格栅组合模架系统的研制

目录

一、 前言 ................................................................... 1 二、 QC小组简介 ............................................................. 1 三、 选择课题 ............................................................... 2

3.1 课题背景 ............................................................. 2 3.2 课题调查分析 ......................................................... 2 3.3 课题需求 ............................................................. 4 3.4 确定课题 ............................................................. 4 3.5 计划进度表 ........................................................... 6 四、 设定目标及可行性论证 .................................................... 7

4.1 设定目标 ............................................................. 7 4.2 实现目标的可行性论证 ................................................. 7 五、 提出方案并确定最佳方案 .................................................. 9

5.1 研制思路 ............................................................. 9 5.2 格栅组合模架搭设流程思路 ............................................ 10 5.3 提出总结方案并确定最佳方案 .......................................... 10 六、 制定对策 .............................................................. 16 七、 对策实施 .............................................................. 17

7.1 塑料模板面板 ........................................................ 17 7.2 铝合金格栅 .......................................................... 18 7.3 铝合金连接构件 ...................................................... 25 7.4 支撑(∅60*2.75套管+∅48.3*3.0插管)+盘扣+插销式水平杆支撑架 ....... 27 7.5 格栅组合模架系统模型 ................................................ 32 7.6 实体安装及试验 ...................................................... 33 7.7 项目施工情况 ........................................................ 36 八、 效果检查 .............................................................. 38

8.1 目标效果检查 ........................................................ 38 8.2 直接经济效益检查 .................................................... 39 8.3 社会效益检查 ........................................................ 40 九、 标准化 ................................................................ 41 十、 总结及下一步打算 ....................................................... 42

10.1 10.2

总结 ............................................................... 42 下一步打算 ......................................................... 44

一、前言

深圳圳公共住房及其附属工程项目深圳市光明区凤凰城，南临光侨路，西临科裕路，西侧规划有六号线长圳站，项目总占地面积20.77万㎡，总建筑面积约115万㎡，地下室建筑面积24万㎡，地上住宅建筑面积76万㎡（不少于9500套），商业建筑面积6.5万㎡，公共配套设施3.2万㎡。设两层地下室，地上共计24栋塔楼结构，其中1#、2#、3A#、3B#、3C#、4A#、4B#、5#、7B#、7C#、11A#、11B#、11C#、12#、13#、14#、15A#、15B#、15C#楼建筑高度约150m（51/52层），6#、7A#、8#、9#、10#楼建筑高度约100m（30/36层），项目总工期993天（含土方开挖、桩基施工、主体结构施工、精装修施工），工期压力大。

项目力求打造“国家三大示范、行业标杆”，地上塔楼结构采用全铝模及爬架施工，以保证项目施工质量及进度；项目地下室建筑面积大、工期紧同时质量要求高，根据目前市面上较成熟、施工质量较优异的铝合金模板体系其施工进度快、成型质量好，但地下室结构复杂铝合金模板重复利用率低，在项目地下室阶段使用时其成本造价高，项目难以接受。而常规的钢管+扣件+木方模板体系其构配件多、所需劳动力多且施工效率较低、施工工期长，影响整个项目工期建设。

为有效的提高本项目地下室阶段施工效率、缩减项目地下室施工工期、节省项目成本，在保证安全和质量要求的基础上，做到成本相对铝合金模板体系低、施工速度相对普通钢管+扣件+木方模板体系快的要求下，需研制一种符合现代工业化的模板支撑结构体系。

本QC活动研究以长圳公共住房及其附属工程项目为依托，从工业化模板支撑体系的对比选型、研究细化、样板实验、运用对比等方面进行研究，研制出了工具式格栅组合模架体系。

二、QC小组简介

本QC小组成立于2019年3月1日，由10人组成，其中高级工程师2名，工程师8名，此次QC课题为创新型。

小组自成立以来，已完成多项QC课题，编写多篇论文、取得多项实用新型专利等荣誉。

表2-1 QC小组情况一览表

小组名称 小组注册号 课题名称 课题登记号 活动时间 序号 1 2 姓名 毛丰强 杜飞 格栅创新QC小组 CSCEC-ZJKJSF-2020-01 格栅组合模架系统的研制 CSCEC-ZJKJSF-CZXM-01 成立时间 QC培训时间 课题类型 活动频次 2019年3月1日 人均80学时 创新型 每周一次 100% 组内分工 技术指导 技术指导 2019.3.1~2020.10.1 成员出勤率 小组成员情况 学历 本科 博士 职称 高级工程师 高级工程师 1

组内职务 技术顾问 技术顾问 3 4 5 6 7 8 9 10 曾玉喜 窦玉东 马俊 陈赓 贺雄 李亚军 姜志鹏 严瑞 本科 本科 本科 本科 本科 本科 本科 本科 工程师 工程师 工程师 工程师 工程师 工程师 工程师 工程师 组长 副组长 副组长 组员 组员 组员 组员 组员 全面负责 方案策划、活动组织 活动协调、材料采购 技术指导、图纸绘制 图纸绘制、计算 成果发布、资料整理 技术指导、对策实施 技术指导、对策实施 制表人：严瑞 制表时间2019年3月1日

图2-2 小组获得的荣誉及专利成果

制表人：严瑞

制表时间2019年3月1日

三、选择课题

3.1

课题背景

目前建筑施工行业中铝合金模板因其强度高、施工速度快、砼成型质量好、周转次数多，多用于地上标准层结构施工，但因成本相对较高部分企业仍较少采用，且因其模数化、定型化，目前基本不适用于地下室施工施工或用于地下室施工时其成本极高。在地下室复杂结构施工中，目前使用较多的是普通钢管（或轮扣架）+木方模板体系，该类模板体系因其构配件多、搭设复杂、工人操作效率低，施工周期相对较长，在地下室施工阶段弊端明显。

为降低地下室阶段施工成本、缩短施工工期，需研发一种新型模板体系在保证安全和质量控制成本的前提下提高地下室模板工程的施工效率、缩短地下室施工工期，同时节省材料的使用成本。

3.2

课题调查分析

（1）问题一：铝合金模板体系施工成本较高

小组成员对在建工地采用的铝合金模板体系所施工的情况进行调研，并统计了4个施工

2

项目的成本情况，如下表所示：

表3-1 铝合金模板体系施工成本统计

项目名称 泰丰千花岛花园一期 泰丰千花岛花园二期

荔港南湾 卓越蔚蓝花园

砼接触面每平米模板租赁价格

17.8元/m 16.6元/m 18.6元/m 17.6元/m

2222

制表人：姜志鹏 制表时间2019年3月10日

结论：目前市面上木模板每平米价格平均在11元/m2（木模板平均周转次数按5次考

2

虑），从上表看出铝模价格每平米平均约17.65元/m，成本较高。

（2）问题二：普通钢管扣件+木方模板支撑体系搭设速度慢，施工效率工

小组成员对4个项目地下室施工情况进行实地调研，并统计了相应的施工情况，对施工所需时间统计如下：

表3-2 施工工期统计情况

项目 名称 泰丰千花岛花园一期 1区地下负一层 （层高3.9m） 面积 工期 人数 2M 1200 10 10 1区地下负一层 （层高3.9m） 面积 工期 人数 2M 1000 9 10 A区地下负二层 （层高3.8m） 面积 工期 人数 2M 800 8 8 1区地下负一层 （层高3.9m） 面积 工期 人数 2M 1500 10 11 裙楼地下室施工情况 2区地下负一层 （层高3.9m） 面积M 23区地下负一层 （层高3.9m） 面积M 24区地下负一层 （层高3.9m） 面积M 2工期 人数 工期 人数 工期 人数 泰丰千花岛花园二期 1150 11 9 2区地下负一层 （层高3.9m） 面积M 21080 10 9 3区地下负一层 （层高3.9m） 面积M 21000 8 10 4区地下负一层 （层高3.9m） 面积M 2工期 人数 工期 人数 工期 人数 荔港 南湾 1150 10 10 B区地下负二层 （层高3.8m） 面积M 21300 9 10 C区地下负二层 （层高3.8m） 面积M 20 9 9 D区地下负二层 （层高3.8m） 面积M 2工期 人数 工期 人数 工期 人数 卓越蔚蓝花园 1000 8 10 2区地下负一层 （层高3.9m） 面积M 1300 2850 7 8 3区地下负一层 （层高3.9m） 面积M 1400 2900 8 9 4区地下负一层 （层高3.9m） 面积M 1600 2工期 10 人数 11 工期 11 人数 10 工期 11 人数 10 制表人：姜志鹏 制表时间2019年3月10日

