大跨度箱梁鋼筋骨架成型方法創(chuàng)新

大跨度箱梁鋼筋骨架成型方法創(chuàng)新嘉興市經開區(qū)茶園路跨長纖塘大橋工程發(fā)布單位：中元建設集團股份有限公司時間：

2016年6月工程概況嘉興市經濟技術開發(fā)區(qū)茶園路跨長纖塘大橋橫向按三幅橋設計，中幅橋為雙向

4

車道。邊幅橋均設非機動車和行人橋。橋面全寬35.0m。全橋自北向南共分四聯(lián)，北側二聯(lián)為6跨預制箱梁段，共計54片35米跨度箱梁，

35m

跨裝配式預應力混凝土連續(xù)箱梁：梁高180cm，中梁上寬為240cm，底寬為100cm，頂板厚18cm，腹板厚18cm，斜腹板結構。小組人員簡介QC小組概況一覽表

表2-1

制表：沈妹

2015.2.20課題名稱大跨度箱梁鋼筋骨架成型方法控制登記時間2015年2月10日課題注冊號課題類型ZYJSQCK-15-01創(chuàng)新型活動時間平均接受QC教育時間小組人數(shù)2015年2月~2015年10月30小時以上9人小組名稱第五QC小組ZYJSQC-15-01小組注冊號活動出勤率98%小組成員序號姓名性別男職稱/職務項目執(zhí)行經理年齡文化程度大學組內分工組長123456789陸洪躍沈建明錢建明吳水龍沈妹43男中元集團副總工

55大學顧問男項目負責人技術負責人質量員56593838523225大專副組長組員男大學女大專組員桂浩偉錢金林宋吉祥俞嘉輝男男測量工大學初中組員鋼筋工組員男電焊工初中組員男資料員初中組員選題理由項目狀態(tài)理由說明第一次施工

箱梁跨度35米，每根梁鋼筋骨架重8噸、梁總重131噸。這樣大跨度箱梁

大跨度大斷面的構件我公司第一次施工理由一箱梁為預應力結構，鋼筋骨架巨大，制作、成型與安裝工藝鋼筋工藝復理由二

雜，制作安裝要求高復雜，鋼筋布置間距多達7種。分別為80mm至135mm不等。鋼筋的定位、骨架穩(wěn)定與作業(yè)安全以及對骨架滿足吊運的強度要求高。用傳統(tǒng)施工方法難以保證質量，施工場地小、因受場地限制，施工現(xiàn)場只能制作箱梁臺座9條，骨架成型、工期緊

模板安裝、砼澆筑需流水作業(yè)，才能保證工期。理由三制表人：陸洪躍日期：2015年目標設定研究一種大跨度箱梁鋼筋骨架成型和質量控制的新方法，在確保施工安全、操作簡便的前提下，解決大跨度箱梁鋼筋骨架成型中存在的鋼筋定位不準、間距超偏、骨架強度不足難以保證流水作業(yè)的難題。目標值量化：鋼筋骨架成型、就位后的鋼筋位置(縱、橫向鋼筋間距；骨架截面尺寸)偏差均控制在±5mm以內，高于相關橋梁工程質量驗收規(guī)范的要求。圖1

中跨邊梁鋼筋斷面圖目標可行性分析1、本QC小組現(xiàn)場經驗比較豐富，曾得到過省、市級優(yōu)秀QC小組獎多個。2、項目部創(chuàng)優(yōu)意識強，技術人員配備充足。已投入相應的資金添置高精密測量設備（全站儀、測距儀、游標卡尺等），施工設備得到保障。3、集團公司對本工程橋梁施工大力支持，派出副總工給予指導。4、擬投入SOLID

WORKS軟件技術，能深化設計，達到三維動畫和仿真模擬試驗的效果，為最終優(yōu)化方案提供有利保障。由以上幾方面的條件，本小組認為目標是可以實現(xiàn)的。提出各種方案、并確定最佳方案1、提出方案明確目標后，QC小組制定活動計劃，在2015年3月5日至2015年3月9日期間，圍繞長纖塘大橋箱梁鋼筋成型方法與質量控制這一中心任務，多次召開小組會，在參考原投標施工組織設計方案的基礎上，大膽開拓思路，小組成員應用“頭腦風暴法”，提出了解決問題的10多個意見和想法，然后采用“親和圖”分析。制圖人：陸洪躍日期：2015年2月25日大跨度箱梁鋼筋骨架成型方法創(chuàng)新磚柱臺模安裝法扣件鋼管支架安裝法型鋼工具式模架安裝法按一定間隔砌筑磚柱在施工現(xiàn)場澆搗鋼筋骨架成型場地用腳手架鋼管搭設骨架支撐系統(tǒng)在磚柱上安放鋼管支撐骨架系統(tǒng)采用型鋼制作工具式整體骨架支撐系統(tǒng)用木方制作鋼筋定位器在磚柱上固定木方制作鋼筋定位器在預制箱梁臺座上直接進行骨架綁扎與焊接采用角鋼或圓鋼制作骨架鋼筋定位器在施工現(xiàn)場澆搗整體預制構件臺座箱梁底部

