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1、研發可行走式鋼桁架移動操作平臺 中建八局第四建設有限公司 德州萬達“筑夢人”QC小組一、課題概況1.1工程概況建設單位：德州萬達廣場投資有限公司總包單位：中建八局第四建設有限公司德州萬達廣場D區大商業購物中心位于德州市德城區湖濱南大道，總建筑面積約為17萬平方米，建筑總高度為17.45m（屋面女兒墻結構頂標高）。是一座及購物、餐飲、娛樂及電影院的綜合性商業建筑。“U”字型的步行街將裙房劃分為兩部分，步行街上空為鋼結構采光頂，采光頂區域共分為五個部分，分別由直徑為30.27m圓形采光頂，軸長A15.1m/B21.1m的橢圓形采光頂，寬度分別為12.194m、11.6m、10.8m的S型采光頂組成2、.。圖1 德州萬達廣場購物中心 本工程為大型綜合購物中心，室內安裝工程、精裝工程等分項工程較多，屋面能否及時形成封閉將直接影響室內工程的進度，而且萬達工程竣工即開業，有大量小業主的精裝已簽訂進場日期，整體工期十分緊張。 二、小組概況萬達工程的工期業內有口皆碑，德州萬達廣場購物中心做為德州地區最大的商業中心備受矚目，能否順利開業影響較大。為此項目部對采光頂的工期節點及質量非常重視，為了解決施工進度及安全問題，提高施工的工效，本項目部成立技術攻關QC小組，小組成立后，展開了多次QC課題攻關的群眾質量管理活動。本次活動期限從2014年8月15日至2015年5月10日。小組情況詳見小組成員概況表：表13、 小組成員概況表 課題名稱研發可行走式鋼桁架移動操作平臺小組名稱德州萬達“筑夢人”QC小組成立時間2014.3小組注冊時間2014.3小組注冊號CSCEC84-2015-036活動時間2014.8-2015.5課題注冊時間2014.3課題注冊號課題類型創新型小組格言 ：中國夢、科技夢、八局夢成員情況及責任分工序號姓名性別年齡學歷職 稱組內分工職 責QC知識教育、培訓情況1肖仕浪男30本科高級工程師組長技術指導均參加QC專業知識培訓,平均受教育時間36小時以上。2李朝鵬男28大專工程師副組長方案實施、改進3馬紅強男27碩士工程師組員方案實施、改進4王 杰男27本科工程師組員方案實施、檢查5林 森4、 男27本科工程師組員方案實施、協調6俞家斌 男27本科工程師組員方案實施、協調7周露平男27本科工程師組員方案實施、協調8韓明鈺男27本科工程師組員方案實施、協調9葉 輝男27本科工程師組員資料整理10戴子明男27本科工程師組員資料整理制表：李朝鵬 日期：2014.8.5三、選題理由 企業目標：科技創新促進勞動效率，降低勞動成本，實現八局夢、科技夢；工期要求：提高鋼結構安裝施工進度，不影響精裝提前插入，確保總工期綠色施工：減少用鋼量及木架板，避免產生垃圾，清理簡便選定課題：可行走式鋼桁架移動操作平臺四、設定目標1、成本節約目標：周轉材料成本、勞動力成本綜合節約50%以上。2、工期目標：提高作5、業環境安全，加快施工進度，節點工期提前20天以上。五、提出方案并確定（一）提出方案及分析我們小組成員組織召開討論會，針對目前采光頂施工中存在的安全和效率低問題，進行分析討論，小組成員提出了如下幾種可供選擇的方案：方案1：采用門式腳手架代替普通腳手架。 方案2：采用懸空架體，采用工字鋼做為支撐點在三層搭設架體。方案3：尋求開發一種可行走移動的安全操作平臺。方案1 門式腳手架優缺點分析序號項目 分析 優點 不足 1 安全性 相比普通鋼管腳手架安全性較高，頂部鋪設腳手板，基本全封閉，安全可靠。 