百米高墩施工平臺研制與應(yīng)用PPT課件

1、工程概況QC小組簡介P階段D階段A階段C階段4、效果評價、效果評價2.1、選題理由、選題理由2.2、現(xiàn)狀調(diào)查、現(xiàn)狀調(diào)查2.3、目標確定、目標確定2.4、可行性分析、可行性分析2.5、提出方案、提出方案2.6、問題的假想預(yù)測、問題的假想預(yù)測2.7、制定對策、制定對策5.1、鞏固措施、鞏固措施5.2、今后打算、今后打算3、對策實施、對策實施第1頁/共33頁駟步河大橋原地貌橋址”V”型谷工程概況第2頁/共33頁1、QC小組簡介小組簡介 QC小組基本情況表小組名稱小組名稱纜索吊配合百米高墩施工平臺QC小組 成立時間成立時間2007年3月10日課題名稱課題名稱整體式百米高墩施工平臺的研制與應(yīng)用課題類型課

2、題類型創(chuàng)新型組組 長長崔學(xué)民活動時間活動時間2007年3月至2007年9月注冊日期注冊日期2007年3月10日小組成員小組成員10人注冊編號注冊編號TYSC-2007-5活動次數(shù)活動次數(shù)4次/月接受接受TQCTQC教育情況教育情況48小時以上序號序號姓名姓名性性別別年齡年齡文化程度文化程度職職 務(wù)務(wù)組內(nèi)職務(wù)組內(nèi)職務(wù)1崔學(xué)民男34本 科項目經(jīng)理QC方案策劃2孔凡強男32專 科項目副經(jīng)理協(xié)助策劃3鄒 超男30本 科項目總工協(xié)助策劃4王養(yǎng)社男28本 科工程部部長協(xié)助策劃5宋程輝男24本 科技術(shù)負責人組員6鄧柏松男32本 科技術(shù)副經(jīng)理組員7李海生男31專 科生產(chǎn)副經(jīng)理組員8石王宏男26專 科技術(shù)負責人

3、組員9康登高男32中 專安質(zhì)部長組員10鄺賢冰男34高 中工長組員第3頁/共33頁2.1、選題理由、選題理由 P階段階段 適應(yīng)公司發(fā)展需要：為適應(yīng)競爭日益激烈的建筑市場，增強競爭力，形成自己在重、難特大橋梁施工的拳頭技術(shù)迫在眉睫，公司要求每個項目著手發(fā)展拳頭技術(shù)。經(jīng)濟效益、社會影響：本工程合同段為外資標段，合同要求達不到優(yōu)良扣減質(zhì)保金額25，達到優(yōu)良獎勵20萬元，經(jīng)濟效益明顯；駟步河大橋目前在同類大橋中位于世界第三，也是我公司建處以來承建難度最大的橋梁，工程優(yōu)良直接影響公司在西南地方的投標，社會影響大。施工現(xiàn)狀不容樂觀：墩柱截面大，且工期要求緊，塔吊無法安裝就位，原方案采用纜索起重機來提升模板

4、，考慮到纜索起重機不能橫移且起吊速度慢，無法滿足安全快速的施工要求。急需研究、制定科學(xué)、可靠、適宜的方案并實施，確保百米高墩的施工安全、質(zhì)量和進度受控。整體式百米高墩施工平臺的研制與應(yīng)用第4頁/共33頁采用傳統(tǒng)的方法存在以下問題：采用傳統(tǒng)的方法存在以下問題： （1）因受投入制約，本橋設(shè)計的纜索起重機存在不能橫移的缺點,如果設(shè)計可橫移的纜索起重機，成本將增加近100萬元； （2）如果搭設(shè)鋼管腳手架，通過計算最多只能搭設(shè)60m高，且腳手架使用量大，預(yù)計需要38噸，材料費、人工費、運費太高； （3）采用纜索起重機配合塔式起重機(內(nèi)昆線花土坡特大橋施工技術(shù))，投入成本大，一臺塔式起重機約65萬元，全橋