结论：目前铝合金模板人均每天搭设模板面积约为25m2（标准层），从上表看出地下室阶段普通钢管扣件+木方体系人均每天搭设架体（包括铺设模板）面积为13m2，人均施工速度相对较慢。

3

3.3 课题需求

通过以上的调查分析可知，我们此次的课题需求是：降低模板体系与砼接触面每平米成本、提高地下室模板搭设施工速度。

3.4

确定课题

（1）查新工作

QC小组成员对《格栅组合模架系统》和相关文献在万方数据库、国家科技成果网等网站进行了查询，通过网络或查看相关资料，发现盘扣架和钢格板可供借鉴。

表3-3 网络查新汇总表

项目 查新点 内容 模架、格栅、格板 可借鉴点 1、盘扣式立杆与水平杆连接，减少水平杆的扣查新途径 接，提高连接效率； 2、钢格板纵横向钢板连接提供平板体系的思路。 关键信支撑结构：参照盘扣架体系，减少钢管扣件的连接，构成格栅组合模架系4

息筛选 统的支撑体系；

平板结构：参考钢格板的形式，集成平板体系主、次楞，减少搭设配件，提高施工速度，可为平板体系提供思路，同时格板镂空避免全金属面板的使用，减少成本投入。

制表人：贺雄 制表时间2019年3月20日

（2）借鉴盘扣架体系

盘扣式脚手架水平杆和斜杆采用杆端扣接头卡入连接盘，采用楔形插销连接，形成结构几何不变体系的钢管支架。水平杆两端有扣接头，且与立杆盘扣扣接，其扣接施工简单、操作速度快且易保证质量。

小组成员通过借鉴盘扣架，避免了钢管扣件施工的复杂性，可提高搭设施工速度，同时盘扣扣接可保证水平杆和立杆的连接质量。

图3-4 盘扣架

制图人：严瑞 制表时间2019年3月20日

（3）借鉴钢格栅

钢格栅由负载扁钢和横杆按一定的经纬排列且留有一定的间距而成格栅，经向为长度方向是负载扁钢，纬向是宽度方向为横杆。钢格栅集成纵横向楞，具有高强度、结构轻、方便安装拆卸等特点。

从钢格栅获得灵感，借鉴其设计思路，可以将普通钢管和木方主次楞类比钢格栅的经向和纬向，通过集成主次楞可大大减少模板搭设过程中的部品部件，可提高施工效率，同时借鉴钢格栅的高强度性能，大大保证了平面的水平性能，可有效提高砼结构的平整度，此外格栅配合面板相对铝合板标准板而言，可大大减少铝合金材料的使用，能有效减少使用成本；针对结构异型部位适用性大于铝合金模板。

5

图3-5 钢格栅

制图人：严瑞 制表时间2019年3月20日

（4）确定课题

由此，我们通过借鉴盘扣架和钢格栅，经过小组成员的认证，确定课题为：格栅组合模架系统的研制。

3.5

计划进度表

表3-6 QC小组活动计划进度表

活动时间（2019.3.1~2020.10.1） PDCA 活动步骤 3.1~ 3.20 课题选择 设定目标及目P 标可行性分析 提出方案并确定最佳方案 制定对策 D C 对策实施 效果检查 标准化 A 总结及下一步打算 备注 3.21~ 4.5 4.6~ 4.20 4.21~ 4.30 5.1~ 6.15 6.16~ 7.10 7.10~ 7.15 7.16~ 2020.10.1 计划线 实施线 制表人：贺雄 制表时间2019年3月20日

6

四、设定目标及可行性论证

4.1

设定目标

根据调查及结合本项目情况分析，项目地下室阶段采用铝模施工时其成本太高，如采用普通钢管扣件+木方体系施工则人均施工速度太慢、效率太低，无法满足项目工期要求，小组成员通过借鉴盘扣架和钢格板，采用盘扣式立杆替代普通钢管扣件连接，减少扣件连接的繁琐操作，提高操作效率，借鉴钢格板集成普通钢管木方模板体系的中的钢管主楞和木方次楞，减少构件数量，提高操作效率，同时钢格板和面板结合使用，减少全铝模的使用，大大降低成本，因此QC小组针对地下室施工情况设定如下目标： （1）目标确定：研制一种格栅组合模架系统

（2）目标值1：砼接触面每平米模板体系材料成本，控制在13.5元/m2以内；

目标值2：提高模板工程搭设施工效率（包括搭设架体和铺设模板），地下室施工阶段施工效率达到22m2/人/天。

功效大于22m2/人/天成本小于13.5m2/人/天地下室施工阶段模板搭设施工功效 图4-1 格栅组合模架系统活动目标值

制图人：严瑞 制表时间2019年3月21日

4.2 实现目标的可行性论证

（1）钢管扣件+木方支撑体系、铝合金模板支撑体系优劣分析：

表4-2 钢管扣件+木方支撑架、铝合金模板支撑体系对比分析

分类

钢管扣件+木方支撑体系

钢管立杆+钢管水平杆+扣件+顶托+钢管

体系组成

主楞+木方次楞+胶合模板

铝合金模板体系

支撑+早拆头+铝合金模板+背楞

7

体系构件数量、种类较多，程序复杂、扣件拧紧施工耗时大；钢管长短需根据不

搭设率效

同支撑高度清点查找、费时费力；通过调查分析地下室阶段钢管扣件+木方支撑体系人均每天搭设面积约为13m/人/天 胶合模板价格便宜、周转次数平均约5

每平米材料

总体每平米材料成本低，通过调查分析

成本

普通钢管扣件+木方支撑体系每平米材料成本为11元/m

2

2

构件数量、种类少、操作简单，通过销钉销片连接效率高，通过调查分析铝模施工平均每人每天搭面面积约为25 m/人/天

2

砼接触面为全铝合金型材，每平米材料

次，钢管等材料基本无损耗，成本较低，成本较高；通过调查分析铝合金模板租

赁价格平均为17.65元/m

2

1、格栅组合模架体系借鉴盘扣架，水平杆和立杆采用插销式连接替代扣件连接，可加快连接施工速度；

2、格栅组合模架体系借鉴钢格板，通过集成平板模板主次楞组成格栅，可减少构配

结论

件的的种类及数量，可提高操作施工速度；

3、格栅组合模架体系中格栅+面板，通过面板材料减少了全砼接触面铝合金材料的使用，大大降低了每平米的材料成本；

4、通过借鉴盘扣架和钢格板体系，QC小组一致觉得可完成既定目标！ 制表人：李亚军 制表时间2019年3月25日

（2）本小组成立以来，完成多项QC课题，具有丰富的经验，并多次参与QC活动小组，全面掌握QC活动流程，具备较强的分析问题、解决问题的能力。

（3）公司有结构设计院，有专业的结构设计师，针对材料性能的受力分析和结构计算有较强的专业水平，在创新材料的研发上有较大优势；小组各成员已经历多个项目的施工，对模板搭设工艺及实测有丰富的经验，在QC活动中可发挥较大优势。

（4）公司与华南理工大学有战略合作协议，在格栅组合模架创新体系的运用实施中，可100%实现全过程仿真模拟和现场实际监测，通过监测和应力分析寻找体系的薄弱点并进行改进，确保格栅组合模架创新体系的施工安全。

（5）公司有专业的铝合金构件加工厂，针对设计出的格栅模板产品，结合BIM技术可准确的加工制作，确保格栅组合模架体系配件产品的生产，同时项目配备有游标卡尺、钢卷尺等专业检测工具，为准确测量、检测提供保障。

