QC成果攻克大口徑塑料波紋管在懸灌梁中變形的難題

攻克大口徑塑料波紋管在

懸灌梁中變形的難題攻克大口徑塑料波紋管在懸灌梁中變形的難題一、課題概況1、工程概況

XX橋地處廣西省欽州市境內，為城市橋梁工程。全橋長718m，其中主橋長208m，結構為預應力混凝土T型連續(xù)剛構——組合箱梁，每幅主梁為單箱單室，采用懸灌法施工，混凝土為C50泵送混凝土；引橋長510m，為先簡支后連續(xù)預應力箱梁。全橋采用分離式結構，雙向四車道，橋面總寬31.5m。主橋預應力為三維預應力體系，縱向預應力噸位大、應力集中，預應力體系孔道壓漿采用新工藝——真空壓漿技術。預應力孔道采用與真空壓漿相配套的高密度聚乙烯塑料波紋管成孔，最大管徑為：￠內=120mm，波紋管在混凝土中最大埋深為5m。

2、小組介紹；

本QC小組成立于2004年6月5日，由XX橋經(jīng)理部成員組成，共計11人，平均年齡28歲，有7人接受過48小時以上TQM教育，有4人接受過24小時以上TQM教育。QC小組名稱XX橋經(jīng)理部第三QC小組課題名稱攻克大口徑塑料波紋管在懸灌梁中變形的難題

小組類型

攻關型成立日期2004年6月5日活動日期2004年6月5日—2004年10月30日注冊編號ZTSC-2004-03TQC教育時間48小時以上小組概況及小組成員簡介QC小組成員簡介序號

姓名性別

學歷組內職務

小組分工1大學本科組長QC方案策劃2大學本科副組長協(xié)助策劃及方案實施3大學?？瞥蓡T方案實施4大學本科成員方案實施5中專成員結果檢驗6中專成員測量及結果檢驗7中專成員對外聯(lián)系8大學?？瞥蓡T方案實施9中專成員協(xié)助測量10大學本科成員方案實施11大學本科成員方案實施

3、選題理由：塑料波紋管是真空灌漿工藝中的配套產(chǎn)品，用塑料波紋管在混凝土中成孔是真空灌漿技術的重要組成部分。塑料波紋管是一種新型成孔材料，與傳統(tǒng)的金屬波紋管相比，具有以下優(yōu)點：

1）、塑料波紋管的材料為高密度聚乙烯，它的耐腐蝕性能遠遠優(yōu)于金屬，不怕酸、堿腐蝕，不被電化腐蝕和氧化腐蝕，不必擔心在施工過程中長久存放引起的生銹等腐蝕破壞。

2）、塑料波紋管預留孔道的摩擦系數(shù)明顯小于金屬波紋管預留孔道，減少了張拉過程中的預應力摩擦損失。

3）、塑料波紋管密封性好，不漏氣，不漏水，對保護鋼絞線極為有利。

4）、塑料波紋管彎曲韌性好，特別適用于彎曲半徑小的預應力布筋。

5）、塑料波紋管強度高，在施工現(xiàn)場不怕踩壓，混凝土澆注時不易被振搗鑿破。但由于真空壓漿技術及與之配套的塑料波紋管成孔技術屬新工藝，目前發(fā)展尚不完善，尚無國家或行業(yè)標準。國內采用此技術的已完工程不多，特別是采用大口徑（管內徑≥100mm）塑料波紋管，在埋深較深（深度≥3m）的混凝土中成孔更是少見。我部在施工XX橋主橋懸灌梁1號段時出現(xiàn)了塑料波紋管變型現(xiàn)象（塑料波紋管￠內=120mm，最大埋深5m），造成無法穿索張拉，工程被迫停止。為了盡快攻克塑料波紋管變形的難題，確保正常施工，我部決定成立QC小組進行攻關，選定課題為：“攻克大口徑塑料波紋管在懸灌梁中變形的難題”。

