中建三局大跨度空間交互式絲綢狀鋼飄帶質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)策劃

全過程管理，精益策劃，打造精品工程大跨度空間交互式絲綢狀鋼飄帶質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)策劃中建三局安裝工程有限公司蘇州灣文化中心項目部目錄1工程概況3質(zhì)量管理實施策劃2策劃背景5實施效果4質(zhì)量策劃實施6思考與總結(jié)1工程概況1.11、工程概況蘇州灣文化中心項目位于蘇州市吳江區(qū)，西臨太湖，總建筑面積21萬㎡，總造價約48億元。該建筑包分為蘇州大劇、吳江博覽中心兩部分，其大劇院為1600座，為蘇州地區(qū)容納觀眾最多的劇院，建成后將成為集城市體育賽事、文化活動為一體的綜合性場所。1.11、工程概況大劇院博物館規(guī)劃展示館會議中心IMAX影院鋼飄帶結(jié)構(gòu)

大劇院與博覽中心由漂浮于空中的兩條鋼飄帶結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)交織聯(lián)通，建成之后將成為環(huán)太湖區(qū)最矚目建筑景觀。1.12策劃背景2、策劃背景質(zhì)量目標(biāo)綠色施工目標(biāo)項目整體確保魯班獎鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量目標(biāo)中國鋼結(jié)構(gòu)金獎全國建筑業(yè)綠色施工示范工程2.1創(chuàng)優(yōu)策劃背景

本項目為我司在華東市場承接的首個大綜合體、大場館類項目，公司希望以此項目作為質(zhì)量管理標(biāo)桿，打造在華東地區(qū)場館項目的質(zhì)量名片，通過“以現(xiàn)場促市場”的營銷模式，為后續(xù)工程項目的市場營銷提供業(yè)績支撐。博物館鋼結(jié)構(gòu)規(guī)劃館鋼結(jié)構(gòu)會議中心鋼結(jié)構(gòu)規(guī)劃館大跨度梁I-MAX影院舞臺鋼結(jié)構(gòu)觀眾廳鋼結(jié)構(gòu)柱、梁結(jié)構(gòu)屋面鋼結(jié)構(gòu)1.3大劇院整體鋼結(jié)構(gòu)用量約為8500噸，主要為全鋼框架結(jié)構(gòu)、鋼桁架結(jié)構(gòu)。其中跨度最大桁架為觀眾廳桁架達41.3m。博覽中心整體鋼結(jié)構(gòu)用量為6300噸；各單體主要為全鋼框架結(jié)構(gòu)和勁性鋼結(jié)構(gòu)。2、策劃背景2.2創(chuàng)優(yōu)課題選擇2、策劃背景2.2創(chuàng)優(yōu)課題選擇

鋼飄帶結(jié)構(gòu)總重量約3000噸，上下兩條飄帶在空中形成交互式絲綢狀，每條都呈不規(guī)則復(fù)雜雙曲面，由雙曲彎扭管桁架漸變構(gòu)成。

飄帶建筑造型特殊、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工質(zhì)量控制主要以下幾項難點。兩端扭轉(zhuǎn)角度180°最小矢彎半徑約為6米2、策劃背景2.3難點分析一：雙曲彎扭桿件精度控制飄帶結(jié)構(gòu)雙曲面造型最大扭轉(zhuǎn)角度達到180°，下飄帶雙向彎管最小彎曲半徑小于6m，彎扭鋼管構(gòu)件總長度達3120m，約240件，對于實現(xiàn)最大連續(xù)長度達380m不規(guī)則曲面飄帶結(jié)構(gòu)的整體順滑效果造成極大難度。因此，對于飄帶桁架截面對應(yīng)的四條主弦桿彎曲制造精度、安裝精度等質(zhì)量控制要求極高。1.4飄帶人行步道觀光橋區(qū)域具有跨度大、支撐點位少、桁架厚度小等結(jié)構(gòu)特點，且支撐人行步道兩端的三叉柱自身高度大、形成整體結(jié)構(gòu)前穩(wěn)定性較差，為確保該極限結(jié)構(gòu)連接可靠性，飄帶結(jié)構(gòu)要求全熔透焊接，焊接質(zhì)量要求高；超百米跨的人行步道飄帶區(qū)域為保證穩(wěn)定性和舒適性，動靜荷載情況下其變形控制質(zhì)量要求極高。飄帶三叉柱超100m跨度人行步道區(qū)域，桁架厚度約5m2、策劃背景2.3難點分析二：大跨度結(jié)構(gòu)變形控制1.4復(fù)雜節(jié)點類型1復(fù)雜節(jié)點類型3復(fù)雜節(jié)點類型2復(fù)雜節(jié)點類型4飄帶管桁架結(jié)構(gòu)上存在多種類型復(fù)雜節(jié)點，包括異形截面桿件相貫節(jié)點、多桿件相貫節(jié)點、截面不匹配相貫節(jié)點的情況。對采購材料的品控質(zhì)量要求高、放樣切割相貫線準確度要求高、相貫線對接焊接的質(zhì)量要求高，需以高質(zhì)量標(biāo)準對多道施工工序連續(xù)控制。2、策劃背景2.3難點分析三：多管相貫節(jié)點連接質(zhì)量控制1.42、策劃背景2.4課題確定大跨度空間交互式絲綢狀鋼飄帶雙曲彎扭桁架精度控制百米跨人行步道提升多管相貫節(jié)點連接大跨度空間交互式絲綢狀鋼飄帶質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)策劃課題確定1.52、策劃背景2.5創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)設(shè)定

