提高空间倒三角管桁架尺寸一次验收合格率冯其晓

　提高空间倒三角管桁架尺寸 一次验收合格率

　 单

　位：

　中建钢构有限公司 小组名称：

　质检先锋 QC 小组 发 布 人：

　 冯 其 晓 发布时间：

　2018 年 3 月

　第 1 页

　提高空间倒三角管桁架尺寸一次验收合格率

　中建钢构有限公司质检先锋 QC 小组 一、课题概况

　工程概况：阿尔及尔机场新航站楼位于阿尔及利亚首都阿尔及尔，结构外形整体呈 T型流线型，主要包括候机大厅和指廊两部分，新航站楼建成后将是阿尔及利亚又一新的地标建筑。

　结构概况：本工程钢结构主要在候机大厅和指廊，候机大厅钢结构由主拱桁架、次拱、悬挑结构、支撑组成，主拱桁架为空间倒三角形状，长度 128m~198m，连接形式为高强螺栓连接，结构复杂，尺寸控制难度大。

　主拱桁架 连接节点

　第 2 页 二、小组简介

　小组名称

　 质

　检

　先

　锋

　QC

　小

　组

　 成立时间

　2015 年 4 月

　活动时间

　2016 年 12 月～2017 年 6 月

　小组人数

　8 人

　小组类型

　攻关型

　小组编号

　HD-QC-14

　课题编号

　ZJGG-HDQC-168

　 姓名 性别 学历 岗位 小组职务 组内分工 培训时间 侯方健 男 本科 经

　理 组长 全面策划 56 小时 吕向波 男 本科 副经理 组员 制定方案 56 小时 邓永政 男 大专 质检员 组员 技术指导 56 小时 谢先良 男 大专 质检员 组员 活动实施 56 小时 韩朝乾 男 本科 测量员 组员 活动实施 56 小时 刘志勇 男 本科 技术员 组员 活动实施 56 小时 程

　虎 男 中专 班组长 组员 活动实施 56 小时 冯其晓 男 本科 质检员 组员 资料整理 56 小时

　小组荣誉

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　2016 年上海市优秀 QC 成果一等奖

　2016 年江苏省优秀 QC 成果一等奖

　2017 年上海市优秀 QC 成果一等奖

　2017 年全国中建协优秀 QC 成果二等奖

　制表人：冯其晓

　制表时间：2016 年 12 月 4 日 三、选定课题

　1.质量要求高 阿尔及尔机场新航站楼项目为公司重点海外项目，采用欧标标准，质量要求高，是公司在“一带一路”战略下重要工程。

　2.合格率较低 对完成的第一批倒三角桁架尺寸一 次验收合格率统计，合格率低， 远低于公司要求的一次验收合格率的标准。

　 3.成本浪费大 构件返修，造成成本浪费及工期滞后。目前公司精益生产的要求越来越高，所以 此问题急需解决。

　所以选定课题：

　提高空间倒三角管桁架尺寸一次验收合格率 。

　第 4 页 小组活动计划表

　 制表人：冯其晓

　制表时间：2016 年 12 月 10 日 四、现状调查

　2016 年 12 月 19 日，对第一批完成的 22 件倒三角管桁架 440 个尺寸测量点进行一次验收合格率统计，合格 374 个点，不合格 66 个点，合格率为 374÷440×100%=85.0% ，远低于公司要求！

　倒三角管桁架尺寸合格率统计表

　工段 测量数 合格数 不合格数 合格率 三工段 120 103 17 85.8% 四工段 90 78 12 86.7% 五工段 80 68 12 85.0% 八工段 80 65 15 81.3% 九工段 70 60 10 85.7% 总计 440 374 66 85.0% 制表人：冯其晓