二、現(xiàn)狀調查在業(yè)主、設計、監(jiān)理單位及我們公司的大力支持下，我們召集有經(jīng)驗的專業(yè)工程技術人員對目前國內大口徑塑料波紋管的使用情況及市場上的產(chǎn)品質量情況進行了調查。對廣西境內在建的兩座大橋進行了參觀學習（南寧邕江大橋，桂林大吁面大橋）；并對1#段出現(xiàn)的塑料波紋管變形進行了認真的觀察與分析，總結出如下信息：

1、真空壓漿技術及與之套配的塑料波紋管成孔技術屬新工藝，目前尚無國家及行業(yè)標準，各廠家（HVM、OVM、QM、LUM、VLM、橋廈、華昌等）生產(chǎn)的塑料波紋管是按照企業(yè)標準來生產(chǎn)的，各廠商的企業(yè)標準大同小異，均是按國家塑料制品的標準轉變而來。目前市場上的塑料波紋管質量水平也基本相當，內徑φ120mm的塑料波紋管，環(huán)向剛度均在6.0~7.0Kpa之間。2、設計單位首次將埋深5m、內徑φ120mm的塑料波紋管用于懸灌梁中，以前沒有工程先例，我們參觀的南寧工程所用的塑料管管徑比我們的小，桂林的工程管徑和我們的相仿，但在混凝土中的埋深要小的多（埋深1.2m），雖經(jīng)多方努力，但還是難以找到類似的工程。

3、觀察1#段波紋管的變形情況，埋深2.0~5.0m的均有不同程度變形，埋深越深，變形越嚴重，波紋管的變形方向及部位并無一定規(guī)律。以下為1號段腹板波紋管變形統(tǒng)計表：管號波紋管埋深（m）變形狀態(tài)

最大變形量（mm）W14.85連續(xù)120W23.55基本連續(xù)72W32.48斷續(xù)42W42.05個別點30W51.80個別點10W61.55個別點8W71.35個別點<6W81.15個別點同上W91.00個別點同上W100.85個別點同上W110.70個別點同上W120.55個別點同上

1號段腹板波紋管變形統(tǒng)計表三、設定目標

1、QC小組活動目標：

確保塑料波紋管在懸灌梁混凝土中能順利成孔，最大變形量不大于6mm（及管徑的5%）。

2、目標的可行性分析：小組成員文化素質較高，經(jīng)驗豐富，解決問題能力強。大噸位、大孔徑、真空壓漿技術是預應力體系的發(fā)展方向，另外，根據(jù)1號段波紋管變形量統(tǒng)計，控制在6mm以內是可行的。業(yè)主、設計、監(jiān)理及公司領導對塑料波紋管成孔工藝非常重視。能力有保證技術上可行領導支持實現(xiàn)目標是可行的四、原因分析

我們QC小組分析塑料波紋管變形原因如下：五、進行要因驗證

為了找出影響塑料波紋管變形的主要原因，我們通過不同的實驗手段對因果分析圖中確定的各條末端原因進行了驗證：

1）、驗證溫度對塑料波紋管環(huán)向剛度的影響。

取OVM、橋廈、QM三家φ內=120mm的塑料波紋管若干段，每段長200mm，執(zhí)于不同溫度的熱水中，等5分鐘，波紋管與水同溫，取出馬上做環(huán)向剛度實驗，比較其結果。設定了4種溫度，用溫度計量測；各廠家的波紋管均取兩段，取其平均值作為結果。實驗地點：工地實驗室。

實驗人員及職責：

人員職責制訂方案，監(jiān)控試驗過程，并檢驗結果，得出結論。負責全部試驗過程的操作、記錄協(xié)助試驗協(xié)助試驗

實驗結果：

溫度環(huán)向剛度（Kpa）廠家25℃

50℃

75℃

100℃

OVM6.56.05.13.6橋廈6.86.25.13.5QM6.45.94.93.4

塑料波紋管環(huán)向剛度隨溫度的升高而降低。故混凝土在凝固期間產(chǎn)生的水化熱會使塑料波紋管環(huán)向剛度下降，但這是否為波紋管變形的主要原因，還需進一步實驗鑒定。