5、需要三臺塔式起重機需增加投入達195萬元；400m跨纜索吊跨纜索吊第5頁/共33頁2.2、現(xiàn)狀調(diào)查、現(xiàn)狀調(diào)查 為了滿足高墩施工工期要求，我們QC小組對墩身012m內(nèi)外模板采用纜索吊提升時間進行了統(tǒng)計： 纜索吊提升012m墩身模板時間統(tǒng)計表序號墩身高度m模板提升起訖時間小計平均1032.222.2530322363.23.5343693.93.123149123.173.2033制表：宋程輝 復(fù)核：石王宏 第6頁/共33頁、工期計算：、工期計算： 根據(jù)業(yè)主的工期要求，項目部倒排墩身施工工期最多為218天。104m高墩采用翻模施工每次翻升3m，共需翻升35次，單循環(huán)理論時間為6天?，F(xiàn)場實際操作中根

6、據(jù)工程數(shù)量，鋼筋的加工、綁扎及混凝土灌注需2.5天，混凝土澆注后等強需1天，采用纜索吊提升模板需要4天，則墩身單循環(huán)施工共需7.5天6天，不能滿足工期要求。時間從那里來？第7頁/共33頁 QC小組討論認為只能縮短模板提小組討論認為只能縮短模板提升的時間來滿足工期要求，因此，小組升的時間來滿足工期要求，因此，小組必須充分利用纜索起重機起重量大的優(yōu)必須充分利用纜索起重機起重量大的優(yōu)點點,克服纜索起重機起升速度慢且不能克服纜索起重機起升速度慢且不能橫移的缺點，本著施工安全、快速、成橫移的缺點，本著施工安全、快速、成本節(jié)約的原則，需要設(shè)計整體式高墩施本節(jié)約的原則，需要設(shè)計整體式高墩施工平臺，作為墩柱混

7、凝土、鋼筋及模板工平臺，作為墩柱混凝土、鋼筋及模板施工的操作平臺。施工的操作平臺。因此經(jīng)理部決定成立QC小組,選定課題為“整體式百米高墩施工平臺的研制與應(yīng)用整體式百米高墩施工平臺的研制與應(yīng)用”。第8頁/共33頁2.3、確定目標、確定目標 確定目標：確定目標：百米高墩施工平臺結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全，確保任何部位的模板均能垂直快速提升，平臺所用材料可以周轉(zhuǎn)使用。目標值：單循環(huán)墩身模板提升的時間由原來的32小時減少到20小時以內(nèi)。第9頁/共33頁2.42.4、目標可行性分析、目標可行性分析：、本小組有3名成員曾經(jīng)獨立設(shè)計過掛籃、龍門吊、纜索起重機、架橋機等復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)，有豐富的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)驗；、本高墩施工平臺

8、所有桿件均為型鋼，可以通過鋼結(jié)構(gòu)等專用軟件實現(xiàn)結(jié)構(gòu)應(yīng)力、應(yīng)變模擬試驗；、得到了到了中鐵大橋局集團有限公司鋼構(gòu)件廠的積極參與，實行“強強聯(lián)合”；、項目領(lǐng)導(dǎo)擔任組長，人力和物質(zhì)資源均可以得到保證，有利于活動開展；、有9名成員參加過2005年“大體積混凝土施工過程中內(nèi)外溫差控制”QC小組活動或2006年“減少遠距離泵送混凝土堵管頻率”QC小組活動，熟知QC活動規(guī)則；、施工工人不熟練，項目部通過CAD軟件繪制了三維立體模擬圖，對工人進行講解培訓(xùn)，讓工人充分了解平臺的工作原理。綜合以上情況，通過客觀分析，小組成員一致認為目標能夠?qū)崿F(xiàn)。第10頁/共33頁 在開工之初，圍繞課題，小組成員通過在開工之初，圍繞