结合上述分析，小组成员一致认为可以完成降低每平米材料成本和提高人均施工效率的目标值！

8

五、提出方案并确定最佳方案

5.1

研制思路

小组成员通过盘扣架和钢格栅获得创新思路，并绘制格栅组合模架系统概念图：

图5-1 格栅概念图

制图人：陈赓 制图时间2019年4月6日

图5-2 格栅组合模架体系概念图

制图人：曾玉喜 制图时间2019年4月6日

9

5.2 格栅组合模架搭设流程思路

小组成员通过研制思路，提出格栅和格栅组合系统的的概念图，并根据概念图制定搭设流程：

立杆搭设→水平杆连接→格栅挂设→立杆支撑格栅→重复第1、2、3、4步→面板安装→体系安装完成

5.3

提出总结方案并确定最佳方案

5.3.1 小组成员对总体研制方案分解如下：

图5-3 系统图

制图人：曾玉喜 制图时间2019年4月10日

（1）面板选择

10

表5-4 面板选择

分类

方案一 胶合木模板

方案二 中空塑料模板

方案图片

尺寸：1830*915*15mm

2

材料抗弯强度：15N/mm

2

性能抗剪强度：1.4N/mm

2

指标 弹性模量：6000N/mm

易吸水、易腐烂，易变形

尺寸：1830*915*15mm

2

抗弯强度：35N/mm

2

抗剪强度：9.47N/mm

2

弹性模量：1408N/mm

不吸水、不腐烂、不易变形

以360mm厚的砼板为例进行计算：

以360mm厚的砼板为例进行计算：

模板抗弯强度计算：

模板抗弯强度计算：

基本组合：q1=1.35（G1+G2+G3）

基本组合：q1=1.35（G1+G2+G3）

b+1.4Q1b=15.86KN/m

b+1.4Q1b=16.1KN/m

标准组合：q2=（G1+G2+G3）b=9.16 KN/m

标准组合：q2=（G1+G2+G3）b=9.336 KN/m

基本组合作用下的内力：2

荷载基本组合作用下的内力：My=aq1l0=0.0KNm 2

My=aq1l0=0.05312KNm

计算 抗弯强度计算：

抗弯强度计算： 22

σ=γ0My/W=4.793N/mm<15N/mm 22

σ=γ0My/W=1.4N/mm<35N/mm

塑料模板抗弯强度满足规范要求；

塑料模板抗弯强度满足规范要求；

挠度计算： 4

挠度计算：V=fq2l0/（100EI）4

V=fq2l0/（100EI）=0.21mm<183/400=0.46mm

=0.176mm<183/400=0.46mm

胶合板挠度满足规范要求；

塑料模板挠度满足规范要求；

一张胶合板价格约为60元，胶合板周转次数一块塑料模板价格约为160元，塑料模板周

经济

平均5次，每次使用成本约12元，成本相对转次数50次，100%回收利用重新加工生产，性

较高 每次使用成本约3.2元，成本相对较低

施工一张胶合模板重15KG左右，可单人操作，使一张塑料模板重在14KG左右，易单人操作，便捷用时需涂刷脱模剂，砼浇筑后脱模困难，人工使用时无需脱模剂，模板不粘砼，脱模轻松容性 成本较高，且脱模后砼效果不好 易，脱模后砼成型质量好 砼成胶合板存在透水、吸水现象，混凝土浇筑后水塑料模板具有不透水、不吸水等特性，混凝土型质分流失快，浇水养护时水只流在表面层，混凝浇筑后能够很好的保存住水分不流失，混凝量 土凝固效果差 土凝固效果好，表面光洁平整，无需二次抹灰 施工期间遇雨天，材料吸水腐烂，影响材料性

可实能指标，对砼成型质量有影响，同时雨水浸泡

塑料模板不吸水，不受雨天影响，可实施性高 施性 影响材料周转次数，降低材料寿命，增加材料

使用成本，可实施性不高

方案二塑料模板在满足规范及计算要求的前提下经济性、施工便捷性、砼成型及可实施性上

结论

均较为优越，因此选用方案二

制表人：贺雄 制表时间2019年4月12日

11

（2）格栅材料选择

表5-5 格栅材料选择

分类 方案一 木方通格栅 方案二 钢材格栅 方案三 铝合金格栅 方案图片 密度：0.×10³kg/m³ 材料性能 抗弯强度：13N/mm 抗剪强度：1.4N/mm 弹性模量：9000N/mm 安全可靠性 经济性 材料性指标能较低，易吸水腐烂，制作加工后部件连接性能较差，施工中易变形松动，施工安全可靠性较低 约25元/m，成本低，周转次数约40次，周转次数较少，平均使用成本相对较高 加工成型后重量轻，但因连接可实不牢固，使用期间受碰撞、跌性不强 施性 落后易变形损坏，现场可操作3222 密度：7.85×10³kg/m³ 抗弯强度：215N/mm 弹性模量：2.06*10N/mm 材料性能指标高，不吸水，易生锈，加工成型后不变形、不松动，施工安全可靠性较高 平均5000元/吨，价格相对较高，加工成型后可无限使用，平均使用成本低 密度大，相同体积下重量为铝合金3倍，工人搭设时较为困难，且在高处挂设时因重量大，存在安全隐患；可塑性相对较差、钢构件模具加工及生产较为困难 522密度：2.8×10³kg/m³ 抗弯强度：200N/mm 抗剪强度：115N/mm 弹性模量：70000N/mm 材料性能指标高，不吸水，不 生锈，加工成型后不变形、不松动，施工安全可靠性高 17000元/吨，价格高，加工成型后可无限使用，平均使用成本低 密度相对轻，性能和钢材大体一致，均可满足砼施工强度要求，工人搭设时较轻松，材料性能高，变形小；可塑性好、构件模具及加工生产相对容易 222时间性 质轻，可单人操作，安装时间短、效率高 质量大，单人无法操作，需多同配合同时作业，安装费时效率低 质量较轻，可单人操作，安装效率较高 结论 方案三在满足性能和施工安全要求的前提下，可实施性、时间性均较好，因此选择方案三； 制表人：贺雄 制表时间2019年4月12日

12

（3）立杆与格栅连接构件材料选择

表5-6 立杆与格栅连接构件材料选择

分类

方案一 钢材连接构件

方案二 铝合金连接构件

方案图片

材

密度：7.85×10³kg/m³

料性能 可操作

强度高，密度大，相同体积下重量为铝合金3

强度相对较高，密度相对较小、质量轻，操作

倍，操作较为笨重，现场多次使用后生锈影

轻巧，材料稳定不生锈，可塑性好、构件模具

响使用安全，可塑性相对较差、钢构件模具

及加工生产相对容易

性 加工及生产较为困难 经

平均5000元/吨，价格相对较高，加工成型济

后可无限使用，平均使用成本低 性 结

方案二虽然价格较高，但加工生产方便快捷，材料不生锈使用周期长，且因材料轻质现场搭

用，平均使用成本低

17000元/吨，价格高，加工成型后可无限使

5

密度：2.8×10³kg/m³

抗弯强度：215N/mm 弹性模量：2.06*10N/mm

2

2

抗弯强度：200N/mm 抗剪强度：115N/mm 弹性模量：70000N/mm

22

2

论 设可提高效率，同时连接件设置于立杆顶部用量较少，成本可控，因此选用方案二；

制表人：陈赓 制表时间2019年4月11日

13

（4）支撑架选择

表5-7 支撑架的选择

方案一

分类

钢管+扣件支撑架

方案二

支撑（∅60*2.75套管+∅48*3.0插管）+盘扣+插销式水平杆支撑架

方案图例

型号：∅48.3*3.6

材料自 身特性

抗弯强度：205N/mm 抗剪强度：120N/mm 弹性模量：206000N/mm

钢管易生锈、材料壁厚普遍不达标、扣件

安全可靠性 拧紧合格率低，钢管主楞与立杆无扣接，

易相对滑动，砼浇筑时存在一定安全影响 钢管+扣件支撑架水平杆多、立杆间距小，

经济性

所用顶托、扣件等材料多，经济性相对较差

1、钢管需根据层高选择合适尺寸，搭设前需分类选择，准备时间较长，搭设过程较繁琐；

时间性

2、架体需由立杆和水平杆组成，水平杆和立杆连接采用扣件连接，构配件多，操作率效低；

3、扣件拧紧效果差且拧紧耗时，导架体搭设效率低；

结论

222

型号：∅60*2.75套管+∅48*3.0插管

∅48*2.5插销式水平杆 抗弯强度：205N/mm 抗剪强度：120N/mm 弹性模量：206000N/mm

支撑上部与格栅扣接，相对稳定性好，支撑不易生锈，材料壁厚有保障 材料性能指标高，不易变形，砼浇筑时安

全性能高

支撑水平杆少、立杆间距较大、所用材料少，经济性较好

222

1、插管插于套管内，可根据插管壁上孔洞和套管上部螺管自动调整高度，无需按层高选择钢管，操作效率高；

2、插销式水平杆与盘扣自锁扣接，无需扣件连接水平杆，大大提高操作效率； 3、无扫地杆、水平杆减少，提高搭设效率； 方案二架体安全性有保障、材料不易生锈、不易变形；操作简单、效率高，因此选用方案二；

