螺栓球鋼網(wǎng)架安裝速度影響因素及改進措施探討

劉志超 劉希泉

【摘要】本文以天津濱海新區(qū)天津一汽豐田發(fā)動機廠擴建廠房為例，對螺栓球鋼網(wǎng)架安裝速度影響因素及改進措施進行探討，結(jié)果表明影響螺栓球鋼網(wǎng)架安裝速度的主要工序為組裝散拼小單元和整體測量、調(diào)整及驗收，螺栓球與桿件鏈接安裝和對偏差網(wǎng)架進行重新調(diào)整是造成螺栓球網(wǎng)架安裝延誤的關(guān)鍵因素;分別提出色彩分類法對螺栓球與桿件型號標識不清、增加合適數(shù)量的纜風繩對纜風繩數(shù)量不足、建立二級控制網(wǎng)且增加回測次數(shù)對控制網(wǎng)的布設(shè)不合理三個主要末端因素進行改進;通過改進前后的總體效果和經(jīng)濟效益均有較大幅度提升。

【關(guān)鍵詞】螺栓球鋼網(wǎng)架;安裝速度;改進措施;工序;關(guān)鍵因素

【中圖分類號】TU758.11

【文獻標識碼】A

【文章編號】1671-3362（2020）08-0093-03

1.工程概況

天津濱海新區(qū)天津一汽豐田發(fā)動機廠區(qū)總建筑面積約為2.26萬m2，聯(lián)合廠房擴建建筑面積約為14900 m2，鑄造廠房擴建建筑面積約為7700m2。廠區(qū)建筑結(jié)構(gòu)為輕鋼結(jié)構(gòu)，其中聯(lián)合廠房為焊接球鋼網(wǎng)架，鑄造車間為螺栓球網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，廠房使用壽命及耐久性設(shè)計為50年，抗震設(shè)防烈度8級，屋面防水等級Ⅱ級。由于此工程為擴建廠房，業(yè)主豐田發(fā)動機公司急于投入使用，工期緊張成為一大難題，提升鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架安裝速度成為建設(shè)鋼結(jié)構(gòu)項目安裝工程的重中之重。

當前的工作面所允許的最多安裝人員配置為25人，其中地面拼裝15人，空中展開拼裝10人，先由地面拼裝人員按圖紙要求，將待安裝網(wǎng)架在地面拼裝成基礎(chǔ)塊，下一步整體吊裝基礎(chǔ)塊，同時安排地面拼裝人員拼裝小單元，用塔吊或汽車吊將小單元吊到空中與已經(jīng)安裝好的網(wǎng)架對接，由高空作業(yè)人員完成小單元與網(wǎng)架的連接。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)地面安裝速度較為緩慢，無法按時為空中提供螺栓球小單元。地面拼裝小單元一天12組，按照現(xiàn)安裝效率，工期預(yù)計55天。按照業(yè)主要求，網(wǎng)架安裝要在40天完成，需要提升到一天15組才能完成指定任務(wù)，一天工作時間8小時，原安裝速度1.5件/h，目標安裝速度必須提高至1.875件/h。

2.影響因素分析

2.1 螺栓球鋼網(wǎng)架安裝施工流程

通過對施工現(xiàn)場工序調(diào)查和總結(jié)以往工程經(jīng)驗，將螺栓球鋼網(wǎng)架安裝施工分為8個施工工序：（1）復(fù)核軸網(wǎng)、預(yù)埋件尺寸位置、標高;（2）組裝散拼單元;（3）拼裝下弦桿散拼單元;（4）拼裝上弦桿散拼單元;（5）測量調(diào)整;（6）拼裝立柱支撐;（7）固定支座;（8）整體測量、調(diào)整及驗收[1-2]。

2.2 關(guān)鍵影響因素

參照各工序理想安裝時間，通過計算差值得到各工序延誤時間，對網(wǎng)架施工的8個施工工序分層進行延誤時間調(diào)查與統(tǒng)計（連續(xù)在施工現(xiàn)場觀察3個工作日，日平均工作日8小時），結(jié)果見圖1。從圖中可以看到：在整個螺栓球鋼網(wǎng)架安裝施工流程中，總得延誤時長為216min，其中，造成安裝延誤的主要環(huán)節(jié)在 “（2）組裝散拼單元”和“（8）整體測量、調(diào)整及驗收”兩個工序，延誤時間分別為41.67min和37.04min，兩個環(huán)節(jié)延誤時長占到總延誤時長的78.71%，因此，在提升整體施工速度方面應(yīng)重點改善上述兩個施工工序。

針對第2工序組裝散拼單元再次分層分析，并繪制出排列圖第2工序的流程：（1）材料分類碼放→（2）桿件螺栓抽出 →（3）螺栓球臨時支座放置→（4）螺栓球與桿件鏈接安裝→（5）螺栓球支托焊接。針對第8工序整體測量、調(diào)整再次分層分析，并繪制出排列圖第8工序的流程：1、檢查上、下弦網(wǎng)格尺寸及對角線→2、檢查網(wǎng)架縱向長度、橫向長度、網(wǎng)格矢高→3、調(diào)整各臨時支點→4、對偏差網(wǎng)架重新進行調(diào)整→5、套筒上的定位小螺栓擰緊鎖定。

