高速公路工程預制箱梁高低吊安裝專用吊具研發QC成果報告(14頁).pdf
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2024-07-09
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1、預預制箱梁高低吊安裝制箱梁高低吊安裝專專用吊具研用吊具研發發 甬臺溫4標QC小組一、工程概況一、工程概況甬臺溫高速公路復線溫州瑞安至蒼南段工程是甬臺溫高速公路復線的重要組成部分,起至瑞安市閣巷東,接甬臺溫高速公路復線溫州靈昆至閣巷段工程終點與溫州繞城高速公路西南線工程的閣巷樞紐,經平陽縣、跨鰲江至蒼南縣,終于浙閩交界的岱嶺隧道,與沙埕灣跨海通道工程(原福建省沈海高速公路擴建工程)相接,路線經平陽、蒼南2個縣,主線路線總長56.855km,連接路線長5.584km。本項目為甬臺溫高速公路復線溫州瑞安至蒼南段工程土建施工第4施工標段,起終點樁號為:K332+676-K338+226,主線全長5.52、5km。橋梁上部結構主要為預應力混凝土小箱梁,小箱梁高1.6m,長25-30m,重70-96t,共計1670片。目前,項目橋梁下部結構施工已進入尾聲階段,預制場迎來了生產高峰期,梁板的預制和安裝成為了項目的主要生產任務。二、二、QCQC小組簡介小組簡介表表2-12-1 QCQC小組簡介小組簡介小組名稱甬臺溫4標QC小組成立時間2017年5月1日課題名稱預制箱梁高低吊安裝專用吊具研發小組類型創新型組長范青武活動日期2017年5月-2017年9月注冊時間2017年5月1日課題注冊ZJJGQC2017-3-5小組注冊QC2017-3-5活動頻次3次/月,出勤率95%小組人數14人序號姓名性別年齡文化3、程度組內職務職稱小組分工TQC教育時間1男37本科顧問高級工程師技術顧問2男49本科顧問高級工程師技術顧問3男32本科組長工程師方案策劃4男41本科副組長高級工程師方案策劃5男32本科組員工程師方案策劃6男48本科組員工程師方案實施人均48學時7男29本科組員工程師方案實施8男28本科組員工程師實施總結9男24本科組員助理工程師實施總結制表:劉沁日期:2017年9月1日三、選題理由三、選題理由 1、問題的提出場地限制本項目預制場設置在全線中部位置,與標頭、標尾的距離較遠,相鄰的兩個標段下部施工開始較早,沒有場地地方政策本項目沿線村莊眾多,考慮到地方政策和紅線位置的制約 為減少土地征用,加快征地4、交付,充分利用項目施工工藝鑒于以上兩種原因,本項目所有的預制梁板只能采用高低吊的方法安裝(如下圖所示),但傳統的使用鋼絲安全因素本項目預制小箱梁數量較大,施工時梁板最大傾斜角度達到了12,雖然經計算鋼絲繩與梁板之間的摩擦力 圖圖3-13-1 高低吊施工步驟一高低吊施工步驟一 圖圖3-23-2 高低吊施工步驟高低吊施工步驟2 2 圖圖3-33-3 高低吊施工步驟三高低吊施工步驟三 圖圖3-43-4 高低吊施工步驟四高低吊施工步驟四預制箱梁高低吊施工工藝:在梁板架設施工時,運輸車將梁板運至安裝跨下方略微靠后的位置,由架橋機將梁板的兩端先同步提升至蓋梁底,梁板后端暫停提升,前端繼續提升至高于蓋梁頂,5、然后將梁板后端移出蓋梁垂直投影之外后繼續提升至高于蓋梁頂,最后定位、安放。2、課題確定由此可見,傳統的采用鋼絲繩兜底的梁板起吊、安裝方法無法滿足施工安全、標準化要求,項目部需要創新型的預制小箱梁吊具進行替代。因此本次QC活動的課題為:預制箱梁高低吊安裝專用吊具研發。四、設定目標四、設定目標 1、確定目標避免吊裝過程中鋼絲繩損傷梁板翼緣板,提高梁板安裝質量;確保梁板安裝施工安全,避免事故發生。2、確定目標值梁板安裝誤差符合設計及規范要求,梁板翼緣板損傷率降低至1%以下;安裝過程中的事故率控制為0%。3、目標可行性分析課題分析QC小組通過對首件安裝的25片梁板進行觀察后發現,其中兩片梁板的翼緣板存6、在損傷的情況,都是在吊裝過程中與鋼絲繩發生擠壓、摩擦造成的。