根據(jù)該項目的整體定位，內(nèi)外部環(huán)境對質(zhì)量提升的管控需求，并結(jié)合雙曲線彎扭管桁架施工管理過程中存在的諸多通病，為做好風(fēng)險管控，明確了以下目標(biāo)，作為飄帶結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量管控的總體目標(biāo)。目標(biāo)設(shè)定進行多專業(yè)的系統(tǒng)深化復(fù)核，發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷，優(yōu)化接口節(jié)點；設(shè)計目標(biāo)確保雙曲彎管對接一次合格率不低于95.2%，安裝精度誤差不大于5mm，整體曲線流暢順滑，建筑效果質(zhì)量優(yōu)良。建造目標(biāo)鋼飄帶施工質(zhì)量達到“魯班獎”標(biāo)準，鋼結(jié)構(gòu)金獎，一次成優(yōu)；質(zhì)量目標(biāo)鋼飄帶施工過程，安全保證措施到位，確保安全零事故；安全目標(biāo)措施投入，機械臺班投入的降低率10%；經(jīng)濟目標(biāo)完成《大跨度空間交互式絲綢狀鋼飄帶建筑建造關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用》課題研究，形成核心競爭力，申報科技進步獎。技術(shù)目標(biāo)3質(zhì)量管理實施策劃站在全過程管理角度，邀請項目各參建方（總包、各專業(yè)分包單位等）參與組成創(chuàng)優(yōu)小組。1.51.43、質(zhì)量管理實施策劃3.1創(chuàng)優(yōu)組織架構(gòu)1.51.43、質(zhì)量管理實施策劃3.2創(chuàng)優(yōu)管理制度序號名稱序號名稱1質(zhì)量責(zé)任制度15質(zhì)量檢測儀器管理制度2質(zhì)量教育培訓(xùn)制度16質(zhì)量檢測儀器周檢制度3工程質(zhì)量驗收程序和組織制度17關(guān)鍵工序施工質(zhì)量控制旁站制度4隱蔽工程驗收制度18質(zhì)量交底制度5工程質(zhì)量檢查制度19工程質(zhì)量預(yù)控制度6工程質(zhì)量例會制度20工程質(zhì)量檢驗試驗制度7全面質(zhì)量管理制度21工程資料收集、整理制度8工程質(zhì)量樣板引路制度22工程竣工驗收制度9工程成品保護制度23工程質(zhì)量整改制度10工程質(zhì)量獎罰制度24工程質(zhì)量竣工驗收制度11工程質(zhì)量監(jiān)督制度25工程質(zhì)量事故報告制度12三檢制制度26工程質(zhì)量事故調(diào)查處理制度13實測實量制度27工程質(zhì)量回訪制度14工程質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)制度28工程質(zhì)量保修制度