分別對第2、8工序的施工流程進行延誤時間統(tǒng)計，結(jié)果見圖2。從圖中可以看到：第2工序的螺栓球與桿件鏈接安裝施工流程延誤時間最長，達到73min，占第2工序總延長時間的81.01%;第8工序的對偏差網(wǎng)架重新進行調(diào)整流程的延誤時間最長，達到51min，占第8工序總延長時間的63.28%。因此，造成螺栓球網(wǎng)架安裝延誤的關(guān)鍵因素為螺栓球與桿件鏈接安裝和對偏差網(wǎng)架進行重新調(diào)整。

2.3 原因分析

項目部通過QC小組討論，采取小組成員投票、提議、表決等方法，分析原因，對偏差網(wǎng)架進行重新調(diào)整與螺栓球與桿件鏈接安裝造成時間延誤的末端因素，得到螺栓球與桿件鏈接安裝和對偏差網(wǎng)架進行重新調(diào)整兩個施工流程的末端因素樹狀圖，見圖3。該樹狀圖顯示，影響上述兩個施工流程的末端因素包括操作手培訓(xùn)不到位、螺栓球與桿件型號標識不清、安裝工具未鑒定、工作面之間有沖突、吊車配備不足、材料進場分類不明、吊裝方案選擇不當、控制網(wǎng)的布設(shè)不合理、測量儀器未校核、纜風繩數(shù)量不足、螺栓桿件套管生銹以及不可抗的惡劣天氣等12種情況，由于“不可抗的惡劣天氣”是小組能力范圍之外的原因，故僅對剩余11項末端因素根據(jù)對問題癥結(jié)的影響程度進行要因的分析確認[3-5]。

（1）操作手培訓(xùn)不到位影響程度分析：通過對培訓(xùn)前后的兩組工人進行對比，發(fā)現(xiàn)單位時間安裝數(shù)量的速度和安裝合格率差距不大，進場安裝工人具備安裝網(wǎng)架多年施工經(jīng)驗，因此可判斷此因素對癥結(jié)影響較小，不是要因。

（2）螺栓球與桿件型號標識不清影響程度分析：由于受螺栓球型號復(fù)雜和標識不清的影響，對拼裝流程進行分析，得到螺栓球與桿件連接延誤占比高達81%，耽誤了安裝速度，對癥結(jié)影響較大，此為要因。

（3）安裝工具未鑒定影響程度分析：通過對單位時間兩組安裝數(shù)量進行比對，取平均值后安裝效率相差甚微，通過進一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)缺失鑒定證的安裝師傅的工具都是合格的，且不會影響到安裝速度，故此因素為非要因。

（4）工作面之間沖突影響程度分析：調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，雖然工作面狹小，但是在有限的工作面進行安裝與吊裝工作都沒有受到影響，此因素為非要因。

（5）吊車配備不足影響程度分析：吊車配備充足，且吊車司機操作規(guī)范，經(jīng)驗豐富，此因素影響癥結(jié)較小，此因素為非要因。

（6）材料進場型號分類不明影響程度分析：材料進場分類明確，沒有因為材料分類這項因素造成延誤，此因素影響較小，此為非要因。

（7）吊裝方案選擇不當影響程度分析：此吊裝方案可以實現(xiàn)最大勞動力配置，且空中吊裝與地面安裝互相進行，充分利用工作面，是最優(yōu)方案，故此因素為非要因。

（8）控制網(wǎng)的布設(shè)不合理影響程度分析：受控制網(wǎng)精度影響，調(diào)整偏差延誤占比高達61%，此因素對癥結(jié)影響較大，此為要因。

（9）測量儀器未校核影響程度分析：測量儀器均帶有鑒定證，且儀器使用無故障，此因素影響結(jié)果較小，此為非要因。

（10）纜風繩數(shù)量不足影響程度分析：通過增加纜風繩前后可以發(fā)現(xiàn)就位時間與就位次數(shù)大大減少，縮短了吊裝的時間，可見纜風繩數(shù)量不足對癥結(jié)影響較大，此為要因。

（11）螺栓桿件套管生銹影響程度分析：通過調(diào)查分析，材料保存完好，且沒有受套筒生銹影響，此因素影響很小，此為非要因。

通過現(xiàn)場測量、調(diào)查分析等方法對各個主要原因逐一分析確認，最終確定了造成網(wǎng)架安裝螺栓球鋼網(wǎng)架安裝延誤的主要末端因素有三個： 螺栓球與桿件型號標識不清、攔風繩數(shù)量不足和控制網(wǎng)的布設(shè)不合理。