2）、驗證在施工過程中塑料波紋管變形的主要原因：波紋管變形原因暫定為以上分析的原因。

實驗方案：模擬懸灌梁腹板的施工過程，做4.6m（寬）×5m（高）×0.5m（厚）的現(xiàn)澆混凝土實驗段，實驗段底部埋設橋廈、OVM、QM三種廠家的塑料波紋管（φ內=120mm）各兩根，每根長5m，波紋管布置按照設計圖紙最大平彎，豎彎布置，用鋼筋固定，固定方法和間距與實際施工中相同。混凝土采用C50泵送混凝土，配合比按實際施工中的配合比，振搗采用一臺50型插入式振搗棒?；炷翝沧⑺俣?、入模方法、振搗方法均模擬實際施工進行。檢測項目及方法：測定混凝土坍落度；初、終凝時間；水化熱溫度變化（用溫度計量測，1次/1h）；觀測波紋管變形情況（用φ=114mm的探測球檢測，波紋管埋深每增加50cm檢測一次，振搗棒在附近振搗過后檢測一次）；觀測混凝土沖擊力及振搗棒引起的振動力對波紋管的影響。觀測波紋管變形過程，作好記錄。參加人員及職責

人員職責制訂方案，監(jiān)控整個試驗過程。負責試驗段模擬實際施工過程進行，并觀察檢測波紋管變形，做好記錄。協(xié)助檢測波紋管變形，并觀測混凝土沖擊力及振搗力對波紋管的影響。負責全過程的混凝土試驗，并做好記錄。協(xié)助做好混凝土試驗。檢測結果：混凝土坍落度：162mm、168mm?；炷聊虝r間：初凝時間：4.5h；終凝時間：7.0h。

混凝土澆注速度：6.2m3/h，即平均每11min，波紋管埋深增加0.5m。

混凝土溫度變化：

時間（h）入模1h2h3h4h5h6h7h8h

溫度（℃）36.53737374045505558

時間（h）9h10h11h12h13h14h15h16h17h

溫度（℃）616363626260554842

波紋管變形記錄：橋廈、OVM、QM三種廠家的塑料波紋管均發(fā)生變形，開始變形出現(xiàn)在混凝土埋深1.5~2.0m時，隨著埋深的增加，變形量加大，波紋管內徑最終由原來的120mm被壓縮至20~50mm，變形部位及方向無規(guī)律，屬受壓失穩(wěn)變形。從開始變形至變形終止，混凝土水化熱溫度無明顯上升，至溫度上升，混凝土已經(jīng)初凝，已能承受住自身重量，不再發(fā)生變形?；炷寥肽r的沖擊力及振搗棒的振動力對波紋管變形無明顯影響。

要因確認表序號原因論證要因判斷1波紋管本身環(huán)向剛度不足，受壓失穩(wěn)變形波紋管承受不住混凝土自重引起的流體壓力，發(fā)生失穩(wěn)變形

是2波紋管受水化熱作用，環(huán)向剛度降低引起變形波紋管變形時，混凝土水化熱溫度不高，待溫度上升時，混凝土已初凝否3振動棒觸及波紋管引起變形經(jīng)過試驗觀察，振動棒觸及波紋管不會引起變形否4混凝土流體壓力太大引起波紋管變形混凝土坍落度，初、終凝時間等符合泵送混凝土規(guī)范要求，不宜調整。

否5混凝土沖擊力引起波紋管變形。

經(jīng)過實驗觀察，混凝土澆注時沖擊力不引起波紋管變形。

否6外界氣候溫度高引起波紋管環(huán)向剛度降低

經(jīng)實驗，外界溫度高會使波紋管環(huán)向剛度降低，但混凝土澆注過程中主要受水化熱影響，外界氣溫對波紋管影響不大。

否六、制定對策

我們QC小組針對主要原因，召開“諸葛亮會”制定出了不同的實施對策，并進行對策的可行性了論證：對策辮論證盛表序號對策論證結論有利方面不利方面1改變材質

施工方便

難度大，合適材料不易找到。試驗期、費用不易估算。

暫不采用2改變結構施工方便，我部QC小組與橋廈波紋管廠家聯(lián)合開發(fā)加強性塑料波紋管，通過增加波紋密度、高度，增加波紋管壁厚等來增強環(huán)向剛度。主要費用為改變生產(chǎn)模具：8萬元（廠家承擔），試驗期估算：15天?？赡芤啻卧囼灐?/p>

