速接架橫桿插銷構造創(chuàng)新——錫山三建

1、速接架橫桿插銷構造創(chuàng)新小組名稱：速接架QC小組 二00九年三月速接架橫桿插銷構造創(chuàng)新速接架橫桿插銷現(xiàn)狀QC小組簡介 選擇課題 設定課題目標及可行性分析 提出方案，確定最佳方案 實現(xiàn)最佳方案需要解決的問題 確定對策 對策實施 總體效果檢查 總結及鞏固措施 體會及今后打算 一、速接架橫桿插銷構造現(xiàn)狀速接架，主要用于模板支撐架、外墻腳手架、操作平臺以及舞臺架等臨時結構支撐，其橫桿插銷采用鑄鋼鑄造，插銷中間設置凹槽，斷面呈“I”形，整個插銷形狀近似梯形。插銷銷緊后，具備一定自鎖性能。但是受到振動荷載作用時，未銷緊插銷存在跳脫的可能性，存在一定安全隱患。原插銷以及與扣接頭組合 圖一二、QC小組簡介QC小

2、組曾多次參加QC小組活動，2007年度活動課題為速接新型模板支撐體系搭設工藝創(chuàng)新，獲得江蘇省QC成果二等獎；2008年度活動課題為超長懸挑大截面梁高支撐技術攻關，獲得全國QC成果優(yōu)秀獎。 小組名稱速接架QC小組課題類型創(chuàng)新型小組注冊號SJ-05-08注冊時間2005-0708年注冊號SJ-0801課題登記號QC-0801課 題速接架橫桿插銷構造創(chuàng)新TQC教育人均40學時以上小組計劃活動時間2008-72008-12小組計劃活動次數(shù)24小組簡介 表一 二、QC小組簡介序號姓名性別年齡學歷職務小組職務1錢新華男32本科總經理組長、全面負責2錢志峰男34大專工程部經理副組長、協(xié)助組長3沈高傳男28本

3、科技術負責人副組長、編制發(fā)布4鄒 明男47本科總工程師技術顧問5徐 舟男27本科技術員組員、現(xiàn)場指導施工6陳錫清男45大專技術員材料采購、插銷試制7嚴曉風女34大專管理部經理組員、數(shù)據(jù)統(tǒng)計8朱唯玲女27大專會 計組員、財務分析9胡 明男29大專質量員質量控制、數(shù)據(jù)統(tǒng)計10辛可偉男28大專安全員安全管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計11顧孝忠男47初中班 長組員、施工12辛 海男30高中工 人組員、施工QC小組成員表 表二三、選擇課題 問題提出工程實際應用中，橫桿插銷在未銷緊的情況下，存在發(fā)生跳脫的可能性，從而使得節(jié)點首先失穩(wěn)，最終架體失穩(wěn)。 項目部正在施工的無錫錫山科技創(chuàng)業(yè)中心，是公司爭創(chuàng)國優(yōu)的目標工程。本工程有

4、多處屬于高支模范圍，其中以主樓轉換層12003400轉換大梁和副樓4002000大梁結構支撐為典型，為了確保本工程以及其它工程所用速接架支撐結構安全，從而對架體節(jié)點提出了具體要求：在正常情況下，架體節(jié)點必須安全。三、選擇課題 問題分析 荷載作用方面：支撐架整體穩(wěn)定性和承載力，很大程度上取決于架體節(jié)點剛度，而節(jié)點剛度又直接取決于插銷銷緊程度。施工管理方面：現(xiàn)階段工人的施工素質普遍較低、項目質檢部門自檢以及現(xiàn)場監(jiān)理工程師驗收時，多多少少存在“不全面、不到位”情況，因而大大增加了安全隱患。 三、選擇課題 課題確定 橫桿插銷在未銷緊的情況下，有可能發(fā)生跳脫，但是完全可以通過施工過程中對各階段進行檢查和