制表人：陈赓 制表时间2019年4月11日

14

经过对子方案的细化筛选，选择出最合适方案，并运用系统图进行归纳梳理，系统图如下所示：

图5-8 系统图

制图人：马俊 制图时间2019年4月15日

15

六、制定对策

根据方案流程图，小组成员按照5W1H的原则制定了对策措施表：

表6-1 对策措施表

序号 1 对策 塑料模板面板 目标 措施 完成时间 地点 责任人 严瑞 严瑞 严瑞 姜志鹏 姜志鹏 姜志鹏 姜志鹏 姜志鹏 姜志鹏 姜志鹏 马俊 马俊 马俊 马俊 陈赓 陈赓 陈赓 陈赓 曾玉喜 曾玉喜 曾玉喜 曾玉喜 2 铝合金格栅 3 铝合金连接构件 市场 热尺寸变化率及抗弯强度满1、购买合格产品； 2019.5.1 足规范要求（热尺寸变化率2、检查部位各尺寸是否合格； ~ 工厂 ≤0.2%，抗弯强度≥30Mpa） 3、材料送检检测物理力学性能； 2019.5.5 实验室 1、通过调查分析并确定主次楞截面形式； 办公室 2、根据设计截面形式合理选择主次楞的截面组合尺寸，并根据组合尺寸办公室 铝合金格栅主、次楞力学性计算主、次楞的变形、和强度，以确定最佳主次楞组合方式； 能及荷载变形满足规范要求2019.5.6 3、选取最佳截面组合尺寸后设计并生产模具； 工厂 （抗弯强度≥200Mpa，抗剪~ 4、根据模具生产格栅主次楞并核对主次楞尺寸是否符合设计图纸要求； 工厂 强度≥115Mpa，最大挠度≤2019.5.15 5、检测格栅主次楞力学性能是否满足规范要求； 实验室 L/400） 6、组装并焊接主次楞，对焊接质量进行检测； 工厂 7、检查格栅整体尺寸是否符合要求； 工厂 1、通过BIM建模设计连接构件并确定构件尺寸； 办公室 2019.5.16 铝合金连接件强度满足规范2、根据设计图纸设计、生产并检查模具尺寸； 工厂 ~ 要求（抗弯强度≥200Mpa） 3、生产连接构件并核对尺寸是否符合设计要求； 2019.5.20 工厂 4、检测连接构件力学性能是否满足规范要求； 实验室 办公室 2019.5.21 市场 ~ 实验室 2019.5.23 工厂 2019.5.24 ~ 2019.6.15 工厂 工厂 工厂 工厂 4 5 支撑（∅1、计算支撑架是否符合规范的安全性要求； 60*2.75套管 支撑架稳定性满足规范要求2、购买合格支撑及盘扣； +∅48.3*3.0（上部插管和下部套管强度3、检测支撑及盘扣力学性能是否满足规范要求； 插管)+盘扣+≤205Mpa、稳定性≤205Mpa） 插销式水平4、将盘扣焊接于支撑并检测其焊缝质量； 杆支撑架 组装架体，监测混凝土浇筑1、组装格栅组合模架系统的各部件，并检查整体质量； 实体安装及过程中格栅主次楞挠度、独2、绘制试验结构图、格栅配置图、模板配置图； 试验 立支撑最大应力、架体水平3、安装压力、变形等监测设备并调试； 位移值 4、砼浇筑并监测收集整理数据，分析变形的应力情况是否满足规范要求； 制表人：窦玉东 制表时间2019年4月30日 16

七、对策实施

7.1

塑料模板面板

（1）小组成员严瑞负责对塑料模板市场考察，通过市场调查发现市场上中空塑料模板主要有黑色和白色两种颜色：

图7-1 黑色中空塑料模板和白色中空塑料模板实物

制图人：严瑞 制表时间2019年5月1日

（2）在面板铺设时因深圳地区气温较高、阳光较强，根据材料的吸光性能，理论上黑色吸光性能较明显、热尺寸变化率较明显，在面板铺设过程中为保证砼成型质量，应尽量选取吸光性能弱、热尺寸变化率差的材料，对此小组成员严瑞购买黑色、白色塑料模板放置相同的环境下采用钢卷尺测量其热尺寸变化情况并统计数据：

表7-2 黑色、白色塑料面板热尺寸变化率实验数据对比分析表

黑色、白色塑料面板热尺寸变化率实验对比 试验时间 初始尺寸（mm） 1小时后尺寸 2小时后尺寸 3小时后尺寸 黑色塑料面板 500*500（长、宽） 500.2*500 500.5*500.1 500.8*500.3 最大热尺寸变化率 / 0.04% 0.1% 0.16% 白色塑料面板 500*500（长、宽） 500*500 500.2*500 500.3*500.1 最大热尺寸变化率 / 0.00% 0.04% 0.06% 注：天气：晴 环境温度：25度 试件放置于砼地表 实验时间：10：000~13：00 结论：根据实验数据，白色塑料面板热稳定性明显好于黑色塑料面板，白色塑料面板更适用于模板的铺设施工 制表人：严瑞 制表时间2019年5月2日 （3）根据上述实验情况，小组成员严瑞前往市场购买白色塑料模板，在购买时结合目前行业所用胶合板尺寸（1830*915*15mm），选择购买同样尺寸的白色塑料模板；

（4）白色塑料模板购买回来后，小组成员陈赓、姜志鹏对塑料模板进行抽查，采用卷尺、游标卡尺进行尺寸检查，各部件尺寸检查结果如下：

17

表7-3 塑料模板检查统计表

塑料模板编号 设计尺寸 实测尺寸 实测翘曲度 实测四边边缘直度 1829* 1830* 1830* 1 2 3 4 5 6 7 8 1830*915*15（mm） 1829* 1830* 1830* 1830* 1830* 915*15 914*14.8 915*15 915*15 915*15.1 915*15 915*15 915*15 0.1 0 0.1 1 0.3 0.5 0.1 0.8 0.2 0.6 0.1 0.1 0.4 0.6 0.3 0 规范要求：长度尺寸偏差（-2，0），宽度尺寸偏差（-1，0），翘曲度（0，0.5%），边缘直度（0，1） 检查结果：均符合相应规范要求 依据《建筑塑料复合模板工程技术规程》JGJT 352-2014 制图人：严瑞 制表时间2019年5月4日 （5）在尺寸检查合格后对塑料模板进行力学性能检测，经检测部门检测，结果均为合格，检测数据及报告如下：

项目名称 弯曲强度 弹性模量 软化温度 加热后尺寸变化率 表面硬度 燃烧性能等级 结论 检测结果 35 1400 86 0.15% 65 E 规范要求 ≥30 ≥1100 ≥80 ≤0.2% ≥58 不低于E 合格 图7-4 塑料模板力学性能检测数据及报告

制图人：严瑞 制表时间2019年5月5日

7.2 铝合金格栅

（1）铝合金格栅截面形式的确定

小组成员姜志鹏通过现场调查分析，目前平板支撑主次楞主主要有类似于木方的矩形形式和梯形及丁字形式，通过分析确定矩形和梯形截面、丁字形形式有如下优劣：

18

表7-5 铝合金格栅截面形式比选

分类

矩形截面

梯形、丁字形截面

方案图片

方通主次楞四周光滑，工人在操作时

可操作性 抓取不便，容易脱手滑落，存在安全

隐患

丁字型主楞和倒梯型次楞棱角有型，凹凸错落有致，方便工人抓取，丁字形主楞上部较宽，用于支撑梯形次楞，其接触面积较大，受力更合理；丁字形主楞下部成勾状且尺寸较小，有利于连接构件的连接

结论

梯形截面和丁字形截面在搭设施工中更方便，有利于现场操作，因此选择梯形和丁字形截面方案；

制表人：姜志鹏 制表时间2019年5月6日

（2）铝合金格栅主次楞截面尺寸及组合形式的确定

1）根据塑料模板的尺寸1830*915*15mm，为满足格栅与塑料模板配套使用，小组成员姜志鹏通过分析先确定格栅的外形尺寸为915*1830mm；

2）根据塑料模板与胶合木模板的性能比选中，小组成员姜志鹏结合普通胶合板的计算及方案，在普通胶合板的计算中，胶合板支撑次楞间距为200~250mm，根据次楞均匀布置的原则，格栅宽度915mm均匀布置次楞，经计算915/200=4.575，915/250=3.66，为保证砼成型质量，取次楞根数5根，次楞均与主楞焊接连接；