9、課題，小組成員通過“頭腦風(fēng)暴法頭腦風(fēng)暴法”集思廣益對集思廣益對100m100m高墩施工平臺方案進行討論，按支撐結(jié)構(gòu)形式歸納共提出三種方案：格構(gòu)式高墩施工平臺方案進行討論，按支撐結(jié)構(gòu)形式歸納共提出三種方案：格構(gòu)式鋼框架平臺；貝蕾梁桁架式平臺；萬能桿件組合式平臺。鋼框架平臺；貝蕾梁桁架式平臺；萬能桿件組合式平臺。2.5、提出方案、提出方案序號鋼平臺類型分析其優(yōu)（缺）點1貝蕾梁桁架式平臺1、桿件為銷子連接，撓度大，安全隱患多2、施工簡便，實施可行3、桿件在本工程中只能周轉(zhuǎn)一次，運輸費用大，經(jīng)濟性一般4、桿件定型，不能根據(jù)受力大小來選擇桿件，不利于減輕平臺重量2格構(gòu)式鋼框架平臺1、撓度小、安全可靠，傳

10、力路徑明確，受力合理2、全部采用高強螺栓連接，施工便捷3、型鋼可以回收利用在下一步的連續(xù)梁施工中，造價底，經(jīng)濟性好4、可以根據(jù)具體受力部位選定合適的材料，有利于減輕平臺重量5、空中拼接安全風(fēng)險大，人員不便于操作3萬能桿件組合式平臺1、桿件采用螺栓連接，撓度小，安全性高，隱患較少2、節(jié)點受力，傳力明確3、施工便捷，實施可行4、桿件在本工程中只能周轉(zhuǎn)一次，運輸費用大，經(jīng)濟性一般5、桿件定型，不能根據(jù)受力大小來選擇桿件，不利于減輕平臺重量方案的分析、評估表方案的分析、評估表第11頁/共33頁 確定最佳方案 QC小組將三種方案進行打分比較：方案可操作性經(jīng)濟性安全性技術(shù)成熟性平均得分貝蕾梁桁架式平臺83

11、75858582格構(gòu)式鋼框架平臺9095958090萬能桿件組合式平臺8580908585通過對比分析，第二種（格構(gòu)式鋼框架平臺）評定為最佳方案。第12頁/共33頁2.6、問題的假想預(yù)測、問題的假想預(yù)測 我們小組成員調(diào)查公司歷年高空作業(yè)安全事故的案例、閱讀報紙、雜志、互聯(lián)網(wǎng)等，對有關(guān)高墩施工平臺和鋼管腳手架方面所發(fā)生的質(zhì)量（安全）事故進行收集，對特大事故進行篩選，以防鋼平臺出現(xiàn)類似問題，假想問題主要原因歸納如下：（1）結(jié)構(gòu)計算建模不合理；（2）局部承載力不夠，主要體現(xiàn)在：預(yù)埋件處混凝土強度不足，集中堆載過大。（3）操作過程中未按規(guī)范及批準的方案實施，主要體現(xiàn)在：節(jié)點焊連接不滿足要求；構(gòu)造桿件拼

12、裝等不滿足要求。(4)平臺的側(cè)向不穩(wěn)定，很容易造成平臺扭曲、失穩(wěn)。（5）預(yù)埋件位置不準確導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受力發(fā)生變化，造成受力不均。格構(gòu)式鋼框架施工平臺設(shè)計、制作、安裝流程圖第13頁/共33頁2.7、對策制定、對策制定序號序號要求要求對策對策目標目標措施措施地點地點時間時間負責人負責人1建立應(yīng)力、應(yīng)變模型進行深化設(shè)計建立計算模型通過不對稱加載分析，進行力學(xué)計算、構(gòu)件驗算解決實際施工不對稱加垂直荷載，加強節(jié)點剛度減少應(yīng)力1、利用有限元分析軟件進行深化設(shè)計。2、在牛腿與立柱及立柱與主梁連接處加大節(jié)點板厚度，增設(shè)斜撐。施工現(xiàn)場2007-3-15鄒 超王養(yǎng)社2滿足混凝土局部承載力確保預(yù)埋件處砼強度，嚴禁集中堆