5、驗收的管理手段,來避免這種可能性的發(fā)生。再則，通過采取產品構造開發(fā)創(chuàng)新來解決產品本身的不足，以及彌補管理性問題就顯得很有必要。因此，QC小組將QC課題定為:速接架橫桿插銷構造創(chuàng)新四、設定課題目標及可行性分析 設定課題目標 目標：提高插銷自鎖能力，從而保證架體節(jié)點和整架的穩(wěn)定性、安全性。目標值：橫桿插銷在正常擊緊23下的條件下的抗拔力不低于200；橫桿插銷未銷緊時的抗拔力不低于50；橫桿插銷松動時，具有合理、有效的抗跳脫構造設計；四、設定課題目標及可行性分析 可行性分析 有利條件：小組成員參加過多次QC小組活動，創(chuàng)新能力強，綜合素質好 。具有產品開發(fā)創(chuàng)新能力無錫速接系統(tǒng)模板有限公司，專業(yè)從事速接

6、架系列產品的開發(fā)和應用，且與東南大學長期合作，具備強有力的理論、技術后盾和權威結構實驗室；建設部已將新模板支撐技術作為十項新技術之一；創(chuàng)新載體之一“無錫錫山科技創(chuàng)業(yè)中心”，是爭創(chuàng)國優(yōu)的目標工程，公司非常重視。 四、設定課題目標及可行性分析 可行性分析 難點：無類似產品借鑒。國內類似產品如圓盤式、香蕉式以及菊花型腳手架等，其插銷自鎖性能，都遠不如速接架現(xiàn)有插銷的自鎖性能。 速接架橫桿插銷采用鑄鋼鑄造，試件開模具周期較長、費用較高，公司批準速接架橫桿插銷開發(fā)經費僅有10000元。 結論：通過對有利條件和難點進行分析，相信通過全體QC小組成員共同努力，設定目標及目標值一定能夠實現(xiàn)。五、提出方案，確定

7、最佳方案 方案提出 小組成員圍繞本課題，展開了市場調查，集思廣益對橫桿自鎖進行了多次討論，歸納出三種方案，見表二：方案表 表二 方案方案名稱提出人方案一扣接頭構造創(chuàng)新陳錫清方案二插銷中腹板處開一個抗跳脫銷孔錢新華方案三速接架橫桿插銷構造創(chuàng)新沈高傳五、提出方案，確定最佳方案 方案分析、評估及選定 評分標準，見表三：評分標準 表三 項目（結構、適用性、難易、成本、工期）很好好一般差5432五、提出方案，確定最佳方案 方案分析、評估及選定 方案分析、評估及選定表 見表四：方案分析、評估及選定表 表四 類型方案分析方案評估內容綜合得分方案選定開發(fā)難度試件難度制作時間施工工序成本高低方案一1、試件種類多

8、，開發(fā)難度較大；2、試件成本較高；3、試件制作時間較長；4、試件力學分析難度大、力學實驗復雜5、未增加施工工序。3324416不選五、提出方案，確定最佳方案 方案分析、評估及選定 續(xù)表四 類型方案分析方案評估內容綜合得分方案選定開發(fā)難度試件難度制作時間施工工序成本高低方案二1、試件單一、簡便；2、只需在原插銷沖一貫穿圓孔以及配一銷桿，試件成本低；3、試件制作時間短，銷桿購買方便；4、試件力學分析簡單，力學實驗簡單，插銷有效截面面積減小，抵抗外力作用能力大大降低；5、增加施工工序，降低施工效率，提高施工成本。5553422可選方案三1、試件制作單一、簡便；2、試件成本低；3、試件采用線切割等工藝

9、制作，制作時間短；4、試件力學分析簡單，力學實驗簡單，抵抗外力作用能力強；5、未增加施工工序。4555423選定五、提出方案，確定最佳方案 確定最佳方案 經過綜合評估，第三種方案綜合得分最高，得分為23，故QC小組認定最佳方案為第三種方案，即：速接架橫桿插銷構造創(chuàng)新 六、實現(xiàn)最佳方案需要解決的問題 需要解決的問題 試件材料選擇；確定橫桿插銷銷緊后的臨界自鎖狀態(tài)；橫桿插銷下端構造創(chuàng)新，確保插銷未銷緊時不發(fā)生跳脫；橫桿插銷試件自鎖能力驗證。六、實現(xiàn)最佳方案需要解決的問題 根據(jù)需要解決的問題，進行討論、分析，研究決定如下：試件材料選擇 QC小組針對試件材料選擇，共提出三種可供選擇的方案，詳見下圖二。