、側面，上部分別在定位鋼筋控制下成型圖2

大跨度箱梁鋼筋骨架成型方法親和圖鋼筋骨架成型后門式吊車運入臺模根據“親和圖”初步歸納為以下三種創(chuàng)新方案及措施，具體如下：方案一，扣件鋼管支架安裝法：圖3

橫斷面示意圖在預制箱梁臺座上用扣件鋼管沿箱梁長度方向搭設箱梁鋼筋骨架的支架，在鋼管上刻畫鋼筋位置線，直接在預制箱梁臺座上進行一次成形安裝，骨架成型后加以臨時固定，然后拆除鋼筋支架安裝模板，澆筑該片箱梁混凝土。施工中采用精密儀器進行跟蹤測量和校正。圖4

立體示意圖圖5

縱斷面示意圖方案二、磚柱臺模安裝法：制作箱梁鋼筋加工安裝場地，按1:1比例制作35米長箱梁鋼筋臺模一條，沿臺模長度方向砌磚柱并擱置扣件鋼管架作為箱梁骨架支承，在水平鋼管上刻畫肋板鋼筋位置線，骨架成型后，由橋式吊車吊入預制箱梁臺模內，澆筑該片箱梁砼，形成流水作業(yè)。施工中采用精密儀器進行跟蹤測量和校正。圖6

橫斷面示意圖圖7

立體示意圖圖8

縱斷面示意圖制圖人：陸洪躍日期：2015年3月15日方案三、型鋼工具型模架安裝法：制作箱梁鋼筋加工安裝場地，按1：1比例設計制作箱梁底部、側部及上部型鋼模架二副，利用箱梁鋼筋結構施工工藝情況制作各類定位裝置；通過模架、定位器精密安裝測量，確保箱梁鋼筋安裝的工具化施工，最后由橋式吊車分別將底側部、頂板鋼筋骨架吊離模架，放入澆箱梁砼的臺座上，形成流水作業(yè)。施工中基本不需采用精密儀器進行跟蹤測量和校正。圖9