目標分析預制箱梁的安裝工作將持續近一年半的時間,安裝數量為1670片,在高低吊專用吊具的研發過程中能夠提供足夠的樣本,積累經驗和數據,小組成員對于目標的實現有充足的信心。可行性分析參與本次研發的QC小組成員擁有豐富的施工經驗,理論水平較高、實踐能力較強,參加過多次QC小組技術攻關;目前,通過在鋼絲繩和梁體之間加墊鋼板可以減少翼緣板的損傷,通過控制好起吊的角度可以避免梁板滑移,因此經過設計優化后的吊具理論上能更好的解決這兩個問題;本項目為公司重點管控項目,在在人力、物力、財力上給予了很大支持。五、方案比選五、方案比選 1、方案的提出207、17年5月10日,QC小組成員圍繞課題和預定目標,結合現場實際情況召開討論會,集思廣益,運用“頭腦風暴法”,提出了3個具體實施方案。方案一:柔性框形吊具根據預制小箱梁圖紙設計尺寸截取兩段工字鋼,其中一段工字鋼長度比小箱梁頂板寬度略長,另一段長度比底板寬度略長,并在其頂面設置兩個突起用于梁板橫向限位,兩個突起之間設置一段橡膠防滑,兩端工字鋼兩邊各設置一個穿繩孔并用鋼絲繩將兩段工字鋼相連,鋼絲繩的長度以能使兩段工字鋼之間的間距略大于小箱梁高度為宜。結構特點:吊具頂部和底部采用剛性結構,中間以柔性的鋼絲繩相連接。工作原理:梁板運輸至安裝施工地點后,架橋機下放吊具,將吊具下層工字鋼從小箱梁底部穿過,連8、接鋼絲繩后起吊。此方案通過設置穿繩孔避免鋼絲繩與梁板接觸,通過使用工字鋼增大梁底與吊具的接觸面積增大摩擦,提高安全性。方案二:預埋鋼筋吊具小箱梁施工時,預先在其腹板中預埋圓鋼,并在頂部進行套絲。吊具橫梁為實心結構以保證其強度,并在相應位置開孔使得吊裝時小箱梁預埋的圓鋼能從中穿過,起吊前用螺母將梁板與吊具固定起來。結構特點:吊具全部采用剛性結構連接,能很好的保證連接的牢固度。工作原理:梁板運輸至安裝施工地點后,架橋機下放吊具,將箱梁預埋鋼筋穿入吊具的預留孔中,擰上螺母進行固定。此方案不使用鋼絲繩從而避免因鋼絲繩與梁板接觸造成翼緣板的損壞,通過與梁板的剛性連接防止滑移,提高安全性。方案三:剛性框形9、吊具吊具分上下兩個橫梁,中間由拉桿連接,所有連接部分均采用插銷。上橫梁略寬于小箱梁頂板,采用鉸接與架橋機吊鉤相接;下橫梁略寬于底板,頂面設置兩個突起用于梁板橫向限位,兩個突起之間設置一段橡膠防滑。結構特點:吊具全部采用剛性結構,并采用鉸接,能很好的保證吊具強度。工作原理:梁板運輸至安裝施工地點后,架橋機下放吊具,將吊具下橫梁從小箱梁底部穿過,連接拉桿后起吊。此方案通過固定拉桿位置避免與梁板接觸,通過下橫梁增大梁底與吊具的接觸面積增大摩擦,提高安全性。2、方案的選定表表5-15-1 方案比選方案比選編號名稱可實施性安全性施工質量成本優點綜合評價方案一柔性框形吊具1、吊具結構簡單,可自行加工2、吊10、具整體剛性不足,梁板與地面呈一定夾角后整體穩定性欠佳由于上下橫梁使用鋼絲繩連接,梁板與地面呈一定夾角后整體穩定性欠佳,依然存在滑移的風險通過穿繩孔使鋼絲繩與梁板分離,避免了翼緣板在吊裝過程中的損傷,但由于上、下橫梁采用柔性連接,平移時梁板可能產生晃動,從而影響安裝精度吊具結構最為簡單,加工也最方便,成本最低吊具結構簡單,成本低此方案雖然能有效避免梁板安裝過程中的損傷,但安全性方面的提升有限。不選方案二預埋鋼筋專用吊具1、吊具結構較為簡單,加工、使用方便2、為配合該吊具使用,須修改小箱梁設計,增加預埋鋼筋3、起吊后當梁板與地面呈一定夾角后,預埋鋼筋可能會彎曲,導致后續施工無法進行小箱梁通過預埋鋼11、筋和螺母與吊具剛性連接,整體穩定性好通過棄用鋼絲繩避免了梁板在吊裝過程中的損傷,但起吊后當梁板與地面呈一定夾角后,預埋鋼筋可能會彎曲,導致后續施工無法進行,梁板安裝精度不可控吊具結構雖較為簡單,但修改梁板設計后每片梁板須多預埋兩根圓鋼,綜合成本最高吊具結構較為簡單,使用最為方便此方案安全性較高,但成本最高,吊裝過程中預埋鋼筋可能產生變形,導致后續施工無法進行。