10、橫桿插銷試件材料選擇方案 結合原插銷，利用高溫直接制作 采用鑄鋼，進行鑄造制作采用鋼板，進行機械加工制作試件材料方案選擇圖 圖二 六、實現(xiàn)最佳方案需要解決的問題試件材料選擇QC小組針對三種方案，進行了充分討論和試驗分析，試驗分析情況詳見下表五： 方案試驗測算特 點分析結論結合原插銷，利用高溫，直接制作1、試件原料購買簡便；2、試件加工工藝復雜； 3、試件制作設備要求高；4、試件制作成本較高。優(yōu)點：1、試件原料充足；缺點：1、公司及無錫地區(qū)試件制作設備非常少；2、試件制作綜合成本較高。缺少相應制作設備，綜合成本較高。采用鑄鋼，進行鑄造制作1、試件原料購買簡便；2、試件制作廠家多；3、試件制作設備

11、要求高； 4、試件制作成本高。優(yōu)點：1、制作廠家和原料充足；2、試件制作質量高。缺點：1、試件模具制作費用高；2、試件制作周期長；3、試件制作綜合成本高。制作廠家多，綜合成本高。橫桿插銷材料選擇方案試驗分析表 表五六、實現(xiàn)最佳方案需要解決的問題試件材料選擇方案試驗測算特 點分析結論采用鋼板，進行機械加工制作。1、試件原料購買簡便；2、試件制作廠家較多；3、試件制作設備很普遍； 4、試件制作成本較低。優(yōu)點：1、制作廠家較多；2、試件制作周期短；3、試件制作綜合成本較低。缺點：1、試件材料不是最終產品材料，動摩擦系數(shù)偏小。制作廠家較多，綜合成本較低。續(xù)表五 通過對橫桿插銷材料選擇方案試驗、對比和分

12、析后，QC小組一致認定最終可行方案為第三種方案，即：采用鋼板，進行機械加工制作六、實現(xiàn)最佳方案需要解決的問題 橫桿插銷銷緊后的臨界自鎖確認方案選擇 針對如何確認橫桿銷緊后是否具備自鎖功能，共提出三種可供選擇的方案，詳見圖三 臨界自鎖確認方案選擇圖 圖三 橫桿插銷銷緊后的臨界自鎖確認方案撒網式制作多種摩擦角度插銷，再分別通過實驗室試驗分析確定增加插銷與扣接頭接觸受力處的粗糙程度，來增加受力處的滑動摩擦系數(shù)從力學理論計算分析發(fā)，計算出自鎖臨界狀態(tài)時的滑動摩擦角度六、實現(xiàn)最佳方案需要解決的問題 橫桿插銷銷緊后的臨界自鎖確認方案選擇 QC小組針對三種方案，進行了充分討論和試驗分析，試驗分析結果詳見表六

13、 橫桿插銷銷緊后具備自鎖功能確定方案試驗分析表 表六方案試驗測算特 點分析結論撒網式制作多種摩擦角度插銷，再分別通過試驗分析確定1、試件制作圖紙繪制簡單；2、試件制作可操作性強； 3、試件不經過力學分析，盲目性較高；3、試件試驗分析簡單。優(yōu)點：1、根據(jù)試件圖紙，制作簡便；2、試驗分析簡單。缺點：1、盲目性較高，操作性差；2、試件制作圖紙量大；3、制作試件量較多；4、試件試驗量非常大；5、試件制作綜合成本較高。盲目性高，操作性差，綜合成本較高。六、實現(xiàn)最佳方案需要解決的問題 橫桿插銷銷緊后的臨界自鎖確認方案選擇 續(xù)表六方案試驗測算特 點分析結論增加插銷與扣接頭接觸受力處的粗糙程度，來增加受力處的

14、滑動摩擦系數(shù)1、圖紙繪制難度大；2、制作可操作性較差；3、力學分析復雜； 4、試驗分析簡單。優(yōu)點：1、試驗分析簡單；2、試件制作量少；3、針對性強。缺點：1、試件制作難度大；2、試件圖紙繪制難度大；3、摩擦面材料要求高；4、試件制作綜合成本較高。針對性強，操作性差，綜合成本較高。從力學理論計算分析發(fā)，計算出自鎖臨界狀態(tài)時的滑動摩擦系數(shù)1、試件圖紙繪制簡單；2、試件制作可操作性強； 3、力學分析復雜； 4、試驗分析簡單。優(yōu)點：1、試驗分析簡單；2、試件圖紙繪制難度??；3、試件制作簡單、量少；4、針對性強，可操作性強；5、試件制作綜合成本低。缺點：1、力學分析復雜。針對性強，操作性強，綜合成本低。