3）根据次数的数量和格栅宽度，次楞有如下两种布置方式，现对两种布置方式进行比选，比选优劣如下：

表7-6 格栅次楞布置形式选择

分类

5根次楞/间距217

5根次楞/间距183

平、立、侧图

19

次楞间距对比

次楞间距217mm，两侧次楞平齐主楞，一个支撑上相邻两格栅次楞并一起，此时间距为0，相对其它次楞间距材料性能发挥较少

次楞间距183mm，两侧次楞与主楞预留91.5mm，一个支撑两次楞相并时，相邻两格栅次楞间距仍为183mm，所有次楞间距均相等，材料性能可较好的发挥

结论

5根次楞/间距183的组合形式在相同次楞数量的情况下，其间距可均匀布置且次楞间距更小，对材料的性能利用率更高，更符合使用的要求

制表人：姜志鹏 制表时间2019年5月6日

（3）格栅主次楞截面尺寸及组合形式的确定

1）小组成员姜志鹏通过市场调查及联系公司铝合金加工厂对铝合金的加工情况，针对格栅主次楞的截面形式提出两种组合思路，并绘制截面大样图如下：

图7-7 第一种格栅主次楞大样图（主楞80mm高/次楞100mm高）

图7-8 第二种格栅主次楞大样图（主楞65mm高/次楞65mm高）

制图人：姜志鹏 制图时间2019年5月7日

20

2）根据上述两种截面形式，通过组合成格栅后，小组成员姜志鹏通过计算分析确定最佳组合方式，两种组合方式的计算情况如下：

表7-9 格栅主次楞截面组合形式计算对比分析

分类

主楞65mm高/次楞65mm高

主楞80mm高/次楞100mm高

平、立、侧图

1、格栅组合模架体系根据研发及适用范围，计划适用于地下室层高不大于4米（4

运用

米基本适用于大部分住宅地下室和标准层），楼板厚度不大于360mm的楼板区域（地

范围

下室区域不考虑人防区，360mm厚的板厚基本适用于绝大部分地下室区域，塔楼标准

基本

层基本全部适用，同时360mm板厚为高大模板的界线，方案编制及实施较方便）；

概况

2、格栅尺寸为1830*915mm，四个角分别支撑支撑，支间距1800*915mm；

360mm厚砼自重标准值：G1=8.KN/m

2

钢筋自重标准值：G2=0.396KN/m

2

塑料模板自重标准值：G3=0.12KN/m

2

施工人员及施工设备产生的荷载标准值：Q1=2.5KN/m 次楞计算：

格栅次楞自重标准值：G4=0.015KN/m 格栅主楞自重标准值：G5=0.015KN/m 次楞基本组合： q1=1.35（G1+G2+G3）

l0+1.35G4+1.4Q1l0=2.923KN/m 次楞标准组合：

q2=(G1+G2+G3)l0+G4=1.691KN/m

2

次楞弯矩：My=q1l0’/8=1.132KN*m 次楞剪力：V=q1l0’/2=2.572KN 次楞强度计算：

22

σ=γ0My/W=128.737N/mm<200N/mm，次楞抗弯强度满足要求； 次楞抗剪强度计算：

22

τ=3V/2/A=9.2N/mm<115N/mm，次楞抗剪强度满足要求； 次楞最大挠度计算：

’4

v=5q2l0/(384EI)=10.144mm>1760/400=4.4mm

挠度不满足要求；

次楞计算：

格栅次楞自重标准值：G4=0.021KN/m 格栅主楞自重标准值：G5=0.018KN/m 次楞基本组合： q1=1.35（G1+G2+G3）

l0+1.35G4+1.4Q1l0=2.93KN/m 次楞标准组合：

q2=(G1+G2+G3)l0+G4=1.70KN/m

2

次楞弯矩：My=q1l0’/8=1.13KN*m 次楞剪力：V=q1l0’/2=2.58KN 次楞强度计算：

22

σ=γ0My/W=.80N/mm<200N/mm，次楞抗弯强度满足要求； 次楞抗剪强度计算：

22

τ=3V/2/A=6.45N/mm<115N/mm，次楞抗剪强度满足要求； 次楞最大挠度计算：

’4

v=5q2l0/(384EI)=3.37mm<1760/400=4.4mm

挠度满足要求；

2

荷载计算

21

主楞计算： ’主楞基本组合：F1=q1l0/2=2.572KN ’主楞标准组合：F2=q2l0/2=1.488KN 主楞弯矩：My=2.5F1*2.5l0-F1l0-F1*2l0+G5*2.5l0*2.5l0/2=1.531KNm 主楞剪力：V=2.5F1+G5*5*l0/2=6.437KN 主楞抗弯强度计算： 22σ=γ0My/W=187.479N/mm<200N/mm 主楞抗弯强度满足要求； 主楞抗剪强度计算： 22τ=3V/2/A=29.709N/mm<115N/mm 主楞抗剪强度满足要求； 主楞最大挠度计算： 主楞计算： ’主楞基本组合：F1=q1l0/2=2.58KN ’主楞标准组合：F2=q2l0/2=1.49KN 主楞弯矩：My=2.5F1*2.5l0-F1l0-F1*2l0+G5*2.5l0*2.5l0/2=1.KNm 主楞剪力：V=2.5F1+G5*5*l0/2=6.46KN 主楞抗弯强度计算： 22σ=γ0My/W=134.85N/mm<200N/mm 主楞抗弯强度满足要求； 主楞抗剪强度计算： 22τ=3V/2/A=24.2N/mm<115N/mm 主楞抗剪强度满足要求； 主楞最大挠度计算： 5n42n215G54l03V= F5l203384EI384nEI=3.583mm>915/400=2.29 45n42n215G54l03V= F5l203384EI384nEI=2.12mm<915/400=2.29 4挠度不满足要求 挠度满足要求 如上计算，在按4米层高，360mm板厚的条件下，65*65mm格栅主次楞组合强度满足要求，但主、次楞变形较大，不满足规范L/400要求；80*100mm格栅主、次楞强度满足结论 规范要求，主次变形满足规范要求，且富余较合理，因此选用80*100mm主次楞组合形式 制表人：姜志鹏 制表时间2019年5月7日 （3）格栅主次楞模具制作及检查

模型图和尺寸确认完成后，小组成员姜志鹏联系公司构件加工厂，通过BIM模型制作加工格栅模具，并对模具进行检查，检查结果如下：

表7-10 格栅模具检查表

检查项 格栅主楞 格栅次楞 设计值 模具实测值 设计值 模具实测值 规范偏差要求 长宽尺寸 （mm） 915*80 914.8*79.9 1830*100 1829.9*100.1 ±0.3mm 厚度 （mm） 3.5*4.5*5 3.6*4.5*4.9 2.5*3 2.5*2.99 检查结果：均符合相应规范要求 依据《通用公差标准》GB1804-2000 制图人：姜志鹏 制表时间2019年5月8日 （4）格栅主次楞加工生产及检查

格栅模具检查确认完毕后，小组成员姜志鹏联系加工厂开始生产格栅主次楞，并对生产

22

出的主次楞进行检查，检查结果如下：

表7-11 格栅主次楞检查表

检查项 格栅主楞 格栅次楞 设计值 实测值 设计值 实测值 规范偏差要求 长宽尺寸（mm） 915*80 914.9*80 1830*100 1830*100 ±0.3mm 厚度（mm） 3.5*4.5*5 3.5*4.5*5 2.5*3 2.5*2.99 检查结果：均符合相应规范要求 依据《通用公差标准》GB1804-2000 制图人：姜志鹏 制表时间2019年5月8日 （5）格栅主次楞力学性能检测

格栅主次楞加工检查合格后，对其送去实验试进行力学检测，经检测部门检测，结果均为合格，检测数据及报告如下：

序号 1 2 3 检测项目 抗弯强度 抗剪强度 弹性模量 结论 检测值 2220N/mm 2135N/mm 270600N/mm 合格 规范值 2200 N/mm 2115 N/mm 270000N/mm 图7-12 格栅主次楞力学性能检测数据及报告

制图人：姜志鹏 制表时间2019年5月9日

（6）格栅主次楞的组装及焊接

格栅主次楞力学性能检测合格后，小组成员姜志鹏组织专业电焊工对其进行技术交底，对主次楞进行组装焊接，焊接完成后对其组装尺寸和焊缝情况进行检查，检查结果如下：

23

图7-13 格栅主次楞组装焊接后实物图

制图人：姜志鹏 制图时间2019年5月9日

表7-14 格栅主次楞组装焊接后检查表 次楞间距 mm 91.5/183 91/183/182/183/184/92 ±3 检查项 设计值 实测值 规范偏差要求 平面度 0.4 0.3 ±1 焊接质量 无毛刺、无咬边、无焊瘤等 合格 / 检查结果：均符合相应规范要求 依据《通用公差标准》GB1804-2000 制表人：姜志鹏 制表时间2019年5月9日 （7）非标准格栅的研发及制作

1）标准格栅1830*915mm（5根次楞）加工生产完成后，小组成员姜志鹏结合实际情况，针对结构边角区域或不规则区域标准格栅无法放置，按同样方法分别制作适于了非标准区域的非标准格栅；

