宜家购物中心上海临空项目钢结构安全操作措施装置的优化

卞耀洪

上海建工集团股份有限公司 上海 200080

1 工程概况

宜家购物中心上海临空项目（以下简称为“宜家临空项目”）秉承“荟生活聚精彩”的独到理念，致力于打造集企业办公、时尚购物、休闲美食、娱乐聚会、文化教育为一体的理想聚会场所，成为中国未来聚会体验中心的引领者，总建筑面积逾43万 m2，地下建筑面积逾26万 m2，地上建筑面积逾17万 m2，集商业购物中心、宜家家居卖场以及5栋办公楼等于一体。地下4层，地上裙房5层、塔楼8层，地下为钢筋混凝土结构形式，上部均为钢结构形式（图1）。

图1 工程效果图

钢结构由地下劲性钢结构和地上钢框架结构组成，主要分布在地上裙房及5栋办公楼，结构高约38.65 m，钢结构总量逾2万 t（图2）。

图2 钢结构分布

2 课题的确定

结合建设工程社会大环境及宜家临空项目的工程特点、难点和合同要求等方面考虑，策划、确定课题的主要因素有以下几个方面[1-3]：

1）宜家临空项目作为上海市长宁区重点项目及目前最大的宜家项目，工程质量要求高，质量创优目标为争创“金钢奖”“白玉兰奖”。

2）宜家临空项目的钢结构分布面广、构件数量多、工程量大，同时施工工期紧，而确保作业人员的安全和一次性焊接质量是实现进度计划的关键要素，因此，对钢结构作业人员施工用安全措施装置的设计及其安全性、可靠性、便捷性、经济性的研究尤显必要。

3）钢结构建筑是未来建筑的主流，现如今的钢结构施工措施烦琐、安全性不高，亟需进一步完善，因而有必要通过优化钢结构安全操作措施装置，以利于更好地规范钢结构的施工安全措施，保证作业人员的施工安全，并更高比例地确保一次性焊接质量，同时使操作措施装置可以周转使用，以利于减少项目成本。

综合上述因素，全体QC小组成员共同商定选择“优化钢结构安全操作措施装置”作为攻关课题，以更好地满足施工要求。

3 QC小组活动的开展

3.1 现状调查

1）钢柱焊接操作平台。大截面柱构件在建筑结构中越来越普遍，在大截面柱构件的施工过程中，临时施工操作平台非常重要。传统的施工平台多采用搭设脚手架或定型化平台形式，但存在施工工效差、经济效益低、安全风险高、不可随柱子大小调节等不利情况，同时夜间施工时存在光学污染严重的问题。

2）钢梁焊接火花接收装置。在施工现场进行钢梁焊接时，如何防止焊接火花的四散溅落，避免造成火灾事故，是施工过程中必须十分重视的安全问题。以往工程施工时有些根本不做接火措施，有些则是在焊接部位下方安装钢盆式接火盆，传统的接火措施只能接收火花50%左右，且质量达20 kg左右，使用不便。

3.2 目标设定

为提高钢结构安全施工措施的安全性、可靠性，QC小组优化钢结构安全施工操作措施装置，创新性提出U形可组装伸缩调节平台和便携式可折叠接火盆，确保钢结构施工过程中作业人员的安全，并满足焊接质量、施工进度、环境保护等要求。

1）U形可组装伸缩调节平台目标设定为：光学污染从100%降低到30%；安全性从60%提高到80%；可随柱子大小伸缩调节。

2）便携式可折叠接火盆目标设定为：接火效率从50%提高到70%；质量减轻至5 kg；不使用时可折叠存放。

3.3 原因分析

1）脚手钢柱焊接操作平台分析：从无挡风遮光措施、焊接火花易溅落、作业人员施工无稳定落脚点、定型化不可随柱子大小调节等方面进行了深入分析，得出传统的脚手钢柱焊接操作平台存在安全性低、光污染高、稳定性差、适用面小等不足。

2）钢盆式接火盆分析：从质量大、堆放占用面积大、接火面积小等方面进行了细化分析，得出钢盆式接火盆存在接火效果差、不易携带、存放占用空间大等不足。

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3.4 原因确定

QC小组成员按照活动方案中的明确分工，针对上述分析出来的原因，采取旁站查看、收集数据、细化分析、试验论证等方法，对末端因素进行原因调查、要素分析、措施确认，进而论证确定要因。