根據(jù)質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)制度管理體系深化編制了交互式飄帶施工質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)策劃書，對現(xiàn)場施工質(zhì)量管理專項會議、工廠質(zhì)量檢查、現(xiàn)場質(zhì)量檢查等工作做了明確安排，確保創(chuàng)優(yōu)制度充分執(zhí)行。1.51.43、質(zhì)量管理實施策劃3.3創(chuàng)優(yōu)策劃內(nèi)容設(shè)計管理建造管理采購管理1.51.43、質(zhì)量管理實施策劃3.3創(chuàng)優(yōu)策劃內(nèi)容創(chuàng)優(yōu)策劃內(nèi)容創(chuàng)優(yōu)策劃堅持以設(shè)計出發(fā)，側(cè)重事前管控，將質(zhì)量風(fēng)險控制在策劃階段。桿件截面歸并優(yōu)化復(fù)雜組合節(jié)點設(shè)計優(yōu)化復(fù)雜相貫節(jié)點設(shè)計優(yōu)化雙曲彎管拼裝深化設(shè)計BIM三維模型校核采購前置，保障精益建造檢測先行，嚴控材料質(zhì)量勞務(wù)甄選，提高人員素質(zhì)設(shè)計管理采購管理建造管理構(gòu)件加工質(zhì)量控制單元拼裝質(zhì)量控制單元安裝定位控制測量精度控制焊接質(zhì)量控制4質(zhì)量策劃實施1.51.44、質(zhì)量策劃實施

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計管理的關(guān)鍵點在于節(jié)點優(yōu)化設(shè)計，節(jié)點設(shè)計是鋼結(jié)構(gòu)自身以及與其他專業(yè)的接口。節(jié)點優(yōu)化需考慮與采購聯(lián)動、與建造契合，通過設(shè)計管理串聯(lián)各階段工作形成質(zhì)量控制多推手。藍圖優(yōu)化節(jié)點優(yōu)化深化優(yōu)化4.1設(shè)計管理1.51.44、質(zhì)量策劃實施4.1設(shè)計管理——桿件截面歸并優(yōu)化序號截面形式規(guī)格統(tǒng)計原設(shè)計種類歸并后種類1φ102×6、φ102×4222φ180×5、φ180×6、φ180×8313φ203×6、φ203×8φ203×10、φ203×12424φ219×6、φ219×8φ219×12、φ219×14φ219×16、φ219×18625φ245×6、φ245×8φ245×12、φ245×14φ245×16、φ245×18636φ325×8、φ325×12φ325×14、φ325×16φ325×18、φ325×20637φ351×16、φ351×18φ351×20、φ351×25428φ377×12、φ377×16、φ377×18φ377×25、φ377×30539φ402×20、φ402×25φ402×30、φ402×3542

原設(shè)計中不同圓管桿件截面種類多達40余種，通過與設(shè)計院溝通、共同復(fù)核后，將桿件截面種類歸并到20余種，可為材料采購提供極大便利、降低材料混用風(fēng)險，有利于提高構(gòu)件加工一次性合格率。1.51.44、質(zhì)量策劃實施4.1設(shè)計管理——復(fù)雜構(gòu)件焊接可行性優(yōu)化工人60度夾角長度約732mm環(huán)板焊接-操作模擬分析飄帶三叉柱為100m跨人行步道區(qū)域支撐點，其施工質(zhì)量保證極其關(guān)鍵。通過BIM建模模擬該多腔體組合柱加工過程發(fā)現(xiàn)存在焊接作業(yè)盲區(qū)。1.51.44、質(zhì)量策劃實施原始設(shè)計設(shè)計變更節(jié)點優(yōu)化之后

對此推動設(shè)計院進行節(jié)點優(yōu)化變更，更改牛腿連接節(jié)點及節(jié)點環(huán)板布置，解決了部分焊縫難以焊接的問題，保證了飄帶支撐柱節(jié)點的焊接質(zhì)量。實現(xiàn)了對復(fù)雜節(jié)點優(yōu)化設(shè)計。4.1設(shè)計管理——復(fù)雜構(gòu)件焊接可行性優(yōu)化1.51.44、質(zhì)量策劃實施4.1設(shè)計管理——復(fù)雜節(jié)點優(yōu)化鑄鋼件