2）非标准格栅根据不同情况分为非标准加长格栅和非标准加宽格栅，根据主次的根数和长度分别制作了两根次楞、三根次楞、四根次楞的加长非标格栅，同时可以制作成两根次楞、三根次楞、四根次楞的加宽非标格栅，如下图所示：

24

图7-15 加长非标准格栅实物图（两根次楞）与加宽非标准格栅实物图（四根次楞）

图7-16 加长格栅和加宽格栅与标准格栅的连接

制图人：姜志鹏 制表时间2019年5月15日

7.3 铝合金连接构件

（1）小组成员马俊通过格栅的截面形式，结合现场情况和小组策划要求：格栅可连接构件应简单扣接不晃动，以减少操作的复杂性，同时避免格栅的晃动引发安全隐患；连接件应可以和支撑上部有效扣接，且应连接后不易拆除，以减少后期重复安装影响安装效率；连接构件采用铝合金其力学性能应满足要求；连接构件因位于支撑上部，其支撑四个格栅的角部，连接构件应满足四个格栅安装的需求。

根据上述要求小组成员联系公司科创中心，沟通QC活动的研制工作，并通过专业BIM工程师，设计并建模连接构件——可翻转支撑头，模型如下：

图7-17 可翻转支撑头CAD图型和BIM模型图

制图人：马俊 制表时间2019年5月16日

25

（2）模型图和尺寸确认完成后，小组成员马俊联系公司构件加工厂，通过BIM模型制作加工可翻转支撑头模具，并对模具进行检查，检查结果如下：

表7-18 可翻转支撑头模具检查表

外框尺寸 （mm） 136.5*150 136.6*150.3 ±0.5 厚度 （mm） 3.5 3.48 ±0.2 槽口内宽度 （mm） 43 44 ±2 槽口外宽度 （mm） 51 51.6 ±1 相邻孔位间距 （mm） 75*100 75*100 ±2 检查项 设计值 模具实测值 规范偏差要求 检查结果：均符合相应规范要求 依据《通用公差标准》GB1804-2000 制图人：马俊 制表时间2019年5月17日 （3）可翻转支撑头模具检查确认完毕后，小组成员马俊联系加工厂开始生产可翻转支撑头，并对生产出的可翻转支撑头进行检查，检查结果如下：

图7-19 可翻转支撑头实物图

制图人：马俊 制表时间2019年5月18日

表7-20 可翻转支撑头检查表

检查项 设计值 实测值 规范偏差要求 外框尺寸 （mm） 136.5*150 136.5*150.2 ±1 厚度 （mm） 3.5 3.48 ±0.5 槽口内宽度 （mm） 43 43 ±1 槽口外宽度 （mm） 51 51.2 ±1 相邻孔位间距 （mm） 75*100 75*100 ±2 检查结果：均符合相应规范要求 依据《通用公差标准》GB1804-2000 制图人：马俊 制表时间2019年5月18日 26

（4）可翻转支撑头加工检查合格后，对其送去实验试进行力学检测，经检测部门检测，结果均为合格，检测数据及报告如下：

序号 1 2 3 检测项目 抗弯强度 抗剪强度 弹性模量 结论 检测值 210N/mm 122N/mm 222规范值 200 N/mm 115 N/mm 222

70100N/mm 70000N/mm 合格 图7-21 可翻转支撑头力学性能检测数据及报告

制图人：马俊 制表时间2019年5月19日

7.4

支撑(∅60*2.75套管+∅48.3*3.0插管)+盘扣+插销式水平杆支撑架

（1）支撑架的设计

小组成员陈赓根据QC目标要求，为减少构配件的数量、提高搭设操作效率，同时为方便操作人员在支撑架内行走及操作，小组成员根据支撑套筒和插管高度，设计套管高度2.3m、插管长度1.8m、插管管壁设计间距为120mm的销钉孔以方便架体高度的调整，套管上部设置可调螺纹，方便架体高度的微调，插管上部设计钢板以与可翻转支撑头的连接，架体取消扫地杆、设置一道插销式水平杆距地面2m的架体，同时根据格栅尺寸，确定立杆间距为1830*915mm，支撑及插销式水平杆分解图如下：

27

图7-22 支撑和可插销式水平杆设计大样图

制图人：陈赓 制表时间2019年5月20日

（2）支撑架安全计算

支撑架设计完成后，小组成员陈赓根据实施情况进行架体的安全性计算如下：（以架体设计使用的最不利条件：4米层高、板厚360mm进行计算）

1)永久荷载标准值

2360厚混凝土自重标准值：G18.kN/m 2钢筋自重标准值：G20.396kN/m 2塑料模板自重标准值：G30.12kN/m 铝框次楞自重标准值：G40.021kN/m

铝框主楞自重标准值：G50.018kN/m

上部插管自重标准值：G60.033kN/m 下部套管自重标准值：G70.038kN/m 2)活荷载标准值

施工人员及施工设备产生的荷载标准值：Q12.5kN/m 3)风荷载标准值

10年一遇基本风压：w00.45kN/m

偏安全地，按模板架体处于50m高度处，且四周全封闭的情况，取风压高度变化系数（C类）：

50m：z0.840 风振系数：z1.0

28

22支撑架体外围冲孔防护板（1500×900mm，孔洞面积0.6m2），其体形系数：

A0.704μs1.3Φ1.31.2n1.31.20.814 A1.35支撑承受的风荷载标准值：

wkzszw01.00.8140.840.450.308kN/m2

4)内力分析

①上部插管验算

N11.35G1G2G3LB5G4L2G5BG6h011.4Q1LB1.42.51.80.91517.56kN2=1.35*{(8.+0.396+0.12)*1.8*0.915+5*0.021*1.8+2*0.018*0.915+0.033*1.605}+ 1.354.80.220.121.80.91550.0211.820.0180.9150.0331.6051.4*2.5*1.8*0.915=26.493KN 风荷载产生的弯矩：

0.91.4wklah010.91.40.3081.81.5052Mw10.158kNm1010 ②下部套管验算

N2N11.35G7h0226.4931.350.0382.00026.595kN

风荷载产生的弯矩：

Mw20.91.4wklah020.91.40.3081.82.00020.279kNm10102注：la立杆间距。

5)上部插管强度及稳定性验算 1、强度

上部插管强度：

0上部插管强度满足要求。

2、稳定性

根据《独力支撑应用技术规程》第4.3.1条，取计算长度系数1.4142。

h长细比：011.41421605/15.90142.8

i1x根据《混凝土结构工程施工规范》表4.3.12，容许长细比[]180，满足要求。 对于轧制圆钢管，截面分类为a类：0.337 上部插管稳定性：

17.561030.28106N1Mw12 1.00185.3N/mm4490AW0.337424=1.0*（26.492*103/0.337/424+0.158*106/4490）=185.3N/mm2上部插管稳定性满足要求（此处偏安全地考虑了深圳地区50m高度处的风荷载）。

6）下部套管强度及稳定性验算 1、强度

下部套管强度：

N11.026.493103/42462.48N/mm2f205N/mm2A

0N21.026.595103/49453.837N/mm2f205N/mm2A

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下部套管强度满足要求。

2、稳定性

根据《独力支撑应用技术规程》第4.3.1条，取计算长度系数1.4142。

h长细比：021.41422000/20.2140.4

i2x根据《混凝土结构工程施工规范》表4.3.12，容许长细比[]180，满足要求。 对于轧制圆钢管，截面分类为a类：0.347 下部套管稳定性：

17.661030.50106N2Mw222 01.0176.9N/mmf205N/mm6770AW0.347494=1.0*（26.595*103/0.347/494+0.279*106/6770）=1.5下部套管稳定性满足要求（此处偏安全地考虑了深圳地区50m高度处的风荷载）。

经上述计算分析，在取消扫地杆、距地面2m设置一道水平杆（水平杆与立杆通过盘扣扣接），在架体的使用范围的条件要求下，架体的安全性满足要求；

（3）购买支撑及盘扣

1）小组成员陈赓负责对支撑市场考察并购买支撑、插销式水平杆、盘扣，对购买材料进行检查；

2）小组成员陈赓、姜志鹏对水平杆、支撑、盘扣采用游标卡尺进行尺寸检查，各部件尺寸检查结果如下：

表7-23 支撑套管检查统计表

套管编号 设计直径 实测直径 设计壁厚 实测壁厚 螺管壁厚设计值 螺管壁厚实测值 规范偏差要求 4 4.1 3.9 4 直径±0.3 2.74 2.75 2.76 60 60 59 60 2.75 1 2 3 4 60mm 59 2.74 4 60 2.75 4 60 2.73 3.9 59 2.75 3.9 2.75mm 4mm 壁厚±0.3 5 6 7 8 检查结果：套管合格率100% 依据《支撑规范》CFSA/T 03:2016 制表人：陈赓 制表时间2019年5月21日 表7-24 支撑插管检查统计表