15、六、實現(xiàn)最佳方案需要解決的問題 橫桿插銷銷緊后的臨界自鎖確認方案選擇 通過對橫桿插銷銷緊后具備自鎖功能確定方案的試驗、對比和分析后，QC小組一致認定最終可行方案為: “從力學理論計算分析出發(fā)，計算出自鎖臨界狀態(tài)時的滑動摩擦角度”六、實現(xiàn)最佳方案需要解決的問題 橫桿插銷下端構造創(chuàng)新方案確定 從力學理論計算分析出發(fā)，計算出自鎖臨界狀態(tài)時的滑動摩擦角度，從理論解決橫桿插銷銷緊后具備自鎖功能的要求，但是為了實現(xiàn)橫桿插銷即使未銷緊，在正常施工條件下，也不會發(fā)生跳脫。QC小組進行反復討論，最終達成如下意見：在滿足自鎖角的前提下，將橫桿插銷下端設計成弧形彎鉤，采用電腦CAD模擬實物，以確定彎鉤段以及導軌構造

16、尺寸。六、實現(xiàn)最佳方案需要解決的問題 橫桿插銷試件自鎖能力驗證 為了杜絕因橫桿插銷未銷緊造成的安全隱患，以及驗證理論計算分析與實際事實是否存在不利的差別，確保橫桿插銷即使未銷緊，在正常施工條件過程中，也不會發(fā)生跳脫，QC小組經過認真討論、研究，并決定對試件采取抗拔脫試驗進行驗證。七、確定對策 QC小組成員根據(jù)需要解決的問題，結合小組成員各自具體崗位和自身能力情況以及產品開發(fā)創(chuàng)新的普遍規(guī)律和程序，經過多次分析討論，制定實施對策表，詳見表七 。實施對策表 表七問題對策目標措施地點時間負責人試件材料選擇根據(jù)材料特性、制作工藝以及制作成本確定1、材料與鑄鋼相同或接近；2、制作周期短、制作工藝簡單；3、

17、綜合成本5000元以下；1、查找相關材料手冊，進行抗拉強度、材料表面動摩擦系數(shù)比較；2、充分利用線切割、銑、車等普及加工設備。廠家08.8.108.8.5陳錫清胡 明七、確定對策 續(xù)表七問題對策目標措施地點時間負責人橫桿插銷銷緊后的臨界自鎖狀態(tài)確定從力學理論計算分析發(fā)，計算出自鎖臨界狀態(tài)時的滑動摩擦角度自鎖角大于臨界自鎖角； 1、繪制具有一定角度的插銷設計示意圖；2、結合示意圖進行力學計算分析；3、根據(jù)力學計算分析結果，確定自鎖角角度。工地08.8.608.8.10沈高傳插銷下端構造創(chuàng)新電腦CAD模擬實物確定1、插銷未銷緊時不發(fā)生跳脫；2、插銷內導軌能保證插銷正常拔起和鎖緊移動運行。1、結構扣

18、接頭尺寸，進行電腦CAD模擬實物，并在橫桿插銷下端設置彎鉤段；2、電腦模擬保證插銷正常拔起和鎖緊運行；3、在不影響插銷正常拔起和鎖緊運行的前提下，適當增加彎鉤水平寬度，且不得小于橫桿扣接頭插銷孔水平長度。廠家08.8.1108.8.20徐 舟橫桿插銷試件自鎖能力驗證實驗室試驗驗證1、試件插銷具備自鎖功能；2、插銷未銷緊的情況下，不發(fā)生跳脫。1、按照理論計算分析與電腦模擬結果繪制試件圖；2、按照試件圖進行試件制作；3、送東南大學結構實驗室試驗。廠家與實驗室08.8.2108.9.5沈高傳八、對策實施實施一：試件材料選擇根據(jù)材料與鑄鋼相同或接近的要求，即抗拉、抗壓強度以及材料表面動摩擦系數(shù)相同或接