1）操作人員安全性有所提高； 2）成本增加不多。 3）相較于鋼管腳手架搭設工期相對減少1）仍然需要進行落地6、滿搭，占用施工作業面較大； 2）勞動效率沒有改變，不經濟。 2 適用性 比鋼管腳手架搭設方便，不影響鋼結構吊裝施工，但影響底部作業3 經濟性 腳手架、架板需要租賃費用較大增加 4 勞動效率 勞動效率效率較低 制表：葉 輝 日期：2014年8月20日方案2 型鋼懸空腳手架優缺點分析序號 項目 分析 優點 不足 1 安全性 頂部鋪設腳手板，基本全封閉，但擾動較大。1）安全性較高； 2）勞動效率較方案一有所提高。 1）型鋼加工量較大； 2）勞動效率有所改變，但仍不經濟；3）需在三層設置三道錨固點，影響三層施工作業；2 適用性 圓形直徑較大，型鋼長度不夠，圓心處需設置落地架，僅可用于S型采光頂3 經濟7、性 需采購型鋼數量較多，投入較大 4 勞動效率 勞動效率提高一些 制表：葉 輝 日期：2014年8月20日方案3 優缺點分析序號項目分析優點不足1安全性能保證施工過程中的安全可靠1）加工安裝周期短方便快捷； 2）適用性較強，且材料可周轉重復利用；3）勞動效率大大提高1）仍需購買材料一次性投入較大；2）技術要求高，難度大，無參考案例2適用性適用性較強3經濟性操作平臺成本增加不多，且可周轉使用4勞動效率操作人員無須上下操作平臺，勞動效率提高較多制表：葉 輝 日期：2014年8月20日（二）確定最佳方案針對以上3個方案的分析，我們分別從安全性、適用性、經濟性、勞動效率等四個方面采用加權評分法對3個方8、案進行評估，權重和為10，各項目分配分均為10，小組成員對各方案、各項目進行打分，匯總后如下表所示： 方案綜合評估表序號項目權數方案一方案二方案三落地門式腳手架分配分實得分型鋼懸空腳手架分配分實得分行走式移動鋼桁架操作平臺分配分實得分1安全性3較低106較低107高10102適用性2范圍較小106 范圍廣1010范圍較廣1083經濟性2不經濟105較經濟107較經濟1094勞動效率3低105較高107高1010綜合得分3*6+2*6+2*5+3*5=553*7+2*10+2*7+3*7=763*10+2*8+2*9+3*10=94制表：葉 輝 日期：2014年8月21日通過評估表可以看出方案三9、綜合得分最高，因此確定方案三為最佳方案。（三）最佳方案施工工藝流程 圖2 施工方案工藝流程圖（四）最佳方案關鍵裝置及原理 方案3 關鍵裝置就是利用塔吊中心旋轉基座的裝置，將兩端鋼桁架連接在基座之上，鋼桁架與混凝土結構挑板接觸點安裝一組萬向輪。原理通過本操作平臺中心絞盤基座為圓心，萬向輪做行走移動，實現鋼結構安裝焊接只須根據施工部位進行移動，大大加快了施工進度。具體構造詳見下面的構造詳圖：圖3 中心絞盤連接基座 圖4 單軸向示意圖 圖5 行走節點詳圖六、制定對策 針對行走式鋼桁架操作移動平臺實施方案：即采用中心旋轉裝置和行走裝置，實現鋼桁架操作平臺的移動使用。但實際使用及加工中質量控制存在如下問10、題：橢圓長短軸調節問題、萬向輪行走限位問題、中間絞盤塔身底座問題。針對上述問題按照5W1H原則制訂相應對策，具體詳見對策表。序號方 案要 素對 策（What）目 標（Why）措 施（How）地 點(Where)完成時間(When)負責人(Who)1橢圓長短軸問題采用伸縮式桁架伸縮長度5.86.2m1）采用桁架。 2）確定可以改進的地方。