼、焊接順序施工方法研究成果,項目部于2015年6月3日順利完成了蜂窩鋼結(jié)構(gòu)安裝,于2015年9月20日順利實現(xiàn)了大劇院主體鋼結(jié)構(gòu)封頂,為工程既定目標順利實現(xiàn)打下了堅實基礎(chǔ)。?

2、未出現(xiàn)桿件對接處的焊口錯邊量大于T/10,或大于2.0mm;卸載后最大沉降值為2.8mm。41北京城建集團八、效果檢查經(jīng)濟和社會效益通過對蜂窩鋼結(jié)構(gòu)安裝方法的創(chuàng)新,充分利用了BIM經(jīng)濟效益及深化設計技術(shù),對鋼結(jié)構(gòu)復雜構(gòu)件及鑄鋼節(jié)點二次設計及優(yōu)化,節(jié)省了鋼材,降低施工難度。在蜂窩結(jié)構(gòu)安裝

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