橫斷面示意圖圖10

立體示意圖制圖人：陸洪躍日期：2015年3月15日2、選定方案QC小組人員從多角度考慮，對以上三方案進行了對比分析。方案對比分析表表5-1

制表人：沈妹日期：201對比項目方案一方案二方案三人員技能要

對人員技能要求高，熟練

人員技能要求高，施工期

施工前對配置的鋼筋工進行交工配置較多，需要日常技

技術指導測量、鋼筋工按

底后，施工均能達到標準要求。求術指導。比例配置。對工期影響

無法滿足流水作業(yè)，需6個月。場地利用率低。場地利用率一般，基本能

場地利用率高，能滿足流水作滿足流水作業(yè)，需3個月。

業(yè)，需2個月。質量可控性

完全人為控制，通過試驗，人為控制為主+工具控制安裝精度±8mm以內完全由定型工具控制，通過試輔，通過試驗，安裝精度

驗，模架安裝精度±5mm以內±8mm以內作業(yè)的可操

模架安裝作業(yè)量大（需搬

模架安裝作業(yè)量?。?作性

54次），精確安裝鋼筋操

次），精確安裝鋼筋操作

精確安裝鋼筋操作性較好。作性差。

性較差。模架安裝作業(yè)量?。?次），作業(yè)安全性

模架安裝固定困難，鋼筋

大量鋼筋需機械吊裝，施

成型架子穩(wěn)定，鋼筋骨架整體骨架易變形，存在較大安

工現(xiàn)場存在“亂”現(xiàn)象且

機械吊裝，骨架不易變形。施全危險性。易發(fā)生事故。工安全性好綜合成本54片箱梁模架成本預期投

54片箱梁模架成本預期投

54片箱梁模架成本預期投入約2萬元，人工預期投入約8萬元。入約7萬元，人工預期投入約12萬元。入約1萬元，人工預期投入約12萬元。通過上述三種方案的對比、綜合評分。最終我們認為，方案三在對人員技能要求、流水施工確保工期、工程質量控制、作業(yè)可操作性與安全性上均有優(yōu)勢，而且工具化制作箱梁鋼筋也將是今后發(fā)展的趨勢，故我們將“工具化模架安裝鋼筋的方法”作為實施方案。3、研究方案實施中必須解決的問題選擇方案三后，小組人員對方案實施中需要解決的重點問題進行討論，采用系統(tǒng)圖展開。模架設計計算等圖11

工具型模架安裝法展開分析系統(tǒng)圖型鋼模架強度與安全性控制方案三模架承載力測試型

鋼

工設計制作鋼筋定位器定位器安裝精度控制拼裝時測量精密校核鋼筋的定位精度控制具

型

模架

安

裝法模架與定位器拼裝質量控制拼裝后進行儀器檢查拼裝后整體模擬試驗作業(yè)程序控制編制鋼筋安裝流程圖對操作人員交底制圖人：陸洪躍

日期：2015年3月20日通過利用系統(tǒng)圖進行分析后，我們認為在型鋼模架的強度與安全性、鋼筋定位的精度控制、模架與定位器拼裝質量控制、作業(yè)程序控制方面應加以重點控制，并應落實相關措施。制定對策表對策措施表表6-1完成時間實施地點序號

方案對策目標措施責任人陸洪躍確保鋼

1.繪制型鋼模架設計圖，對模架編制模

筋安裝

強度與安全性進行計算架設計

時模架

2.利用掛載進行預壓試驗，地面

吳水龍方案

不變形

進行硬化，確保模架受力穩(wěn)定要

錢金林模架安全性控制2015年3月25日1現(xiàn)場失穩(wěn)求。確保鋼筋安裝1.利用SOLID

WORKS軟件技術，鋼筋的定

制作鋼位精

筋定位時可操

設計制作三維立體箱梁鋼筋，針性強，

對各類鋼筋分別制作各種形式的鋼筋定位精度

2.各種形式的定位器制作后，進高于規(guī)范要求錢建明吳水龍尤海濤2015年3月30日2現(xiàn)場定位器。度控制器行高精度調試。編制模架拼裝方案并在拼裝后驗收模架與定位器拼裝質量控制確保箱梁鋼筋各部分位置符合設計要求1.確定模架拼裝流程，對作業(yè)人員組織技術交底。2.落實模架與定位器拼裝時尺寸校驗。3.拼裝后進行鋼尺整體檢查驗收。沈

妹錢金林俞嘉輝2015年4月5日3現(xiàn)場制定和落實箱梁骨架成型的作業(yè)順序與吊運方法1.按本模架的特點制定箱梁鋼筋骨架成型的作業(yè)順序，并對所有作業(yè)人員組織技術交底。2.在現(xiàn)場張貼鋼筋成形、安裝流程圖。確保模架、定位器使用及骨架吊運的安全。作業(yè)程序控制桂浩偉宋吉祥俞嘉輝2015年4月16日43.建立檢查制度，及時發(fā)現(xiàn)和解決鋼筋成型、安裝和吊運中的問題。4.拼裝后第一片箱梁鋼筋進行整體模擬吊運檢驗，確定吊點及數(shù)量。現(xiàn)場制表人：沈妹日期：2015年對策的實施實施一：編制型鋼模架設計方案1、2015年3月20日，經過QC小組成員熟悉設計圖紙，了解本方案的工藝后，由項目技術負責人繪制了型鋼模架各部件的大樣圖。并對模架的承載力進行計算。箱梁面板鋼筋骨架重約2500Kg，每側面鋼筋骨架重約2000Kg，底部鋼筋骨架重約1500Kg。明確側面、底部支撐系統(tǒng)采用Φ16螺紋鋼筋，側面部支撐系統(tǒng)采用50*100mm槽鋼，材料現(xiàn)場均有，無需采購。2、2015年3月25日至30日，鋼筋電焊班按型鋼模架各部件大樣圖進行制作，工地質量員對各部件制作質量進行驗收。為驗證模架結構的設計承載力，我們QC小組按設計重量進行了120%的鋼筋預壓堆載試驗。圖12