　制表时间：2016 年 12 月 20 日

　第 5 页

　小组成员对影响构件尺寸合格率的质量问题进行整理、分析汇总：

　倒三角管桁架尺寸问题调查表 序号 项目 允许偏差 测量点数 合格数 合格率% % 1 连接节点尺寸偏差超标 不超过 1mm 88 55 62.5% 2 主弦件尺寸不合格 不超过 3mm 88 69 78.4% 3 中间插板尺寸偏差超标 不超过 3mm 88 81 92.0% 4 中间腹杆尺寸不合格 不超过 5mm 88 83 94.3% 5 其他尺寸偏差超标 不超过 3mm 88 86 97.7%

　合计

　440 374 85.0%

　 倒三角管桁架尺寸问题统计表 序号 项目 缺陷频数 缺陷频率 累计频率 1 连接节点尺寸偏差超标 33 50.0% 50.0% 2 主弦件尺寸不合格 19 28.8% 78.8% 3 中间插板尺寸偏差超标 7 10.6% 89.4% 4 中间腹杆尺寸不合格 5 7.6% 97.0% 5 其他尺寸偏差超标 2 3.0% 100%

　合计 66 100%

　制表人：冯其晓

　制表时间：2016 年 12 月 21 日

　第 6 页

　排列图

　制图人：冯其晓

　 制图时间：2016 年 12 月 24 日 根据排列图可以得出：影响倒三角管桁架尺寸合格率的主要问题是“连接节点尺寸偏差超标”和“主弦杆尺寸不合格”，累计频率达到 78.8%。

　五、设定目标

　1、目标设定 空间倒三角管桁架尺寸一次验收合格率提高至 95%

　2、目标值依据 依据一：公司要求工序一次验收合格率达到 95%以上。

　依据二：公司做过深圳 T3 航站楼、福州海峡会展中心项目管桁架，具备丰富工艺、质量等方面的理论知识和实操经验。

　依据三：连接节点尺寸偏差超标和主弦杆尺寸不合格问题占不合格比率的 78.8%，采取有效措施将主要问题解决，合格率能够达到 (1-85.0%)×78.8%+85.0%=96.8%＞95% 。

　第 7 页

　制图人：冯其晓

　制图时间：2016 年 12 月 28 日

　 六、原因分析

　QC 小组针对引起质量问题的因素运用头脑风暴法进行分析，从 5M1E 各方面进行了反复讨论，经汇总分类，绘制出以下关联图：

　 制图人：冯其晓

　 制图时间：2017 年 1 月 6 日

　第 8 页 12 个末端原因中，哪些是要因呢？我们制定了要因确认计划表。

　制表人：冯其晓

　制表时间：2017 年 1 月 7 日 要因确认计划表 序号

　 末端原因

　 确认内容

　 确认方法

　 标准

　 负责人

　 实施日期

　 1

　 技术交底不到位

　 审核人员交底率

　记录查询 交底覆盖率 100%

　韩朝乾 2017.01.10

　2

　 无相关经验

　 有无相似结构工程的制作经验

　调查分析 有且比例在 85%以上

　韩朝乾 2017.01.14

　3

　 测量器具精度不佳 检查测量器具校验台账

　资料查询 台账齐全按时校准 刘志勇 2017.01.18

　4

　 相贯口切割精度超标 检查杆件相贯口尺寸偏差

　现场测量 偏差±2.0mm 谢先良 2017.01.22

　5

　 主弦杆弯曲失高偏差超标 检查杆件弯曲失高偏差 现场检查 偏差不超过 3.0mm 谢先良 2017.02.05

　6

　 装配顺序不合理 检查构件组装顺序 现场检查 按工艺方案执行

　邓永政 2017.02.08

　7

　 焊接变形控制方法不合理 检查焊接变形量

　调查分析 变形不大于 10mm 邓永政 2017.02.11

　8

　焊接参数设置不合理 检查焊接参数设置情况

　现场检查 按照 WPS 执行

　程虎 2017.02.14

　9

　 行车吊装不满足施工条件 检查行车使用情况

　现场检查 使用满意度 95%以上

　程虎 2017.02.17

　10

　连接节点制孔精度超标 检查节点制孔精度

　现场测量 累计偏差±2.0mm 冯其晓 2017.02.20

　11

　 地样测量不合格 检查放样情况，统计坐标偏差 现场测量 偏差±1.0mm 吕向波 2017.02.22

　12

　 胎架设置不合格 检查胎架设置情况，统计标高偏差 现场测量 偏差±3.0mm

　吕向波 2017.02.24

　第 9 页

　七、要因确定

　第 10 页

　第 11 页

　第 12 页

　第 13 页

　第 14 页

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　 经过小组全体成员对上述 12 个末端原因逐一分析和论证，得出 3 个的主要因素：