3.改進措施

針對螺栓球與桿件型號標識不清問題，提出采用“色彩分類法”進行改進。首先對網(wǎng)架螺栓球進行分類，再對其對應(yīng)桿件進行分類，高跨網(wǎng)架螺栓球節(jié)點共7種型號，桿件共118種，組合方式各不相同;然后對每種螺栓球的主體顏色進行定義，如定義代號A的BS150定義為紅色，然后對連接A的對應(yīng)幾個桿件進行顏色定義，如紅藍、紅綠、紅黃等;最后將每個螺栓球的螺栓處噴上與桿件副色處對應(yīng)的顏色，每個桿件設(shè)置有主色與副色的區(qū)別，副色與網(wǎng)架球螺栓處顏色對應(yīng)便于安裝。見圖4。在運用“色彩法”進行安裝組裝螺栓球網(wǎng)架后，解決了鋼印不清晰與螺栓球與桿件復(fù)雜的難題，螺栓球與桿件配對緩慢的情況也得到了改善，大大提升了拼裝速度。經(jīng)統(tǒng)計，小單元從組裝到吊裝完成，由一天12組提升到17組，1.5組/h提高到2.12組/h，達到預(yù)計目標，安裝速度提升41.6%。

針對纜風繩數(shù)量不足問題，提出增加合適數(shù)量的纜風繩進行改善。原本吊裝環(huán)節(jié)指揮不統(tǒng)一，動作不協(xié)調(diào)，升降移動不同步，現(xiàn)設(shè)專人負責統(tǒng)一指揮，并對起重機駕駛?cè)藛T進行理論培訓(xùn)，使他們熟悉指揮信號，并按指揮人員的各種信號進行操作，遵守現(xiàn)場秩序，服從命令。指揮人員發(fā)出的信號必須鮮明、準確。通過纜風繩拉力計算發(fā)現(xiàn)需要加雙側(cè)纜風繩，現(xiàn)在縱向屋架兩面各系四根攬風繩，向需要調(diào)整的方位拉（松）動，這樣便于控制屋架平穩(wěn)就位。見圖5。改進措施后進行低跨網(wǎng)架吊裝試驗，從綁扎→起吊→ 就位→ 臨時固定→ 校正→最后固定共花了59min，相比原本90min的吊裝時間，縮短了約31min，吊裝速度提高34%。

針對控制網(wǎng)的布設(shè)不完善問題，提出建立二級控制網(wǎng)且增加回測次數(shù)進行改進。根據(jù)本工程的特點，分別選擇8個點作為主控制點，在這些點上架設(shè)儀器采用導(dǎo)線測設(shè)的方法觀測邊長和水平角，經(jīng)平差計算，得到主控制點的精確坐標，測量采取往返觀測，角度測量3測回測定，在方格網(wǎng)的基線上，再按軸線間距對各軸線進行復(fù)測。并可根據(jù)現(xiàn)場實際情況，加密方格網(wǎng)。見圖6。在重新建立控制網(wǎng)之后，再行高跨網(wǎng)架支托點位施工的整體測量、調(diào)整步驟，通過復(fù)核發(fā)現(xiàn)一次安裝合格率提升了27%，返工率大大降低，提高安裝速度46.91%，整體效果良好。

4.總體效果

4.1 工期效益

實施QC方案后，從安裝及吊裝第一跨高架到最后一跨網(wǎng)架吊裝完成整個吊裝施工前后僅用40d時間，比計劃進度提前15d，現(xiàn)平均安裝效率= 607件÷40天÷8小時=1.89件/h，達到目標。所有鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架均一次吊裝就位成功，施工過程優(yōu)質(zhì)高效，無任何安全事故發(fā)生。見圖7。

4.2 經(jīng)濟效益

實施QC方案后，大大節(jié)約了人力與

機械租賃費，包括人工費和材料費，其中

20t吊車1200一個臺班，25t1800一個

臺班，吊車設(shè)備租賃費節(jié)省1200×15×2+1800×15=90000元，人工費約節(jié)省5000×0.5×25=62500元，投入成本，無污染水性噴漆：15×50=750元，龜泵：5×200=1000元，噴筆：50×10=500元。節(jié)約成本=90000+62500-750-1000-500=150250元，大大提高了經(jīng)濟效益。

5.結(jié)論

本文以天津一汽豐田發(fā)動機廠鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架擴建工程為例，對螺栓球鋼網(wǎng)架安裝速度地影響因素及改進措施進行了探討，得出如下結(jié)論：

（1）影響螺栓球鋼網(wǎng)架安裝速度主要施工工序為組裝散拼小單元和整體測量、調(diào)整及驗收，造成螺栓球網(wǎng)架安裝延誤的關(guān)鍵因素為螺栓球與桿件鏈接安裝和對偏差網(wǎng)架進行重新調(diào)整。

（2）造成網(wǎng)架安裝螺栓球鋼網(wǎng)架安裝延誤的主要末端因素有三個： 螺栓球與桿件型號標識不清、攔風繩數(shù)量不足和控制網(wǎng)的布設(shè)不合理。

（3）針對三個主要末端因素，分別提出“色彩分類法”、增加合適數(shù)量的纜風繩以及建立二級控制網(wǎng)且增加回測次數(shù)進行改進。通過改進措施后，安裝進度從1.5件/h提升至1.89件/h，大大提高了經(jīng)濟效益。

參考文獻

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（作者單位：中國電建市政建設(shè)集團有限公司）