對BIM模型中多桿件相貫且相貫桿件夾角較小的復(fù)雜節(jié)點進行篩選，其存在焊接施工不可實施、焊接質(zhì)量難以保證的問題。對此項目部與各方溝通，經(jīng)業(yè)主、設(shè)計的復(fù)核并同意后，采用鑄鋼件對該部分復(fù)雜節(jié)點進行替換，確保飄帶結(jié)構(gòu)關(guān)鍵節(jié)點的連接質(zhì)量。1.51.44、質(zhì)量策劃實施4.1設(shè)計管理——雙曲彎管深化設(shè)計深化設(shè)計加密彎管控制點，提高彎管弧度精度

針對本工程雙曲彎管深化設(shè)計，發(fā)明一種新型的空間三維雙曲彎扭管桁架結(jié)構(gòu)深化設(shè)計施工圖的表示方法，分別提供構(gòu)件單元的安裝坐標(biāo)值、加工坐標(biāo)值，帶貫口的彎扭桿件加工坐標(biāo)值以及大樣圖，根據(jù)控制點坐標(biāo)及有關(guān)大樣圖，能夠使加工出來的彎扭構(gòu)件精度符合設(shè)計要求。1.51.44、質(zhì)量策劃實施4.2采購管理通過信息集成化對原材料采購形成可追溯性全信息管理。由BIM模型生成材料采購清單，各個構(gòu)件對應(yīng)的材質(zhì)要求，Z向性能等特殊性能要求均逐一對應(yīng)。待完成復(fù)驗、加工等工序后所有信息重新集成至BIM模型中，形成原材料爐批號、材質(zhì)性能、檢驗復(fù)驗結(jié)果、對應(yīng)構(gòu)件編號的全過程可追溯性的管理平臺系統(tǒng)。1.51.44、質(zhì)量策劃實施4.2采購管理——勞務(wù)招采管理

本工程飄帶結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對勞務(wù)水平要求極高。勞務(wù)招采管理階段為保證施工質(zhì)量，先后對國內(nèi)多個勞務(wù)進行比選，最終選擇具有大量空間結(jié)構(gòu)施工經(jīng)驗的勞務(wù)進行施工，人員進場后立即型技術(shù)質(zhì)量交底，確保施工質(zhì)量。進場施工質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)交底BIM關(guān)鍵質(zhì)量控制點交底可視化質(zhì)量控制措施討論1.51.44、質(zhì)量策劃實施4.3建造管理根據(jù)鋼飄帶結(jié)構(gòu)特點，建造階段擬采用“桁架散件到場，地面分段拼裝，臨時胎架支撐、高空原位安裝連接”的施工方案。鋼飄帶施工流程1.51.44、質(zhì)量策劃實施4.3建造管理——冷彎管質(zhì)量控制原頂彎控制點增加頂彎控制點原頂彎控制點蘇州灣文化中心鋼飄帶采用了圓管構(gòu)件形式，由于設(shè)計效果的需要，鋼飄帶需要采用彎扭構(gòu)件，由于同一個構(gòu)件存在“彎”和“扭”，在單一平面內(nèi)無法表達清楚，加工制作難度較大。對此，我們專門開發(fā)研究了新的制作加工、焊接工藝，使用新型的頂彎千斤頂，仿形頂彎模具，且每500mm設(shè)置一個定位控制點，有效地保證了冷彎管構(gòu)件的制作質(zhì)量，一次性彎管合格率大幅提升。1.51.44、質(zhì)量策劃實施4.3建造管理——中頻熱彎管質(zhì)量控制對于彎曲半徑過小，彎曲弧度過大的彎管采用中頻熱彎技術(shù)，有效地提高了彎管精度，確保了彎曲質(zhì)量。大弧度彎管熱彎施工中頻熱彎管成形構(gòu)件彎管精度質(zhì)量檢查1.51.44、質(zhì)量策劃實施4.3建造管理——相貫線構(gòu)件制作質(zhì)量控制項

目特征數(shù)值切管直徑ф60～800mm切管壁厚5～50mm切割種類等離子最大切管長度12000mm六軸四聯(lián)動數(shù)控管相貫線切割機采用工藝成熟、目前最先進的六軸四聯(lián)動數(shù)控相貫線切割機進行相貫線的下料切割，確保貫口成形質(zhì)量。1.51.44、質(zhì)量策劃實施4.3建造管理——拼裝質(zhì)量控制