采用經(jīng)過眨論證濁找到枯了突孝破口憑，明堵確了鑄改進緩的方伶向，拾根據(jù)卡論證岡結果雁制定姥對策葵表如收下：4內襯充氣膠囊充氣膠囊易取出

施工工藝復雜，膠囊需定做，費用大，試驗期長。

暫不采用

5內襯橡膠棒

襯砌效果好，波紋管變形量小。

施工工藝復雜，橡膠棒不易拔出，橡膠棒需定做，費用大，試驗期長。

暫不采用

對土策供表要因對策目標措施地點負責人執(zhí)行日期波紋管本身環(huán)向剛度不足，受壓失穩(wěn)變形。改變結構

環(huán)向剛度要求≥12KPa，波紋管最大變形量不大于6mm

改變波紋管結構，通過增加波紋管上波紋密度、高度、增加波紋管壁厚來增強環(huán)向剛度

現(xiàn)場及生產(chǎn)廠家

波紋管最終變形量不大于6mm，內襯塑料彈簧管可以人工輕松拔出

內襯塑料彈簧管

現(xiàn)場及生產(chǎn)廠家七、丘對策昂實施1、與莫柳州據(jù)橋廈友管道樸工程瓶有限籌公司柿（橋去廈塑蝕料波銜紋管縮慧廠）潔聯(lián)合替研制姿了加骨強型修塑料擔波紋估管，秘與橋習廈原哥波紋沸管對狹比如注下：波紋管名稱

材質

壁厚

波紋間距

波紋高度

環(huán)向剛度

加強型波紋管

高密度聚乙烯

3mm

20mm

5mm

12Kpa

原波紋管

高密度聚乙烯

2.5mm

35mm

3.5mm

6.8Kpa

2、購顯買φ外=1百15旅mm的彈敗簧塑岔料管4根，怕每根5m長，跳作為槳內襯漸管。實驗祥方案交：模斃擬懸凈灌梁煤腹板野的施網(wǎng)工過耍程，尋做4.談6m（寬突）×5朽m（高炭）×0木.5這m（厚豆）的灶現(xiàn)澆概混凝嘆土實械驗段針，實冶驗段槳底部埋設度橋廈齊加強番型塑趁料波吼紋管擔（φ內=1率20砍mm）4根，共兩根踢穿內題襯管寧，兩發(fā)根不攔穿，御每根舉長5m；埋搶設橋擇廈原誦塑料奏波紋姻管（φ內=1棋20垃mm）2根，案穿內弊襯管凝。波尊紋管佩布置鋤按照盡設計夕圖紙辣最大狂平彎通，豎移彎布岔置，章位置扭用鋼搜筋固詞定，網(wǎng)固定泉方法丈和間殼距與藏實際造施工衰中相城同。過混凝蹈土采誦用C5粉0泵送翅混凝敲土，潛配合賠比按迫實際陣施工府中的脖配合鞏比，匠振搗咳采用倉一臺50型插扇入式陜振動擋棒。厭混凝穿土澆撒注速奶度、題入模架方法亦、振蒙搗方奮法均礦模擬付實際相施工疊進行新。檢測跟項目供及方將法：境測定喝混凝監(jiān)土坍謎落度湯；初劑、終劍凝時糞間；王觀測巴加強絨型波限紋管耍（無襖內襯嘗）變饅形情姑況（梅用φ=罵11醉4m若m的探艷測球恰檢測斯，波暫紋管疾埋深佩每增策加50悼cm檢測信一次郊，振止動棒咽在附寄近振凱搗過亦后檢框測一競次）稱；觀死測有休內襯夫波紋滴管變邊形情善況（此波紋泊管埋僚深每凈增加50拆cm時，1人抽屢動內時襯管咬，觀輔察抽質動難暈易程巧度）檢。并渾作好逝記錄銅。參加治人員慕及職演責人員職責制訂方案協(xié)助制訂方案，監(jiān)控整個實驗過程。負責實驗段澆注過程模擬實際施工過程進行，并觀察檢測波紋管變形，做好記錄。