13、載平臺提升前，預(yù)埋件處砼強度不小于15MPa，平臺集中堆載不大于35KN1、砼澆筑后對預(yù)埋件處進行專門養(yǎng)護，并制作同條件養(yǎng)護試塊，平臺提升前試塊強度大于15MPa。2、安排技術(shù)副經(jīng)理每天檢查平臺堆載情況，對不合理堆載的施工隊進行處罰。試驗室施工現(xiàn)場2007-4-4宋程輝鄧柏松3確保制作及焊接拼裝質(zhì)量實現(xiàn)制作、安裝全過程控制確保拼裝焊接質(zhì)量及多方驗收合格1、委托專業(yè)廠家制作安裝。2、檢查桿件尺寸。3、現(xiàn)場檢查垂直度。廠內(nèi)施工現(xiàn)場2007-3-182007-4-8石王宏康登高4確保平臺側(cè)向穩(wěn)定檢查剪刀撐、立柱與牛腿及立柱與主梁的連接螺栓確保施工平臺整體穩(wěn)定1、檢查剪刀撐是否連接牢靠。2、檢查連接螺

14、栓是否緊固。施工現(xiàn)場高墩施工全過程李海生鄺賢冰5確保預(yù)埋件位置準確安排專人負責檢查確保結(jié)構(gòu)受力正確混凝土澆筑前安排專人詳細檢查平臺牛腿預(yù)埋件。施工現(xiàn)場高墩施工全過程石王宏宋程輝對策表第14頁/共33頁實施對策實施對策1、結(jié)合施工現(xiàn)場實際地形及構(gòu)造物的特點，分析了解施工加載情況。2、結(jié)構(gòu)物沉降點設(shè)在主梁及牛腿上，加之模板施工及混凝土澆注過程中將格構(gòu)式鋼框架分成左右幅，致使格構(gòu)式鋼框架結(jié)構(gòu)加載實際為不對稱加載，利用有限元分析方法，采用（MIDAS）軟件進行加載分析。3、根據(jù)力學(xué)分析，在牛腿及立柱連接處加大節(jié)點板厚度及增設(shè)長1.5m10010的角鋼做剪刀撐，其作用：一是加強節(jié)點剛度及鋼框架整體穩(wěn)定性

15、；二是有效減小節(jié)點的應(yīng)力。4、根據(jù)深化設(shè)計，將初步方案確定格構(gòu)式鋼框架結(jié)構(gòu)上的橫向移動小龍門，重新設(shè)計成左右兩幅半徑為5.4m的1/2圓形軌道，從而有效減少小龍門橫向移動的相互干擾，更能體現(xiàn)小龍門在施工過程中快速的提升內(nèi)外模板，且相互不干擾?！緦嵤┮弧拷?yīng)力、應(yīng)變模型通過不對稱加載分析，進行深化設(shè)計，由鄒超、王養(yǎng)社執(zhí)行。第15頁/共33頁結(jié)果：初步方案于2007年3月12日完成，正式方案及深化設(shè)計圖紙于 2007年3月15日修訂完畢。 施工平臺平面布置圖第16頁/共33頁實施二 確保預(yù)埋件處砼強度，嚴禁集中堆載1、對墩身預(yù)埋25鋼筋抗剪、抗拔進行力學(xué)驗算，并對預(yù)埋件處混凝土局部承載力進行驗算

16、。2、根據(jù)設(shè)計圖紙及墩身施工情況，在墩身施工高度達到18m后，墩身開始預(yù)埋施工平臺牛腿螺栓等，具體步驟實施如下：按照設(shè)計施工平臺結(jié)構(gòu)尺寸，結(jié)合墩身實際高度，精確計算墩身坡比影響尺寸，預(yù)埋6根長45cm單頭套絲的螺栓，后帶標準彎鉤，在混凝土澆注前，預(yù)埋混凝土部分螺栓進行相互搭聯(lián)焊接，從而提高安全性。平臺拼裝第17頁/共33頁保證施工平臺6個牛腿預(yù)埋件在同一水平面內(nèi)，其高程誤差不得大于2cm，可有效防止施工平臺在安裝中出現(xiàn)傾斜。墩身混凝土灌注完成以后，做同條件試件2組，混凝土強度必須達到15MPa后方可提升施工平臺。施工平臺堆載保證在平臺上均勻放置，具體由現(xiàn)場技術(shù)副經(jīng)理檢查監(jiān)督。 結(jié)果：2007年