制定專項拼裝方案，針對每榀桁架搭設(shè)專用拼裝胎架。將雙曲彎管節(jié)點的三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為地面的平面坐標(biāo)和高程標(biāo)高，簡化操作流程，降低了操作難度，可對每個控制點坐標(biāo)全數(shù)檢查，確保每榀桁架的拼裝精度質(zhì)量。地面拼裝精度質(zhì)量檢查支持胎架整體模型建立1.51.44、質(zhì)量策劃實施4.3建造管理——安裝支撐胎架定位措施

在BIM模型中將支撐胎架模型與飄帶結(jié)構(gòu)進行整體建模，準確定位支撐胎架頂部每個撐點的坐標(biāo)位置，控制好每個支撐節(jié)點的定位精度，從而確保整條飄帶的安裝精度，控制線型流暢性，滿足建筑效果的質(zhì)量。構(gòu)件定位精度質(zhì)量控制措施1.51.44、質(zhì)量策劃實施4.3建造管理——百米大跨度段施工質(zhì)量控制

制定提升方案:大跨度區(qū)域整體跨度100m，總重約380t，高度53m。高空拼裝精度控制難度較大，采用整體提升方案后將90%的工作轉(zhuǎn)換到地面實施，可將三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為地面的平面坐標(biāo)和高程標(biāo)高，為該重難點施工區(qū)域的拼裝精度控制和焊接質(zhì)量控制提供了有利條件。1.51.44、質(zhì)量策劃實施4.3建造管理——百米大跨度段施工質(zhì)量控制

100m大跨度整體提升段經(jīng)提升到位后，與兩端三叉支撐柱連接，安裝精度誤差小于5mm，跨中最大下?lián)隙?7mm，符合國家規(guī)范以及設(shè)計院給定變形控制要求，施工質(zhì)量達到優(yōu)良標(biāo)準。1.51.44、質(zhì)量策劃實施4.3建造管理——吊裝施工質(zhì)量控制1、分段桁架拼裝完成2、桁架脫離胎架3、翻身90°至吊裝狀態(tài)

單榀桁架外形尺寸約為40m×30m，重量達70噸。桁架構(gòu)件在拼裝完成后，首先要采用多機抬吊將桁架平穩(wěn)地脫胎，再同樣使用多臺吊機將桁架翻身至安裝就位狀態(tài)，最大翻轉(zhuǎn)角度達90°。極其容易造成桁架構(gòu)件局部受力過大而變形，施工質(zhì)量控制風(fēng)險大。1.51.44、質(zhì)量策劃實施4.3建造管理——吊裝施工質(zhì)量控制

針對吊裝施工過程對桁架局部節(jié)點位置和整榀桁架的變形控制，項目采用以下質(zhì)量控制措施：1、Midas計算軟件計算出每個吊點受力大小，確保吊裝節(jié)點質(zhì)量受控；2、根據(jù)計算結(jié)果選擇吊繩規(guī)格及長度，是桁架各點荷載分布均勻；3、通過有限元分析桁架吊裝過程變形情況，確保變形量在質(zhì)量控制允許范圍之內(nèi)。吊裝構(gòu)件Midas模擬計算現(xiàn)場根據(jù)計算結(jié)果指導(dǎo)施工分段桁架吊裝就位1.51.44、質(zhì)量策劃實施4.3建造管理

飄帶分段構(gòu)件安裝就位施工過程中，采用虛點實化跟蹤測量法，以全站儀對構(gòu)件表面標(biāo)記的測量坐標(biāo)點進行跟蹤定位，確保構(gòu)件安裝定位精度。BIM模型轉(zhuǎn)換中心線坐標(biāo)點至圓管表面全站儀跟蹤測量定位桁架高空原位安裝精度質(zhì)量控制1.51.44、質(zhì)量策劃實施4.3建造管理——焊接施工質(zhì)量控制焊接施工質(zhì)量控制：嚴格遵守焊接質(zhì)量控制程序及質(zhì)量保證措施。對高標(biāo)號鋼材對接焊接、鑄鋼件焊接進行了焊接工藝評定，明確焊接施工參數(shù)，提高焊接質(zhì)量。同時安排多個焊工班組同時進行多個單體的拼裝，制定獎勵措施，通過召開質(zhì)量例會，對優(yōu)秀焊工給與獎勵，形成良性競爭機制，提高焊工積極性。1.51.44、質(zhì)量策劃實施4.4效果展示最大長度達380m的兩條飄帶全部安裝完成后