　1 1 、 主弦杆弯曲失高偏差超标 2 2 、 焊接变形控制方法不合理 3 3 、 连接节点制孔精度超标

　八、制定对策 8.1 对策评价:

　针对要因，小组成员提出以下对策，并对各项对策进行综合评价。

　（1）针对“主弦杆弯曲失高偏差超标”提出两种方案，并对这两种方案进行评价。

　要因 对策方案 评估 综合得分 选定方案 有效性 可行性 经济性 时间性 主弦杆弯曲失高偏差超标 专业弯管厂家进行弯管制作 5 4 3 3 15 次选 制定弯管工艺措施，加强过程精度控制 4 4 4 5 17 首选 注：评估每项满分 5 分

　 制表人：冯其晓

　制表时间：2017 年 2 月 28 日 综合分析：通过对两个方案进行对比分析，方案 1，有效性更高，专业弯管对精度控制更高，但其经济性和时间性不高，成本浪费严重；方案 2，其时间性和经济性更高，有效性较低，但通过交底和过程控制，其有效性能够满足要求， 所以确定：制定弯管工艺措施，加强过程精度控制作为首选方案

　（2）针对“焊接变形控制方法不合理”提出两种方案，并对方案进行评价。

　要因 对策方案 评估 综合得分 选定方案 有效性 可行性 经济性 时间性 焊接变形控制方法不合采取“焊接+预拼+校正”变形控制措施 3 4 4 5 16 次选

　第 16 页 理 采取“定位+预拼+焊接”变形控制措施 5 5 4 4 18 首选 注：评估每项满分 5 分

　 制表人：冯其晓

　制表时间：2017 年 3 月 4 日 综合分析：通过对两个方案进行对比分析，方案 1，时间性更高，不需要二次倒运，但其有效性性和可行性不高，空间尺寸校正处理难度较大；方案 2，其可行性和有效性更高，对空间尺寸精度控制效果更好， 所以确定：采取“定位+ + 预拼+ + 焊接”变形控制措施为首选方案。

　（3）针对“连接节点制孔精度超标”提出两种方案，并对方案进行评价。

　要因 对策方案 评估 综合得分 选定方案 有效性 可行性 经济性 时间性 连接节点制孔精度超标 采取机加工铣孔措施 5 4 3 3 15 次选 采取套模钻孔措施 4 4 5 5 18 首选 注：评估每项满分 5 分

　 制表人：冯其晓

　制表时间：2017 年 3 月 7 日 综合分析：通过对两个方案进行对比分析，方案 1，有效性更高，制孔精度可以达到0.1mm，但其有经济性和时间性不高，进度慢成本高；方案 2，其经济性和时间性更高，对制孔精度控制效果也较好， 所以确定：采取套模钻孔措施为首选方案。

　8.2 制定对策

　根据对策方案的评价分析，小组成员根据“5W1H”的原则制定如下对策表

　要因 对策 实施目标 措施 地点 责任人 完成 时间 主弦杆弯曲失高偏差超标 制定弯管工艺措施，加强过程精度控制 主弦杆弯曲失高偏差 95%控制在 3mm 以内 1、制定弯管流程图 2、弯管工艺实施 3、现场检查验证 制作车间 刘志勇 2017.03.23