17、4月4日，平臺在墩身18m高度進行拼裝，混凝土強度及預(yù)埋件均滿足施工和設(shè)計要求。拼裝完成的施工平臺第18頁/共33頁 為確保構(gòu)件焊接質(zhì)量，順利通過監(jiān)理組織的聯(lián)合驗收，委托專業(yè)剛結(jié)構(gòu)單位施工，同時加強現(xiàn)場質(zhì)量檢查，除必須檢查焊縫外，重點檢查如下幾方面： 1、鋼格構(gòu)對接錯口上下誤差控制在3cm以下，超出要求的構(gòu)件必須重新進行拼接。檢查各構(gòu)件的結(jié)構(gòu)尺寸及材料是否采用國標，不滿足要求的材料嚴禁進場和使用。 2、施工平臺的主梁和次梁在縱橫放置拼裝時，采用M10.8及高強螺栓連接，嚴格檢查各節(jié)點板的焊接長度，檢查主梁及次梁是否按照要求布置加強板，不足部分進行標識，處理方法：滿焊或加補強板。 3、平臺鋼格與

18、牛腿立柱采用M10.8級高強螺栓連接，嚴格檢查節(jié)點板厚度是否滿足設(shè)計要求，若不滿足要求，必須更換。 結(jié)果：2007年4月8日，平臺拼裝通過監(jiān)理單位組織專項聯(lián)合驗收。 實施三實現(xiàn)平臺制作、安裝全過程驗收控制，由石王宏、康登高執(zhí)行。 第19頁/共33頁 為提供支撐體系側(cè)向穩(wěn)定性，避免在施工過程中支撐體系不斷加載引起的垂直度偏差較大而導(dǎo)致體系失穩(wěn)的事故發(fā)生，著重組織檢查各桿件的連接及水平拉桿，水平、豎向剪刀撐檢查。1、隨著墩身的不斷增高，施工平臺在纜索吊提升及平臺在高頻率提升模板下，格構(gòu)框架受力變形，組織人員定期或不定期進行檢查觀測，并檢查每次的抗風(fēng)拉桿。 2、施工平臺在墩身高度達到70m時，平臺在

19、墩身半徑不斷減小的情況下，會出現(xiàn)頭重腳輕現(xiàn)象。所以，施工平臺的格構(gòu)框架必須縮小，以減少施工平臺重量和滿足施工尺寸要求，具體步驟如下：精確計算格構(gòu)框架縮小尺寸，格構(gòu)框架上焊接牛腿立柱節(jié)點板。精確計算吊點位置，吊點設(shè)10個。同時脫離格構(gòu)框架及牛腿立柱螺栓，利用纜索吊提升格構(gòu)框架。實施四定期或不定期檢查施工平臺剪刀撐、立柱與牛腿及立柱與主梁連接螺栓， 由李海生、鄺賢冰執(zhí)行。纜索吊提升施工平臺第20頁/共33頁 牛腿立柱移動新位置，同時縮小格構(gòu)框架。 落下格構(gòu)框架于牛腿立柱上，利用M10.8級高強螺栓連接。3、施工平臺在墩身上實體施工時，半徑最小，平臺相對穩(wěn)定性較差，而且施工平臺內(nèi)掛平臺已經(jīng)拆除，內(nèi)附

20、墻聯(lián)體已經(jīng)解除。處理方法：在墩身上實體混凝土頂面預(yù)埋8個“U”型環(huán)，平臺在吊裝完成后，采用5T倒鏈進行拉緊，形成穩(wěn)定的三角形受力體系。結(jié)果：駟步河大橋4、5、6號高墩于2007年9月份施工完成，施工平臺整體穩(wěn)定性良好。平臺小龍門第21頁/共33頁 預(yù)埋件位置預(yù)埋的是否準確，直接影響施工平臺的穩(wěn)定及后續(xù)工序。所以，施工平臺墩身預(yù)埋件位置的準確性很關(guān)鍵。 1、每段墩身預(yù)埋件根據(jù)墩身坡比計算其三維空間位置，進行技術(shù)交底。 2、混凝土灌筑前，由技術(shù)人員檢查預(yù)埋件位置及套絲情況，合格后方可混凝土澆筑。 結(jié)果：采用施工平臺施工的4、5、6號墩，沒有因預(yù)埋件錯誤而影響施工平臺的穩(wěn)定性。但在2007年4月14