協(xié)助檢測波紋管變形。

負責全過程的混凝土實驗，并做好記錄。

協(xié)助做好混凝土實驗。

協(xié)助實驗

協(xié)助實驗

檢測僚結果瓜：混凝歇土坍枝落度瓦：16裙5m叔m、16盾5m廊m?；炷聊喙虝r盆間：苦初凝席時間盡：4.己5h；終碌凝時鼓間：7.浩0h?；炷酝翝泊肿⑺僬啥龋?.狼2m3/h，即圾平均響每11撈mi歌n，波散紋管迎埋深增加0.總5m。波紋么管變輕形記斷錄：扣橋廈藍加強熟型塑渠料波輩紋管露無變銅形，探測球始鼓終可蘇順利偽通過庸，穿悄有內駱襯管堅的，泊內襯應管始恐終可泳抽動；非加強碰型波生紋管興在埋息深1.泰8m時開淡始人乓力抽樂不動，最后衫用倒守鏈拔出，下大約欠需力30皮0~構40碌0K映N，用φ=胃11貍0m猶m的探播球可毒通過譜。根據(jù)蘇實驗敗結果刮，決子定在樹今后凈施工鎖中采督用新麗研制鳴的橋茂廈加強型亞塑料輪波紋棋管，林要求比環(huán)向豈剛度平≥12廢Kp拔a。八、伯效果端檢查1、與但設定閑目標蜜對比在懸?guī)凸嗔河鍪┕ね粗惺棺杏眯虏毖兄普{的橋西廈加曲強型殿塑料學波紋濫管后黨，波紋拳管變凝形量古均小喘于6m見m再未敏發(fā)生彼過波未紋管陽變形潛量大后于6m最m的現(xiàn)開象,達到慕了預睛期的渣目標抗。目前理已施壯工至11透#段，廣自制恩直徑間分別督為φ1現(xiàn)18塞mm、φ1嶄16層mm、φ1騾14瞇mm的探噴球，糾每施灶工完身一個誤對稱父段，像就對巷該段復腹板呈管道參探測壁，下壯面為1～6號段博最大潑變形竹量統(tǒng)居計數(shù)危據(jù)：波紋恒管最燃大變丟形量慌統(tǒng)計屈表

段號波紋最大管編號變形量（mm）123456W1<6W2<6<6W3<6<6<6W4<6<6<6<6W5<4<6<6<6<6W6<4<4<6<4<6<4W7<4<4<4<4<6<4W8<4<4<2<4<6<4W9<2<2<2<4<6<4W10<2<2<4<2<6<2W11<2<2<2<2<6<2W12<2<4<4<2<6<2通過婆這次QC活動哀，控債制了捆工程猛質量方，保滴證了獻工程憤進度已，提揀高了丙技術滋人員賊的業(yè)其務水欣平，膀增強務了自妹信心戒，達倒到了鳴本次QC活動皇的目緞標。2、社涉會效貿(mào)益在沒默有工行程先淹例，被沒有浮塑料家波紋鑄管國鑒家及水行業(yè)陜標準釣的情銅況下且，我磚們攻鍬克了吧大口染徑塑堆料波新紋管里在懸仍灌梁直混凝衫土施梨工中波，埋秧深較臉深的掃情況醫(yī)下，虎保持鉛不失賠穩(wěn)變連形的號難關溪，確謊保了珍工程醫(yī)的順絹利進濃展，拍得到居業(yè)主債、設失計、環(huán)監(jiān)理欣單位伐的一柔致好輪評。盒同時易，為零新工排藝——真空群壓漿揚技術勒的推帥廣掃項清了伍障礙句，也忌為今伙后類泡似工押程提和供了窯寶貴弟資料渣。九、漁鞏固扒措施1、加窯強對歡進場資塑料富波紋窯管的融質量捆監(jiān)控臟，確給保質拐量不撇出現(xiàn)娃滑坡旨現(xiàn)象室。要感求對析每批貧進場芹的塑胃料波檔紋管饑進行陽環(huán)向舍剛度蒼檢測晌，檢筍測值關≥12邪Kp