插管编号 设计直径 实测直径 设计壁厚 实测壁厚 规范偏差要求 3 3 2.9 3 直径±0.3 48 48 47.9 48 1 2 3 4 48mm 48.1 3mm 3.1 3 3.1 3 壁厚±0.3 48 48 48 5 6 7 8 检查结果：插管合格率100% 依据《支撑规范》CFSA/T 03:2016 制表人：陈赓 制表时间2019年5月21日 30

表7-25 支撑可插销式水平杆检查统计表

水平杆编号 设计长度 实测长度 设计直径 实测直径 设计壁厚 实测壁厚 规范偏差要求 2.5 2.5 长度±5 2.4 48 47.8 48 48.1 2.5 855 8 1 2 855 8 855 48 48 2.4 直径±0.3 48 2.6 48.2 2.5 47.8 2.5 2.5mm 壁厚±0.3 1770 3 4 5 6 1770 1770 1769 1769 7 8 检查结果：水平杆合格率100% 依据《支撑规范》CFSA/T 03:2016 制表人：陈赓 制表时间2019年5月21日 表7-26 支撑盘扣检查统计表

水盘扣编号 设计厚度 实测厚度 规范偏差要求 8.5 8.3 8.4 1 2 3 4 8.5mm 8.5 8.5 8.4 8.6 8.5 5 6 7 8 （0，1） 检查结果：盘扣合格率100% 依据《轮扣式钢管脚手架安全技术规程》DB44-1876-2016 制表人：陈赓 制表时间2019年5月21日 3）对套管和插管和水平杆单个构件进行力学性能检测，经检测部门检测，结果均为合格，检测数据及报告如下：

序号 1 2 检测项目 抗弯强度 抗剪强度 结论 检测值 套管 220 133 插管 217 127 水平杆 225 130 合格 规范值 205 N/mm 120 N/mm 22

图7-27 套管、插管、水平杆力学性能检测数据及报告

制表人：陈赓 制表时间2019年5月22日

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4）小组成员邀请专业电焊工对盘扣与套管进行焊接，并检查其焊接外观质量，外观质量检查结果如下：

图7-28 盘扣焊接情况

制表人：陈赓 制表时间2019年5月22日

表7-29 支撑盘扣焊接检查统计表

支撑编号 1 2 3 4 5 6 7 8 焊接外观质量 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 检查结果：焊接合格率100% 依据《钢结构焊接规范》GB50661-2011 制表人：陈赓 制表时间2019年5月22日 7.5 格栅组合模架系统模型

经小组成员通过对方案的比选、对策的制定及实施，经确定后小组成员通过BIM软件绘制了最终的格栅组合模架系统模型图，如下所示：

图7-30 格栅组合模架系统模型图

制图人：曾玉喜 制表时间2019年5月23日

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7.6 实体安装及试验

（1）小组成员根据对格栅的研制，通过对策实施，对格栅组合模架系统各部件进行搭设拼装，搭设拼装前先由小组成员曾玉喜对搭设实体样板进行设计并绘制立杆和格栅的布置图，如下：

图7-31 搭设实体样板立杆、格栅平面布置图

制图人：曾玉喜 制表时间2019年5月24日

（2）根据绘制的搭设实体样板立杆及格栅平面布置图，小组成员曾玉喜组织工人进行实际搭设，架体搭设完成后由华南理工大学安装监测设备，同时全程模拟实际砼浇筑过程，各步骤如下图所示：（实体试验搭设高度4米，楼板厚度230mm）

支撑搭设 格栅挂设

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格栅顶升及支撑支设 架体搭设完成

塑料模板铺设 监测设备安装

砼浇筑 数据收集与分析整理

图7-32 格栅组合模架搭设、砼浇筑及监测

制图人：曾玉喜 制表时间2019年5月25日

（2）QC活动小组和华南理工大学通过对数据的分析，形成相应的监测报告，根据监测结果显示，各项监测数据均与方案计算结果相近且满足规范要求，格栅组合模架系统安全性能满足要求规范要求，各项数据如下：

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图7-33 格栅组合模架实验报告

制图人：曾玉喜 制表时间2019年5月26日

表7-34 监测数据和计算数据对比分析

项目 主楞最大挠度 次楞最大挠度 支撑最大应力 架体稳定性/ 架体最大水平位移 计算情况 1.37 2.177 45Mpa 监测情况 1.9mm 2.42mm 70.98Mpa 规范要求 L/400=2.2875mm L/400=4.5mm 205Mpa 稳定性：205Mpa 168.86Mpa 9.92mm 水平位移：H/300=13.3mm 结论：根据计算数据和监测数量对比，各项数据基本吻合且均位于规范要求范围内，满足各项要求 制图人：曾玉喜 制表时间2019年5月26日 （3）格栅组合模架系统模板拆除完成后，小组成员组织对顶板结构进行实测实量，实测数据如下：

图7-35 结构实测实量

制图人：曾玉喜 制表时间2019年6月15日

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表7-36 顶板实测数据统计

项目 合格率 顶板水平度 96% 顶板平整度 97% 制图人：曾玉喜 制表时间2019年6月15日

7.7 项目施工情况

QC小组通过研制格栅组合模架系统及对实体试验的监测和数据分析，表明该体系在实际施工运用中安全可靠，且可满足相应质量标准要求，对此QC活动小组利用该成果在深圳圳公共住房及其附属工程地下室施工阶段进行实际施工运用，同时在地下室D3-05区再次做实际施工样板，施工时由华南理工大学继续对格栅组合模架进行实验监测，各项监测数据和现场实际施工情况如下（现场格栅组合模架搭设高度3.9m，楼板厚度220mm），根据监测报告数据分析，格栅组合模架在施工过程中满足规范的安全性能要求。

地下室施工情况 地下室施工监测情况 图7-37 深圳圳公共住房及其附属工程格栅组合模架地下室施工情况

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表7-38 计算及监测数值对比情况

项目 主楞最大挠度 次楞最大挠度 支撑最大应力 架体稳定性/ 架体最大水平位移 165.13Mpa 计算情况 1.317 2.09 44Mpa 监测情况 2.2mm 2.9mm 40Mpa 有扫地杆区域（5.5mm） 无扫地杆区域（7.5mm） 规范要求 L/400=2.2875mm L/400=4.5mm 205Mpa 备注 / / / 稳定性：205Mpa 格栅组合模架系统无需扫地杆，应架体水平位移：H/300=13.3mm 深圳市质安站要求现场增设扫地杆，施工中选取一跨未设扫地杆 结论：根据计算数据和监测数据对比，各项数据基本吻合且均位于规范要求范围内，满足各项要求， 制表人：曾玉喜 制表时间2019年6月20日 经D3-05区现场实际施工样板及监测数据表明，格栅组合模架体系安全性能满足规范及现场要求，结合该情况，深圳圳公共住房及其附属工程地下室区域大面采用格栅组合模架体系组织现场施工，现场部分施工情况如下：

7-39 长圳项目地下室格栅组合模架运用情况

制表人：曾玉喜 制表时间2019年7月10日

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八、效果检查

8.1 目标效果检查

（1）人均每天施工情况：

目标检查小组对研制的格栅组合模架系统使用情况进行统计，并对长圳项目3个标段的地下室区域进行了跟踪调查与统计，对人均施工速度情况统计如下：

表8-1 格栅组合模架施工情况统计表 项目名称 深圳圳公共住房及其附属工程总承包第一标段 1724 深圳圳公共住房及其附属工程总承包第二标段 1652 深圳圳公共住房及其附属工程总承包第三标段 1037 5 10 2地下室阶段 D3-04区地下负二层（层高3.9m） 顶板水平度合格度 95% 顶板平整度合格率 97% 1790 8 10 面积 M 2D3-05区地下负二层（层高3.9m） 顶板工期 d 木工人数 水平度合格度 98% 顶板平整度合格率 99% 面积 M 2工期 d 木工人数 7 10 D5-06区地下负一层（层高3.8m） 顶板水平度合格度 96% 顶板平整度合格率 97% D5-07区地下负一层（层高3.8m） 顶板面积 M 2顶板平整度合格率 98% 面积 M 2工期 d 木工人数 工期 d 木工人数 水平度合格度 8 9 1908 7 12 95% B-05区地下负二层（层高3.9m） 顶板水平度合格度 100% 顶板平整度合格率 98% B-06区地下负二层（层高3.9m） 顶板面积 M 2顶板平整度合格率 97% 面积 M 2工期 木工人数 工期 d 木工人数 水平度合格度 973 5 8 96% 结果检查：人均每天施工面积：22.95m/人/天（架体搭设和平板铺设） 制表人：窦玉东 制表时间2019年7月10日 （2）每平方材料成本：