不選方案三剛性框形吊具1、吊具結構較為復雜2、吊具使用過程中穩定性較好3、通用性強,無需修改小箱梁設計吊具整體采用鉸接,確保梁板吊裝穩定性通過施工拉桿連接上、下橫梁避免了梁板在吊裝過程中的損傷,整體采用鉸接,具有較好的剛度,能夠確保梁板安12、裝精度吊具結構雖較為復雜,前期定做投入較高,但后期使用和維護成本最低,綜合成本較低吊具通用性強,使用過程中穩定性好此方案通用性強,能夠兼顧梁板安裝施工過程中的安全與質量。選擇制表:劉沁日期:2017年9月1日 小組認為,從可實施性、安全性、施工質量、成本等方面分析,通過對三個方案的綜合比較分析,方案三更具優勢,因此,選定方案三為最佳方案。3、方案實施需要解決的問題六、制訂對策表六、制訂對策表序號方案要素對策目標措施地點完成時間負責人1確定整體布局方案召開QC小組會議,集體討論確定合理的吊具形式實地考察梁板各部尺寸和安裝施工現場情況會議室預制場2017-6-10范青武2具體圖紙設計由廠家負責主要13、設計工作設計符合本標段預制箱梁吊裝要求的吊具根據梁板各部尺寸畫出吊具各部的圖紙辦公室2017-6-11范青武3設計優化召開QC小組會議,設想使用過程中可能出現的問題,并有針對性的對圖紙進行優化確保吊具與梁板能夠適配吊具與梁板沖突的部位進行重新設計,并針對邊梁修改圖紙確保起吊時穩定會議室辦公室2017-6-20毛金龍4材料選購按設計圖紙確定吊具材料確保選購的材料滿足設計要求由主要設計人員對材料進行把關工廠2017-6-30段秀智5吊具制造按設計圖紙進行吊具的制造確保吊具符合設計要求吊具每個部分生產完成后由廠家進行檢驗工廠2017-7-10范青武6吊具測試將吊具運到施工現場進行測試測試吊具是否達到14、設計目標如出現問題,對照圖紙進行分析并查找原因施工現場2017-7-20毛金龍7效果評估、改進針對測試時遇到的問題進行分析,提出改進措施進一步提高配吊具的安全質量、兼容性和操作效率測試、發現問題、分析、改進,不斷循環直至達到設計目標辦公室施工現場2017-8-15范青武制表:劉沁日期:2017年9月1日七、按對策表實施七、按對策表實施 1、確定整體布局方案 由于采用的是高低吊的吊裝方式,傳統使用鋼絲繩兜梁底吊裝的方法使用兩條鋼絲繩分別固定在梁板兩端,為最大限度兼容現有設備,預制箱梁高低吊安裝專用吊具共有兩套,分別用于梁板固定兩端。圖圖7-17-1 吊具整體布局方案吊具整體布局方案 實施結果:經15、過現場考察,在檢查了現有機具后表明此整體布局方案科學合理,無需對現有設備進行改裝即可使用。2、具體圖紙設計 確定整體布局方案后,由QC小組組長范青武聯系廠家代表,通過翻閱圖紙、現場考察,確定了我標段預制箱梁的各部尺寸,為吊具的具體設計做好了充分的準備。經過一個星期的努力,繪制出了具體圖紙。圖圖7-27-2 吊具圖紙設計吊具圖紙設計如上圖所示,吊具主要由底梁、上吊梁和拉板裝置組成,底梁上設置兩道突起用于梁板的橫向限位,上吊梁通過插銷與架橋機吊鉤鉸接,以確保梁板與地面有夾角時架橋機的鋼絲繩和吊鉤能始終處于垂直狀態。梁板放置在上吊梁和底梁之間,通過上吊梁上的手動頂緊裝置固定牢固,手動頂緊裝置采用旋擰16、式,上吊梁預留孔位內部設置螺紋,頂緊桿使用螺桿,底部采用橡膠防滑材料。使用時,架橋機將吊具下放至地面,拆除底梁上的兩個銷軸,待梁板運輸到位后,將底梁從梁板底下穿過,再安裝好銷軸,最后人工將上吊梁上的頂緊裝置擰到位,完成梁板的固定并起吊。實施結果:底梁、上吊梁均有梁板限位裝置,極大的提高了梁板起吊時的穩定性,使用拉板裝置連接避免了梁板在起吊時的損傷,本課題制定的安全、質量兩大目標得以實現。3、設計優化 由于邊梁與中梁兩側翼緣板長度不同,在起吊邊梁時拉板裝置會與翼緣板發生沖突,無法將梁板放入吊具內。圖圖7-37-3 邊梁吊具圖紙設計邊梁吊具圖紙設計圖圖7-57-5 吊具實物圖吊具實物圖為了兼容左邊17、梁和右邊梁,上吊梁外側增加了兩個拉板裝置固定孔位,使邊梁翼緣板與拉板裝置保持一定距離,同時確保梁板重心與架橋機鋼絲繩重合,保證起吊平穩。