底、側部模架整體實施前設計構造圖實施效果：模架強度與安全性通過預壓堆載試驗滿足箱梁鋼筋制作要求。實施二：制作鋼筋定位器1、利用SOLIDWORKS軟件技術，設計制作三維立體箱梁鋼筋，通過數(shù)次討論試驗，最終形成了針對各類鋼筋的各種形式定位器，鋼筋定位器分別用型鋼與圓鋼制成，如下圖。2、各種形式的定位器制作完成后，用儀器進行高精度調試測量。發(fā)現(xiàn)個別有偏差過大的進行了調整。圖13

n型定位器形式實施前設計構造圖與實施后的現(xiàn)場圖圖14

U型卡槽定位器形式實施前設計構造圖與實施后的現(xiàn)場調試圖圖15

F形旋轉鉸接式定位器平面圖、節(jié)點圖實施效果：定位器制作、調整后，通過高精度調試測量，各種類型的定位器可操作性強，控制精度達到理想效果，縱、橫向鋼筋間距偏差值均小于±3mm；骨架截面尺寸偏差值均小于±4mm。實施三：模架拼裝與驗收1、由項目技術負責人提出型鋼模架各部件的拼裝順序，畫出模架拼裝流程圖，并明確各部件之間的相對位置和尺寸要求，然后對作業(yè)人員進行技術交底。2、為控制拼裝尺寸準確，拼裝前地面彈線，控制模架構件的水平位置；用經緯儀控制構件的豎向角度。工地質量員與班組人員對模架整體尺寸進行測量，對定位器與各部件相對尺寸進行校驗。實施效果：在模架全長范圍內，對各種部件和定位器間距偏差測量，位置準確，對模架整體測量尺寸也符合要求，最大值偏差值均在本課題目標明確的±5mm內。圖16

模架驗收與模架定位器使用方案實施四：制定鋼筋骨架成型作業(yè)順序與吊運方法1、由項目技術負責人根據模架的特點明確鋼筋成型的作業(yè)順序，在現(xiàn)場張貼鋼筋骨架成型安裝流程圖，并對所有作業(yè)人員組織安裝技術交底。2、建立工序檢查制度，由項目質量員按圖紙對鋼筋骨架綁扎質量進行跟蹤檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。3、2015年4月12日第一片箱梁鋼筋骨架成型后進行整體模擬吊運檢驗，確定了采用兩臺吊車進行抬吊的方法，并明確了吊點位置。實施效果：通過第一片箱梁鋼筋骨架的施工，工人們掌握了模架及定位器的使用，鋼筋操作順利并成功地將巨大的鋼筋骨架吊運混凝土澆筑臺模內，實現(xiàn)了流水施工。通過以上實施及效果檢驗，一種大跨度箱梁鋼筋骨架成型和質量控制的新方法已形成，我們申請了國家實用新型專利《應用于巨型箱梁鋼筋骨架成型的模架》，并于2015年11月8日收到該專利的受理通知書。專利受理通知書型鋼工具型模架安裝工藝及箱梁鋼筋施工工藝動畫演示確認效果本次QC小組活動于2015年9月2日結束，QC小組經歷了從方案的提出、方案的初步設計、方案的比選、實施等一系列過程，創(chuàng)新了大跨度箱梁鋼筋骨架成型方法，既實現(xiàn)了流水施工，保證了施工安全，又提高了工程質量?？傆?4片箱梁，鋼筋成型后的安裝偏差均控制在±5mm以內，共測點706點，合格率100%（如下表）。箱梁鋼筋施工質量統(tǒng)計表表8-1序號項目檢查點數(shù)164合格點數(shù)164合格率（%）12345受力鋼筋間距水平鋼筋100100100100100270270鋼筋骨架尺寸彎起鋼筋位置合計164164108108706706制表人：沈妹日期：2015年9月10日圖11

箱梁鋼筋偏差值檢驗---控制圖864ucL2實際值偏差0CL-2-4-6-8LCL制圖人：沈妹日期：2015年10月10日同時通過采用型鋼工具化模架施工，每片箱梁鋼筋制作經濟成本，明顯降低，經統(tǒng)計每片箱梁鋼筋加工、制作、成型實際為8工/片（相關費用對比如下表）。序號項目名稱費用（元）秀園路跨新塍塘大橋工程，1500mm高30m長箱梁，每片鋼筋采用傳統(tǒng)工藝施工。148002本項目1800mm高35m長箱梁，每片鋼筋施工費經統(tǒng)計。240034