格栅自重：0.021*5*1.83+0.018*2*0.915=0.0225T，根据市场铝的价格，一个标准格栅材料成本：0.0225*17000=382.5元，考虑格栅的制作加工成本10%；一个标准格栅综合成本420.75元；一个标准格栅面积1.83*0.915=1.67m2，每平米价格：420.75/1.67=251.94元/m2，格栅在使用中考虑周转100次（原则上格栅是铝合金制品，其强度高，根据长圳项目使用情况分析，周转次数远高于100次），每次每平米使用成本为251.94/100=2.52元/m2；可翻转支撑头其重量轻，且可高达200次的周转，其成本综合考虑到格栅内，不单独计算；

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塑料模板：市场上每张塑料模板价格平均为160，其面积为1.83*0.915=1.67m2，每平米价格为160/1.67=95.8元/m，塑料模板其性能优于胶合（胶合板周转次数平均为5次），塑料模板根据长圳项目使用情况分析其周转次数可达20次（根据长圳项目使用情况分析，周转次数远高于20次），其每次使用成本为95.8/20=4.79元/m2；

支撑架：根据深圳市信息价盘扣式支撑架租赁价为160元*t*月（不含顶托、底托等配件），每根支撑架重约1.8*3.33+2.3*3.95=15.079KG；1.8m长水平杆重约2.81*1.8=5.06KG；0.915m长水平杆自重约2.81*0.915=2.27KG：格栅组合模架立杆间距为1830*915m，以两个标准格栅距为例进行分析：总面积为1.67*2=3.35m2；立杆数量为6根其重为6*15.079=90.474KG；水平杆重为3*5.06+4*2.27=24.26KG；每平米支撑架重约（90.474+24.26）/3.35=34.25KG/m，其材料租赁价格为：160*0.03425=5.48元/m

综上，格栅组合模架系统在模板施工及使用中，砼每平米接触面积成本为2.52+4.79+5.48=12.79元/m2。

（3）检查结论：根据以上项目的调查与分析，地下室阶段人均每天施工面积22.95m2，达到既定目标要求；砼每平米接触面积材料成本为12.79元/m2，达到既定目标要求。

2

2

2

实际功效22.95m2/人/天大于目标功效22m2/人/天实际成本12.79元/m2小于目标成本13.5元/m2地下室施工阶段模板搭设施工功效 图8-2 格栅组合模架系统活动目标值

制图人：曾玉喜 制表时间2019年7月10日

8.2 直接经济效益检查

小组成员通过项目实际运用，在工期压力紧张的情况下，在保证质量、安全和工期的前提下通过小组的研究成果，从顶板结构全铝模的使用变换到格栅组合模架系统的使用，其材料直接成本从17.65元/m2降低到12.79元/m2，每平米材料成本降低约4.86元/m2，本项目地

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下室阶段建筑面积为24万平米，总计节省直接经济成本约4.86*24=116.万元。

8.3

社会效益检查

本次QC小组活动研制了新型的模板体系——格栅组合模架体系，在质量、安全和社会效益上均形成了较好成果，各效益的如下：

质量上：格栅为铝合金定型化加工制作，集成了传统钢管木方主次楞，操作人员作业时只需挂设、顶升格栅即可完成主次楞的施工，简化了施工流程，避免钢管方木主次楞安装随意性，杜绝了因主次楞间距不均匀导致的楼板平整度质量问题；

安全上：格栅组合模架系统作业人员在地面即可挂设格栅，通过U型叉顶升格栅至支撑的可翻转支撑头内，整个操作在地面即可完成，无需登高作业，同时塑料模板燃点高，阻燃、防火性能好；而传统钢管支撑架施工作业时，作业人员需登高搭设水平杆、顶托及钢管、木方主次楞，施工作业安全风险大，另外胶合木模板防火性能较差，遇烟头、焊渣等火源易燃；

社会效益上：格栅组合模架系统与传统钢管支撑架相比，在安全、质量、绿色施工、经济效益等方面优势明显，该系统积极响应国家节能减排、建设节约型社会的号召，在推动施工技术创新方面起到了积极引领作用，具有良好的社会效益。

本项目在格栅组合模架系统使用期间，项目多次接待外部观摩学习该系统，在外界取得了较好的反响，同时地下室区域多次接待项目的创优检查，目前已顺利通过了广东省优质结构工程的检查、深圳市优质结构工程的检查；该系统以钢代木、以塑代木，材料周转次数高且可全部回收利用，在绿色环保方面起到了积极的推进作用，本项目已通过深圳市绿色施工示范工地的检查评审。

格栅组合模架系统样板 项目外部观摩

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广东省优质结构检查 深圳市优质结构检查

图8-3 项目观摩及评优

制图人：严瑞 制图时间：2019年7月10日

九、标准化

通过此次QC活动，小组成员总结提升编制了《格栅组合模架系统企业标准》，以企业准则的角度规范各类操作，提高标准化的作业水平。

图9-1 格栅组合模架系统企业标准

制作图：马俊 制图时间：2019年7月15日

通过在深圳圳公共住房及其附属工程项目的运用实施，目前该格栅组合模架系统已在我公司多个项目推广并施工，在运用实施过程中从安全、质量、工期、成本等方面均取得了良好的成绩。

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图9-2 格栅组合模架系统推广运用情况

制作图：马俊 制图时间：2019年7月15日

十、总结及下一步打算

10.1 总结 （1）成果总结

格栅组合组合模架系统在研发及使用过程中，获得了深圳市市级工法、取得了2项国国家实用新型专利和2项发明专利，经科学技术技术成果鉴定为国内领先水平，评定为深圳市建设工工程新技术等成果荣誉。

科学技术成果鉴定 实用新型专利

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深圳市市级工法 深圳市建设工程新技术证书 制图人：曾玉喜 制图时间2020年10月1日

（2）专业技术方面

1、通过此次QC活动的研制工作，小组成员对格栅组合模架体系的搭设流程、质量控制标准、构配件的技术要求更加清楚明白；

2、通过传统钢管支撑架和格栅组合模架的对比分析，小组成员积累了丰富的现场经验，技术水平得到了进一步的提高；

3、在BIM模型的设计和分析过程中，小组成员对BIM类建模软件的操作更加熟练，提升了专业的BIM水平；

4、在进行荷载受力计算分析时，小组成员对材料的性能，结构力学的受力计算更加清晰，帮助各成员梳理了力学知识，为今后类似的计算提供了可参考的经验；

5、在进行实体监测时，小组成员积极参与其中，对监测设备的安装、工作原理、数据的整理分析等有一个大幅提升，促进了小组成员理论结合实际的思维方式；

6、小组成员创新意识得以激发，为相关的研发工作拓宽思路。 （2）管理方法总结

1、小组成员在对数据的整理分析时，能够灵活运用关联图、树图和流程图等多种图表统计方法，多样化的表达形式开拓了兴趣爱好，提高了小组成员的数据整理能力；

2、此次QC活动促进了小组成员对QC活动程序的理解，加深了QC活动的各类要求； 3、通过研究工作，提高了小组成员的沟通交流能力、动手能力； （3）小组成员综合素质总结

通过本次QC活动的开展，大大提高了员工的团队精神、改进意识、积极性、QC工具应用技巧、进取精神以及质量意识，活动前与活动后的综合评价如下图所示：

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表10-1 自我评价分析表

序号 1 2 3 4 5 6 项目 团队精神 改进意识 积极性 QC工具应用技巧 进取精神 质量意识 自我评价 活动前 8.0 7.6 8.2 7.0 8.0 8.1 活动后 9.3 9.5 9.6 8.0 8.7 9.0 制图时间2020年10月1日 制图人：曾玉喜 图10-2 自我评价雷达图

制图人：曾玉喜 制图时间2020年10月1日

10.2 下一步打算

（1）通过本次QC活动的成功实施，我们打算今后继续组织小组成员，积极开展创新活动，将创新技术应用到实际施工中，以提高工作效率，进一步提高公司技术水平，小组成员计划下一个创新课题为：双面叠合剪力墙空腔内插筋固定装置的研制！

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