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　连接节点制孔精度超标 采取套模钻孔措施 制孔累计偏差100%在 2mm 以内 1、套模制作 2、套模钻孔 3、现场检查验收 制作车间 谢先良 2017.04.02 焊接变形控制方法不合理 采取“定位+预拼+焊接”变形措施 焊接变形 100%控制在 10mm 以内 1、制定焊接变形控制工艺 2、控制要点交底 3、现场检查验证 制作车间 邓永政 2017.04.08 制表人：冯其晓

　制表时间：2017 年 3 月 7 日 九、实施对策 9.1 对策实施一：制定弯管工艺措施，加强过程精度控制。

　实施目标：主弦杆弯曲失高偏差 95%控制在±3mm。

　9.1.1 具体措施一：制定弯管工艺流程图

　制图人：冯其晓

　制图时间：2017 年 3 月 10 日 9.2 具体措施二：弯管工艺实施

　（1）弯管放样确定弯管半径

　利用计算机模拟，使单根杆件两端在同一水平线内，确定弯管半径。弯管时严格按照工

　第 18 页 艺执行，弯管方向注意对照相贯口的方向。

　 （2）确定弯曲起步基准线。

　弯管前必须在圆管两端口及杆件中间对圆管四等份进行钢印标识，采用弹线方式四方向弹线。取其一面为弯曲起步基准线。

　 （3）制定弯管模具

　本工程杆件弯曲半径较大，钢管直径都在Φ500mm 以下，钢管弯制在胎架上采用液压机及弯管模具进行顶弯。根据需弯管的钢管规格及弯曲半径，利用余料切割成半圆后，焊接在弧形板上。每种规格弯管必须制作相配套的模具。

　（4）液压顶弯逐渐成型

　在机械弯曲平台上进行钢管的平面弯曲，固定每次液压千斤顶的的进给量，多次弯制逐渐成型。

　第 19 页

　（5）过程测量控制精度

　过程中需多次进行检测，逐渐进行弯曲成型，控制弯曲精度。弯曲完成后对采用吊线方式对端口垂直度测量，对弦高测量时要进行多点测量，确保弯曲弧度满足要求。

　 （6）检查验收记录汇总

　对没根弯管进行尺寸、外观检查，做好验收记录。弯曲后的管件尺寸要放样检查，偏差满足要求下表要求，外观质量要求：曲杆表面平滑过度，不得出现折痕、表面凹凸不平现象。

　项目 允许偏差（mm）

　检查方法 弯曲直径 ±3.0 直尺、卷尺 管口圆度 d/500 且不大于 3.0 管件长度（弦长）

　±3.0 卷尺 管口垂直度 ±3.0 直尺、卷尺、吊线 弯曲矢高 ±3.0 拉线、直尺、卷尺 平面度（扭曲、平面外弯曲）

　不大于 10 拉线、直尺、水准仪检查 9.3 具体措施三：现场检查验证

　对策一实施效果检查：通过对弯管后杆件弯曲失高进行测量检查，对偏差和一次报验合格率进行统计，主弦杆弯曲失高偏差 97%能够控制在 3mm 内，达到目标要求。

　弯曲失高测量统计表

　偏差

　偏差

　偏差

　偏差

　偏差 杆件 1 3.0mm 杆件11 2.0mm 杆件21 3.0mm 杆件31 3.0mm 杆件41 2.0mm 杆件 2 2.0mm 杆件12 5.0mm 杆件22 2.0mm 杆件32 2.0mm 杆件42 1.0mm 杆件 3 2.0mm 杆件13 3.0mm 杆件23 5.0mm 杆件33 1.0mm 杆件43 2.0mm

　第 20 页 杆件 4 1.0mm 杆件14 2.0mm 杆件24 3.0mm 杆件34 1.0mm 杆件44 2.0mm 杆件 5 2.0mm 杆件15 2.0mm 杆件25 2.0mm 杆件35 2.0mm 杆件45 2.0mm 杆件 6 3.0mm 杆件16 1.0mm 杆件26 2.0mm 杆件36 2.0mm 杆件46 3.0mm 杆件 7 2.0mm 杆件17 2.0mm 杆件27 1.0mm 杆件37 2.0mm 杆件47 1.0mm 杆件 8 2.0mm 杆件18 1.0mm 杆件28 1.0mm 杆件38 2.0mm 杆件48 1.0mm 杆件 9 1.0mm 杆件19 3.0mm 杆件29 2.0mm 杆件39 1.0mm 杆件49 0.0mm 杆件10 1.0mm 杆件20 1.0mm 杆件30 3.0mm 杆件40 1.0mm 杆件50 2.0mm 制表人：冯其晓