21、日，我們第一次采用纜索吊整體提升施工平臺，施工平臺的牛腿和預(yù)埋螺栓在分離的情況下，施工平臺并沒有向預(yù)設(shè)的那樣，順利的提升到預(yù)定高度。實施五對預(yù)埋件位置是否準確設(shè)專人進行檢查，由宋程輝、石王宏執(zhí)行。 第22頁/共33頁 問題很簡單，施工平臺的牛腿和墩身可調(diào)模板的背帶型鋼相互勾掛，致使施工平臺不能順利緩慢、平穩(wěn)上升，極易發(fā)生傾斜，安全存在隱患。QC小組立即在現(xiàn)場召開小組討論，進行方案比選。 方案的分析、評估及選定表序號方法分析其優(yōu)缺點方案選擇1拆除牛腿后提升1、牛腿單件重310Kg，人員不便于操作2、拆除后在空中難以安裝3、安全隱患大不采用2牛腿處加設(shè)滑板1、牛腿難以到滑板上2、采用倒鏈施工，牛腿

22、易變形不采用3增設(shè)副牛腿，外加設(shè)滑板1、副牛腿單件重35Kg，人員方便操作2、副牛腿可加工兩套，上下倒用3、主牛腿長度可減少25cm，從而使主牛腿和模板背帶分離3、主牛腿提升后剛好進入滑道可采用第23頁/共33頁 2007年4月20日，QC小組對牛腿改進后并進行了實施。結(jié)果：施工平臺平穩(wěn)、順利的提升到預(yù)定高度，歷時僅90分鐘。QC小組對21m到33m墩身施工時模板提升時間進行了統(tǒng)計： 纜索吊配合施工平臺提升2133m墩身模板時間統(tǒng)計序號墩身高度m模板提升所用時間平均1212417.517224271632730184303316.5平臺安裝副牛腿僅這90分鐘，不但成功的解決了纜索吊吊裝的缺陷，

23、而且利用平臺上的兩個小型龍門，快速的提升了圓端型空心墩內(nèi)、外模板，使單循環(huán)墩身模板提升的時間僅用17小時。第24頁/共33頁對策實施前后比對如下：對策實施前后比對如下：第25頁/共33頁1、安全方面：通過長期的觀測，施工平臺的格構(gòu)框架未出現(xiàn)不均勻沉陷現(xiàn)象，在高頻次使用后，格構(gòu)框架主梁最大撓度為17mm，小于安全允許范圍25mm；使用經(jīng)緯儀定期觀測豎向構(gòu)件的垂度（平臺提升完成及模板提升完成后），格構(gòu)框架的側(cè)向最大位移量1.8cm；本工程施工階段未發(fā)生任何安全事故。2、工期方面：原計劃工期為2007年10月1日墩身施工完成，實際于2007年9月20日完成，工期提前11天，給駟步河大橋后續(xù)連續(xù)梁施工奠定堅實的基礎(chǔ)。3、穿插施工：施工平臺的應(yīng)用，大大減少了纜索吊的使用頻率，節(jié)余大量時間使纜索吊用于其他墩臺施工。同時在吊裝安全及纜索吊使用安全方面提供了有力的保障。效益評價效益評價第26頁/共33頁平臺在施工中的應(yīng)用平臺在施工中的應(yīng)用第27頁/共33頁4.2.4.2.效益比較效益比較 社會效益：社會效益：本次活動成功的解決了深谷橋梁墩高跨大難以施工的問本次活動成功的解決了深谷橋梁墩高跨大難以施工的問題，施工平臺的研制與應(yīng)用，為工程質(zhì)量提供了保證，題，施工平臺的研制與應(yīng)用，為工程質(zhì)量提供了保證，得到了業(yè)主和監(jiān)理的好評，為公司在以后的施工中積累得到了業(yè)主和監(jiān)理的好評，