實施結果:通過設計優化,預制箱梁高低吊安裝專用吊具能夠滿足我標段各種規格預制箱梁的吊裝需求。4、材料選購經受力驗算,吊具部分結構的最大應力超過了205MPa,超過了Q235鋼材的承載力,因此主結構的材料均采用Q345B鋼材,其力學性能及規范如下:表表7-17-1 Q345BQ345B鋼材力學性能表鋼材力學性能表(GB/T1591-1994)(GB/T1591-1994)力學性能屈服點s/MPa沖劑吸收功(縱向)Akv/J厚度(直徑、邊長)/mm鋼號質量等級1618、1635355050100抗拉強度b/MPa伸長率5/MPa+200Q345B3453252952754706302134 實施結果:選用的Q345B鋼材力學性能能夠滿足設計和使用需求。5、吊具制造 吊具制造由廠家負責,QC小組組長范青武全程與廠家代表進行溝通并負責制造完成后的成品檢驗。實施結果:吊具各部尺寸符合圖紙設計要求。6、吊具測試 圖圖7-67-6 吊具測試吊具測試2017年7月19日吊具進場,20日進行了測試。運梁車將梁板運至安裝跨處并略微靠后,使梁板前端處于蓋梁投影之外,安裝專用吊具后起吊,先同步提升至接近蓋梁底,梁板后端暫停提升,前端繼續提升,直至梁板前端底部高于蓋梁頂部后,將梁19、板前移,梁板后端移出蓋梁垂直投影之外后再繼續提升,直至高于蓋梁頂部后調整位置并下放至支座上。實施結果:吊具基本能夠滿足梁板吊裝需求。7、效果評估、改進 在吊具測試時,小組成員發現上吊梁上的手動頂緊裝置與梁板頂部的負彎矩張拉槽存在沖突,實際操作中裝置位于張拉槽口邊緣,影響固定效果。在與廠家溝通后調整了手動頂緊裝置的位置,改善了吊具的兼容性,提高了操作效率。實施結果:吊具的安全、質量、兼容性和操作效率達到設計目標。八、效果檢查八、效果檢查通過QC小組兩個多月的不懈努力,預制箱梁高低吊安裝專用吊具研發成功。該吊具成功應用于甬臺溫高速公路復線溫州瑞安至蒼南段工程土建施工第4施工標段梁板安裝施工中,實踐20、證明該吊具具有安全性高、兼容性好的優點,降低了翼緣板損傷率,提高了梁板安裝施工質量,確保了施工安全。1、預制小箱梁翼緣板損傷率通過底梁、上吊梁、拉板裝置連接的設計,摒棄了鋼絲繩的使用,通過插銷鉸接的方式給梁板起吊時預留了足夠的空間,避免了梁板在吊裝過程中損傷。2、梁板安裝施工安全情況 自預制箱梁高低吊安裝專用吊具使用以來,梁板安裝現場安全情況良好,未發生一起安全責任事故。九、標準化九、標準化1、標準化預制箱梁高低吊安裝專用吊具的研發,使得梁板安裝施工更為安全、經濟和高效,同時也為施工質量的提高起到了促進作用。我們將QC小組活動成果中的照片和圖紙進行整理,上報公司進行備案,并編寫預制箱梁高低吊安21、裝專用吊具施工作業指導書,以便此配吊具進行標準化應用。2、標準實施 項目部將預制箱梁高低吊安裝專用吊具投入到全線的梁板安裝施工中,大大提高了施工質量,確保了梁板安裝施工安全,截止至目前,未發生過一起安全質量事故。十、總結與今后打算十、總結與今后打算通過本次QC小組活動,小組成員對梁板高低吊安裝施工工藝有了更深入的了解,創新意識得到了大大增強,分析解決問題的能力有明顯的提高,小組活動過程中各小組成員的團隊精神和合作意識得到了培養。本次QC小組活動的成果預制箱梁高低吊安裝專用吊具,在實際使用中達到了預定目標。在后續改進的過程中,小組成員也意識到吊具前期設計上的缺陷可以通過翻閱圖紙、細致考慮而避免,為今后的創新型課題研究積累了經驗。表表10-110-1 活動前后綜合素質評價表活動前后綜合素質評價表序號自評項目活動前活動后1團隊精神70802創新意識75903個人能力65804質量意識80905解決問題能力75856QC知識7090 今后打算:本項目主體工程以橋梁為主,隨著梁板預制施工進入高峰期,為提高預制場施工安全質量,加快施工進度,本小組將以“分離式智能語音配電箱”為研究方向,為公司的發展做出更大的貢獻。