1）脚手钢柱焊接操作平台要因：针对无挡风遮光措施、焊接火花易溅落、定型尺寸、作业人员无稳定落脚点这4个因素，进行了逐个论证，发现这4个因素均有进一步改善的空间，故应在优化过程中给予重视并应努力通过措施来改进，因此，确定这4个因素为要因。

2）钢盆式接火盆要因：针对质量大、体积大、接火面积小这3个因素，进行了逐个论证，发现这3个因素均有进一步改善的空间，故应在优化过程中给予重视并应努力通过措施来改进，因此，确定这3个因素为要因。

3.5 制定对策

对于上述确认的要因，QC小组成员根据工程实际情况、以往工程实践经验和基础理论分析，研究针对性对策，编写优化方案，制定明确目标，限定完成时间，安排相应成员分别落实，具体方案以及对策如下：

1）利用U形可组装伸缩调节平台替代传统的脚手钢柱焊接操作平台。具体对策为：设置围挡；底部铺设花纹钢板；设计单元组件；工厂加工；现场使用前拉设钢丝绳或设置三角支撑等约束。

2）利用便携式可折叠接火盆替代传统的钢盆式接火盆。具体对策为：采用钢筋骨架；前方和底部都设置接火布；设置旋转节点。

3.6 实施

3.6.1 U形可组装伸缩调节平台

1）单元组件设计。QC小组成员将平台设计成由多个组件组成（图3），分别是滑板、直角底板、开合板和围栏，满足可根据钢柱大小调节的要求。

图3 U形可组装伸缩调节平台组件

2）部件工厂加工，现场组装。加工厂根据U形可组装伸缩调节平台图纸在工厂加工各个部件，现场作业人员根据组装图纸现场组装。

图4 U形可组装伸缩调节平台效果图

4）安装时设置约束。为保证作业人员的人身安全，在操作平台使用前，在其角部拉设钢丝绳或在平台下方设置三角支撑（图5、图6）。

图5 三角撑设置现场

图6 U形可组装伸缩调节平台使用现场

3.6.2 便携式可折叠接火盆

便携式可折叠接火盆在工厂加工钢筋骨架，将防火布铺设在骨架的前方和底部，在骨架上设置旋转节点，如图7、图8所示。

图7 便携式可折叠接火盆效果图

图8 便携式可折叠接火盆使用现场

4 课题成果

4.1 目标效果

宜家临空项目采用优化后的钢结构安全操作措施装置，在高空作业的复杂工况下，极大地保障了钢结构作业人员的人身安全，顺利地完成钢构件的安装，确保焊接质量、安装精度、文明施工以及环境保护要求，达到了预设目标。

针对使用U形可组装伸缩调节平台后的调查结果总结如下：光学污染从100%降低到20%，安全性由60%提高到90%，且可以随钢柱大小伸缩调节，适用于直径或边长尺寸为400～1 200 mm的钢柱。

针对使用便携式可折叠接火盆后的调查结果总结如下：接火效率从50%提高到80%，质量减轻至4 kg，并且可以折叠存放。

4.2 社会效益

本次QC小组优化的钢结构安全操作措施装置得到了业主、监理等单位及其他钢结构项目的一致好评，项目实施过程中，政府有关领导及监督部门等多次到施工现场莅临指导，均对本工程给予较高的评价。

本次QC成果为钢结构安全操作措施装置的更好完善奠定了基础，为今后类似钢结构工程安全操作措施装置的进一步改进提供了宝贵的经验。

4.3 经济效益

通过对钢结构安全操作措施装置的优化，以及在使用过程中的不断改良，使得该套装置在满足施工安全的前提下，使用便捷且能周转使用，节省了大量的作业人员安装时间、措施钢管的采购费用，在宜家临空项目中节约成本约10万元。

5 结语

本文以宜家临空项目为案例，通过大力开展QC小组活动，取得了较为显著的成效。

钢结构QC课题成果的实施，在工程实践中表明，相比传统的钢结构安全操作措施装置，该新型装置有了较大的优化改进，实现了质的飞跃，大幅降低了施工过程中施工人员的安全风险，对电焊施工进行有效遮挡，进一步提高了焊接质量，减少了焊接施工对环境的光学污染，极大程度地控制了焊接过程中火花的坠落数量，进而降低了火灾发生的概率。