　制表时间：2017 年 3 月 22 日 9.2 对策实施二：采取套模钻孔措施。

　实施目标：制孔累计偏差 100%控制在 2mm 以内。

　9.2.1 具体措施一：套模制作

　统计制孔规格，进行各种规格套模制作，模板制孔累计偏差控制在 0.3mm 以内

　 9.2.2 具体措施二：套模钻孔

　将套模与连接板采用夹具固定固定在操作平台上，先对角钻孔，销轴固定，再进行其他位置钻孔。

　9.2.3 具体措施三：现场检查验证

　对制孔完成后的首批 20 件连接板制孔精度进行现场测量、统计，累计偏差 100%控制在

　第 21 页

　2mm 以内。

　 9.3 对策实施三：采取“定位+预拼+焊接”变形控制方法。

　实施目标：变形控制 100%控制在 10mm 以内。

　9.3.1 具体措施一：焊接变形控制工艺

　单榀桁架在车间制作时连接位置的十字连接板、腹杆与弦杆对接处设置活口，只进行定位；桁架进行预拼装，节点位置连接测量，在胎架上将活口焊接。

　9.3.2 具体措施二：控制要点交底

　在实施前由技术员对控制要点进行交底，在实施过程中，小组成员对工艺执行情况进行跟踪检查，发现不符合要求的及时纠正，并对相应班组进行交底。

　第 22 页

　 9.3.3 具体措施三：预拼装及检查

　根据方案进行桁架预拼装，并通过三维扫描仪对桁架预拼装进行测量、分析。

　9.3.4 具体措施四：结果验证

　通过三维扫描技术，对坐标偏差进行分析统计，经过验证，坐标偏差 100%控制在 10mm以内 。

　特征点偏离误差 构件 点 与设计模型误差（mm）

　坐标方向误差 R-6 S2 5 （0，5，1) S4 6 （1，5，1) X3 7 （1，7，0) S1 8 （1，8，0) R-7 S8 7 （1，6，2) S5 6 （4，3，2) S6 2 （2，1，1) S7 4 （3，2，1) R-8 x2 4 （1，3，2) x4 4 （1，2，3) x3 3 （1，2，2) x1 3 （2，1，3)

　第 23 页

　R-9 s3 10 （6，8，3) s1 4 （2，2，3) s4 3 （2，1，2) s2 10 （6，7，5) 制表人：冯其晓

　 制表时间：2017 年 4 月 12 日 三维扫描生成图：

　 十、效果检查

　10.1 目标检查

　通过 QC 小组活动，有效的提高了空间倒三角管桁架尺寸合格率。4 月 22 日现场检查 440个测量点，合格 422 点，不合格 18 点，一次验收合格率达到：422÷440×100%=95.9%，完成目标。

　倒三角管桁架尺寸问题统计表 序号 项目 缺陷频数 缺陷频率 累计频率 1 中间插板尺寸偏差超标 8 44.4% 44.4% 2 连接节点尺寸偏差超标 3 16.7% 61.1% 3 主弦件尺寸不合格 3 16.7% 77.8% 4 中间腹杆尺寸不合格 2 11.1% 88.9%