19、近的要求，選用8.5mm厚Q235鋼板。此項工作由陳錫清進行，沈高傳負責審核； 查材料特性手冊可得鋼與鋼之間的動摩擦系數(shù)為0.1g0.12，計算分析時可取g=0.1，鋼與鑄鋼之間的動摩擦系數(shù)為0.2z0.3，計算分析時取z =0.2。gz，計算結果偏向安全。此項工作由胡明進行，沈高傳負責審核； 根據(jù)充分利用Q235鋼板特性，可采用線切割、銑、車等成熟加工工藝進行加工制作。此項工作由陳錫清進行，錢新華負責審核； 效果檢查：通過試件材料及其加工工藝分析，采用8.5mm厚Q235鋼板進行試件制作，滿足要求，達到預期目標。 八、對策實施實施二：找出橫桿插銷銷緊后的臨界自鎖狀態(tài) 利用計算機CAD繪制出具

20、有一定角度1的插銷設計大樣圖，此項設計工作由沈高傳負責；結合大樣圖，假定橫桿插銷鎖緊后剛好處于臨界自鎖狀態(tài)，進行力學計算分析，經過計算得出臨界自鎖狀態(tài)時的自鎖角度為3.25。此項設計工作由沈高傳負責； 根據(jù)臨界自鎖狀態(tài)時自鎖角度為3.25，并將橫桿插銷制作角度定為4.10。此項工作由沈高傳負責。 八、對策實施效果檢查：通過繪制具有一定角度的插銷設計示意圖，并對其進行力學理論分析，得出臨界狀態(tài)時的自鎖角度為3.25，達到了預期目標。 插銷設計大樣圖 圖四 力學計算分析圖 圖五八、對策實施實施三：插銷下端設計成弧形彎鉤 結合4.10自鎖角，進行計算機CAD繪制試件圖紙，并根據(jù)所繪圖紙QC動畫.VO

21、B模擬實物，此項工作由徐舟負責； 為了保證插銷正常拔起和鎖緊運行，凹槽最小寬度取10，彎鉤處外邊半徑取40，內邊半徑取35。此項工作由徐舟負責，沈高傳負責審核；為了從構造上保證插銷在松動情況下也不會發(fā)生跳脫，插銷下端彎鉤水平寬度設置為28.5，超出扣接頭插銷孔寬度5.5。此項工作由徐舟負責，沈高傳負責審核；根據(jù)以上核心數(shù)據(jù)繪制插銷圖紙。此項工作由徐舟負責，沈高傳負責審核。 八、對策實施效果檢查：通過電腦模擬，比較直觀地對插銷彎鉤構造設置進行了開發(fā)，實現(xiàn)了橫桿插銷在未銷緊的情況下，也不會發(fā)生跳脫，達到了預期目標。 計算機CAD模擬圖 圖六 插銷制作圖 圖七 八、對策實施實施四：橫桿插銷試件自鎖能

22、力驗證 根據(jù)實驗要求，在插銷試件上沖一只12孔，并送東南大學結構實驗室試驗，此項工作由沈高傳負責。 按照預定目標分別進行試驗，如下：試驗一：用榔頭擊緊插銷23下，利用葫蘆施加豎向荷載，測試插銷在一般擊緊下的抗拔力。 試驗二：用榔頭擊緊插銷23下，然后施加0.5kN水平反復荷載，水平力反復作用3次后利用葫蘆施加豎向荷載，測試插銷在一般擊緊并承受反復水平荷載下的抗拔力。試驗三：測試插銷在一般擊緊以及全松狀態(tài)下的抗拔力。八、對策實施效果檢查：東南大學結構實驗室試驗結果為“插銷在正常擊緊狀態(tài)下的抗拔力為250kg左右；插銷在全松狀態(tài)下的抗拔力為50100kg?！?，達到了預期目標。試件成品圖 圖八 試件實驗圖 圖九九、總體效果檢查 課題設定目標值： 由本QC小組成員對課題設定目標值進行了檢查匯總，均達到設定目標，檢查情況見表八： 課題設定目標值檢查表 表八序號檢查項目檢查方法目標值檢查結果1橫桿插銷銷緊時抗拔能力試驗驗證。榔頭正常擊緊23下的條件下，插銷的抗拔力不低于200自鎖角為4.10時，試件抗拔試驗值為200300；2橫桿插銷未銷緊時抗拔能力試驗驗證?？拱瘟Σ?/p>