3）增加伸縮承插限位點 4）專家論證及加強操作人員使用交底 現場 會議室2014.10.5林森2萬向輪行走及限位增加行走輪的限位措施吊桿安裝完成后，吊桿安裝緊固裝置方便脫離1）挑檐端部設置100100角鋼做限位 2）萬向輪處增加4組M25絲腿，就位后進行頂升固定11、。3）定型吊桿安裝緊固裝置的螺帽套。現場辦公室2014.10.15王杰3塔身底座采用加大底座使塔身無明顯晃動1）進行詳細的崗前技術交底。 2）做好復核計算。 3）做好測量定位復驗工作確保測量放線正確性。辦公室現場2014.10.10馬紅強表2 對策表制表： 葉 輝 日期：2014年9月10日七、對策實施實施一：橢圓長短軸問題控，小組成員采取了如下四項措施：措施1：采用可伸縮式桁架小組成員召開研討會，對橢圓位置進行分析討論，形成統一意見，決定采取承插伸縮式組合桁架；當伸縮最小距離大于6.2m時易從檐板滑落，為保證安全根據橢圓形采光頂結構長短軸，確定伸縮長度限制在5.86m，直接在桁架承插處設置限12、位點和插銷。措施2：確定可改進的方面根據研討會意見，小組成員確定操作平臺可以改進地方，整理出三大條，7小條問題，形成具體改進措施。 措施3：增設伸縮承插限位裝置根據按照可改進的方面，在桁架連接上采用可調整承插式連接方式，保證調整長度在66.2m。 措施4：專家論證及加強操作人員使用交底對整體方案進行專家論證，安裝作業前對操作人員進行技術交底，并形成文字交底記錄作備案。實施效果：通過上述對策的實施，安裝人員在加工過程中根據新調整方案進行改進，可以進行伸縮操作，實施二：針對萬向輪行走及限位。措施1：挑檐端部設置角鋼做限位QC小組成員在施工現場選用在檐板的端部位置固定角鋼做為限位裝置，角鋼寬度為萬向13、輪直徑二分之一，規格1001005，膨脹栓規格12，如下圖所示： 圖6 檐板結構大樣圖 圖7 角鋼節點大樣圖措施2：萬向輪增加頂升絲腿，就位后進行頂升固定 根據現場試驗采用在萬向輪上安裝剎車片難以百分百保證作業時桁架不移動，小組根據千斤頂原理采用大直徑絲腿做為頂升裝置，就位后絲腿放下頂升使萬向輪懸空無法移動。根據桁架重量及整體穩定性采用四根直徑為25的絲腿為一組，具體情況如下圖： 圖8 限位頂升底板 圖9頂升裝置詳圖措施3：進行詳細的崗前技術交底因為此類平臺為第一次使用，相關人員缺乏使用經驗，項目部從安全操作及技術使用方面對操作工人進行全方面的詳細交底及培訓，指定相應操作規章制度及方法，。 圖14、10 圓形采光頂行走效果圖11 圓形采光頂整體應用效果實施效果：通過上述措施的實施，確保了萬向輪使用過程中的脫軌和定位問題，限位及頂升裝置安全可靠。實施三：針對塔身底座穩定性問題，小組成員進行了探討，總結出如下三項措施。措施1：進行詳細的崗前技術交底施工作業前，對作業班組成員做好詳細的技術交底，對施工質量控制重點在交底中集中闡述，并成交底記錄。 措施2：做好復核計算負一層頂板結構梁最小截面250550，混凝土強度等級為C35，板配筋12150，活荷載承載力15KN/，經嚴格計算，底部采用長9m長，250250方鋼做為塔身底座可滿足使用要求，計算簡圖如下： 圖12 板彎矩圖 圖13 荷載分布圖 15、圖14 裂縫分析圖措施3：做好測量定位復驗工作確保測量放線正確性測量定位的精確性，直接決定操作平臺安裝的正確性，如果中心絞盤無法居中定位，移動操作時就不能滿足施工要求，且易造成安全事故，基座安裝定位前必須做好測量定位工作復驗，將每根基座方鋼管的尺寸進行彈線定位，尤其是基座絞盤中心點定位。下面是具體實施的一些照片：圖15 塔身底座現場安裝示意圖實施的效果：方鋼塔身底座安全可靠，上部操作無明顯晃動，全部安裝完成后檢查板面未出現裂縫。