　第 24 页 5 其他尺寸偏差超标 2 11.1% 100% 合计 18 100%

　制表人：冯其晓

　制表时间：2017 年 4 月 23 日

　 制图人：冯其晓

　制图时间：2017 年 4 月 24 日 通过活动前后排列图对比可见，“连接节点尺寸偏差超标”和“主弦杆尺寸不合格”的尺寸问题比重明显降低，活动效果显著。

　制图人：冯其晓

　制图时间：2017 年 4 月 24 日

　第 25 页

　10.2 经济效益

　通过 QC 小组活动大大提高了空间倒三角管桁架尺寸一次验收合格率，避免大量返修。通过 QC 小组活动，取得 30.092 万元的经济效益，节约工期 15 天。

　 项目 计算 合计 1 返修节约 返修一处所耗费用×总数×（活动后合格率-活动前合格率）

　=100×8800×(95.9%-85.0%)元=95920 元=9.592 万 9.592 万 2 人工节约 节约工期 15 天 15 天×100 人×200 元/天/人=300000 元=30 万 30 万 3 设备节约 节约工期 15 天 15 天×1000 元=15000 元=1.5 万 1.5 万 4 活动经费 20000 元=2 万 2 万 合计 1

　 +

　 2

　+

　 3

　- 4 30.092 万 10.3 社会效益

　本工程为公司重点海外工程，通过 QC 小组活动有效的提高了倒三角桁架的制作质量，受到业主、总包各方的一致好评，也使公司在“一带一路”战略下再次展示出品牌效应。

　十一、巩固措施

　通过 QC 活动，提高了空间倒三角管桁架尺寸一次验收合格率和拼装精度，同时将活动成果进行整理，总结出《弧形大跨度全栓接倒三角管桁架制作拼装技术》《三维激光扫描测量技术在钢结构领域的研究与应用》论文两篇，形成《倒三角管桁架质量控制作业指导书》一份，成果为后续类似工程积累经验，提供借鉴。

　第 26 页

　 QC 小组在巩固期内对活动效果巩固情况进行检查，车间严格按照对策措施组织施工，对桁架尺寸一次验收合格率情况进行检查统计，合格率满足目标现状。

　十二、总结打算

　12.1 技术总结 通过本次 QC 活动，提高了空间倒三角管桁架尺寸一次验收合格率，节约了工期，减少返修成本。此次 QC 活动小组运用了钢结构 BIM 技术，三维空间扫描技术等，将新技术应用到工作中，不断总结，不断创新，为以后的质量攻关创新奠定基础。

　第 27 页

　 制表人：冯其晓

　 制表时间：2017 年 6 月 27 日 12.2 管理总结 此次 QC 小组活动中，小组成员在应用先进技术的同时，积极运用先进管理办法，通过首件验收制度、质量问题纠偏制度、质量标准化制度等提高质量管理能力，小组成员逻辑性更强，全面质量管理的思路和能力得到提升。

　序号 制度名称 序号 制度名称 序号 制度名称 1 全面质量管理制度 6 培训考核制度 11 持证上岗制度 2 “三检”制度 7 不合格品管理制度 12 质量问题追责制度 3 工序管理制度 8 质量底线管理制度 13 余料管理制度 4 首件验收制度 9 质量标准化制度 14 材料验收制度 5 质量奖罚制度 10 质量问题纠偏制度 15 质量专项检查制度 制表人：冯其晓

　 制表时间：2017 年 6 月 27 日 12.3 活动总结与下一步打算 综合素质评分表 评价内容 活动前（分）

　活动后（分）

　团队精神 60 80 质量意识 70 90 进取精神 80 90 QC 工具运用 60 90

　第 28 页 工作热情和干劲 80 85 改进意识 60 80 制表人：冯其晓

　 制表时间：2017 年 6 月 29 日

　团队精神质量意识进取精神QC工具运用技巧工作热情和干劲改进意识20406080100 制图人：冯其晓

　 制图时间：2017 年 6 月 29 日 通过综合素质评分表和雷达图可以看出，本次 QC 小组活动全面提高了小组成员分析问题和解决问题的能力，通过 QC 活动，使小组成员质量意识、团队精神、QC 知识等得到了很大提高。小组将再接再厉，积极主动开展 QC 活动，下一步将开展以“ 提高箱型弯扭构件检验效率”为课题的 QC 活动。