現場安裝調試完成后項目部對方案組織進行內部評審及專家論證，進一步分析確認方案的可實施性及安全保證，論證結果專家對此方案一致通過，并受到當地專家及同行們好評，圖16 項目16、內部評審會 圖17 專家論證會 圖18 鋼平臺施工方案 圖19 專家論證驗收意見八、實施效果檢查 1、可行走鋼桁架移動操作平臺工效對比分析 由于采用新型操作平臺，整個項目采光頂安裝施工工期從原來計劃期120天，縮短到85天，且玻璃安裝時仍可繼續使用，采光頂步行街安裝工人勞動強度減輕一半多，勞動生產率提高近1.7倍。人工成本節約分析： 1、作業人員投入：架子工：20人，搭設12天，拆除13天；20020（12+13）=10萬元電焊工（組裝加工、拆除）：10人，加工8天，拆除7天；20010（8+7）=3萬元安裝工，5個人一組，5組人員，整個項目需要安裝完成需要120天。 傳統勞動力成本：200元17、/工日5工/組5組120日=60萬元 采用新技術，5個人一組，4組人員，整個項目吊桿安裝工期：85天。 新技術勞動力成本：200元/工日5工/組4組85日=34萬元 節約勞動力成本= （60-34）+（10-3）=33萬元 2、材料成本節約分析：落地腳手架:180萬米0.03元90天=486萬元自行采購費用（方鋼管、塔吊節、基座、桁架）：25萬元節約周轉材料=486-25=461萬元3、實際節約成本（未包含管理費）：（10+60+486）-（3+34+25）=494萬元整體成本節約率：100%=88.8% 50%（成本節約目標） 工期縮短：120-85=3520（工期縮短目標）完全滿足成本節約18、的目標！2、安全效益采用新型操作平臺，避免了大型超高落地腳手架的搭設，提高現場文明施工、操作簡便，大大降低了操作人員的勞動強度，避免了重大危險源風險，且操作人員勞動條件更加安全。該操作平臺安全可靠，滿足了安全目標要求！3、社會效益新型操作平臺技術操作創新在德州萬達項目上成功實踐，取得良好社會效果，本方案獲得了當地同行及專家的一致好評，在當地同行中的技術水平獲得良好口碑，具有很大的行業推廣價值；本操作平臺具有施工簡便、現場安裝難度小、更安全可靠、工效高等多方面的優勢，也減少了鋼材和木材的直接損耗，符合綠色施工要求，社會經濟效益顯著，受到社會各界的好評在采光頂施工領域具有相當廣闊應用前景。九、標準19、化組織QC小組骨干撰寫技術論文，編寫總結可旋轉式行走鋼桁架操作平臺可行走式鋼桁架移動操作平臺實用新型專利兩項，上報公司科技質量部申請國家實用新型專利，并總結形成工法，于2016年申報省級工法。十、總結和打算1、總結可行走式鋼桁架移動操作平臺是開創性的技術革新，它開創了采光頂施工脫離常用的落地腳手架操作平臺的先河。與傳統施工方法相比，具有施工簡便、現場安裝難度小、更安全可靠、工效高等多方面的優勢，社會經濟效益顯著，受到社會各界的好評，在采光頂、鋼結構安裝施工領域具有相當廣闊應用前景。通過本次QC小組活動，激發了小組成員的創造性思維，提高了小組人員的技術創新素質，取得良好的效果。同時小組成員在諸如：團隊精神、創新意識、質量意識、進取精神、工作熱情和干勁及QC工具運用技巧方面得到較大的提升，具體詳見下面綜合素質評價雷達圖。2、下一步打算通過本次QC活動的成功實施，我們將繼續組織小組成員，積極開展科技創新活動，將創新技術應用到工程實踐中去，提高工作效率，降低施工成本，進一步提高項目科技創新水平。我們小組下一步將以“研發混凝土及砂漿試塊管理系統”為課題，解決目前試塊管理不規范、統計復雜等一系列系統性技術難題。