超高層內(nèi)收式結(jié)構(gòu)斜向邊柱施工操作及安全防護平臺的研制

超高層內(nèi)收式結(jié)構(gòu)斜向邊柱施工操作及

安全防護平臺的研制

目錄

一、工程概況..................................................................................3

二、小組簡介..................................................................................3

三、課題選擇..................................................................................4

1、問題提出................................................................................4

2、確定課題................................................................................5

四、目標(biāo)設(shè)定..................................................................................5

1、設(shè)定目標(biāo)................................................................................5

2、目標(biāo)可行性分析..........................................................................5

五、提出方案并確定最佳方案....................................................................6

1、提出方案................................................................................7

2、方案I級分解...........................................................................12

3、方案II級分解...........................................................................14

1)防護系統(tǒng)..................................................................................14

2)防護系統(tǒng)方案對比分析......................................................................15

3)平臺的附著形式............................................................................16

4)平臺附著形式的對比分析....................................................................16

六、制定對策.................................................................................18

七、對策實施.................................................................................19

1、平臺方案設(shè)計..........................................................................19

(1)基本原理確定..........................................................................19

(2)防護平臺的外觀設(shè)計....................................................................19

(3)邊柱防護平臺的固定措施--水平卡.......................................................22

(4)邊柱防護平臺的固定措施--穿墻螺桿.....................................................23

(5)平臺受力分析及優(yōu)化...................................................................23

2、現(xiàn)場安裝過程記錄....................................................錯誤!未定義書簽。

3.邊柱防護平臺的使用照片..................................................................27

4.平臺變形監(jiān)測............................................................................28

八、確認效果.................................................................................29

1.目標(biāo)值檢查...............................................................................30

2.經(jīng)濟效益.................................................................................30

3.社會效益.................................................................................31

4.領(lǐng)導(dǎo)視察.................................................................................32

5.媒體報道.................................................................................33

九、標(biāo)準(zhǔn)化...................................................................................34

十、鞏固措施.................................................................................34

十一、總結(jié)和下一步打算......................................................錯誤!未定義書簽。

1.總結(jié)......................................................................................35

2.下一步的打算.............................................................................36

2

一'工程概況

***位于廈門市湖里區(qū)金鐘路與環(huán)島路交匯處，由4棟塔樓及兩棟裙樓組成，總建筑面積50萬平米，

占地面積1.8萬平米，主要功能為研發(fā)、商業(yè)、文體設(shè)施等，工程建成后將成為廈門金融新地標(biāo)。

如下圖所示，本工程各塔樓外立面逐層向內(nèi)收縮且收縮幅度達12.8。，樓板外邊緣由下至上均為弧形

結(jié)構(gòu)，其中T3塔樓頂部設(shè)有空中連廊結(jié)構(gòu)支撐的無邊泳池。外框柱及樓板邊線逐層變化，造型獨特，給施

工及安全防護造成困難。

二'小組簡介

為解決上述因結(jié)構(gòu)不規(guī)則造成的施工及防護難題，我們于***年7月1日在***項目部會議室成立了本

QC小組，小組人數(shù)11人，平均年齡32歲，小組組長由項目經(jīng)理擔(dān)任，成員由技術(shù)、質(zhì)量、安全、工程等

相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)及職員組成，如下所示；

QC活動簡介

課題名稱超高層內(nèi)收式結(jié)構(gòu)斜向邊柱施工操作及安全防護平臺的研制

小組名稱***QC小組課題注冊號

小組成立時間***年7月QC活動完成時間2019年7月

小組人數(shù)11人小組平均年齡32

課題類型創(chuàng)新型TQC教育人均40小時以上

小組成員及分工情況

序號姓名年齡學(xué)歷工作職務(wù)技術(shù)職稱組內(nèi)職務(wù)組內(nèi)主要任務(wù)

132本科項目經(jīng)理問-L組長方案制定、組織實施

231本科項目副經(jīng)理工程師副組長方案制定、組織實施

技術(shù)總負責(zé)、方案編制

332本科項目總工工程師副組長

及評估

452本科質(zhì)量總監(jiān)工程師副組長現(xiàn)場質(zhì)量總負責(zé)

527本科安全總監(jiān)工程師副組長現(xiàn)場安全總負責(zé)

632本科商務(wù)經(jīng)理工程師副組長活動指導(dǎo)、成本核算

732本科生產(chǎn)經(jīng)理工程師副組長現(xiàn)場總負責(zé)

826本科技術(shù)部經(jīng)理助工組員實施方案編制

928本科技術(shù)員助工組員工人組織、現(xiàn)場協(xié)調(diào)

3

資料收集整理、現(xiàn)場實

1028本科技術(shù)員助工組員

施

1126本科BIM工程師助工組員BIM建模

制表人：***制表H期：***.7.1

三'課題選擇

1、問題提出

為進一步明確課題方向，我們針對結(jié)構(gòu)的平立面構(gòu)造、傳統(tǒng)做法的弊端及項目管理等幾個方面的問題

組織了全體會議，最終匯總?cè)缦拢?/p>

A結(jié)構(gòu)立面變化大，施工防護困難

圖2-斜向邊柱示意

如上圖所示，各塔樓呈內(nèi)收式結(jié)構(gòu)，隨樓層升高外框邊柱向內(nèi)收縮，最大可達12.8度。加上結(jié)構(gòu)樓板

邊線逐層變化，施工防護困難。

4

>傳統(tǒng)做法高空作業(yè)安全風(fēng)險大

常規(guī)解決辦法1）是采用分段懸挑腳手架，2）采用斜向爬升的腳手架施工技術(shù)，但由此產(chǎn)生的費用是

非常大的，材料浪費嚴(yán)重，高空搭拆安全性無法保證。

A項目創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)高

本工程的創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)包括了“全國建設(shè)工程項目施工安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)工地”、“全國建筑業(yè)綠色施

工示范工程”、“國家級觀摩工地”、“中國建設(shè)工程魯班獎”，創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)高，對現(xiàn)場的施工安全管理要

求高。

2、確定課題

綜合分析，在***年7月20日全體小組人員會議上一致通過了超高層內(nèi)收式結(jié)構(gòu)斜向邊柱施工操作及

防護平臺的研制的QC課題，尋求一種簡單實用的新型防護平臺。我們借鑒在安裝鋼柱時用到的定型防護平

臺確定小組的課題為：

超高層內(nèi)收式結(jié)構(gòu)斜向邊柱施工操作及安全防護平臺的研制

課題查新：本課題小組組員廖志毅通過查新檢索，發(fā)現(xiàn)目前國內(nèi)未見有超高層內(nèi)收式結(jié)構(gòu)斜向邊柱施工操

作及防護平臺的專利報道。

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5

借鑒安裝鋼柱定型防護平臺

四、目標(biāo)設(shè)定

1、設(shè)定目標(biāo)

根據(jù)上述分析結(jié)果，并經(jīng)過所有成員的討論，我們將本次QC活動的目標(biāo)為：成功研制超高層內(nèi)收式結(jié)

構(gòu)斜向邊柱施工操作及安全防護平臺，并在本工程中實際應(yīng)用。目標(biāo)的評價指標(biāo)為：

安全防護合格率100%!

2、目標(biāo)可行性分析

在課題選定后，為了將自主研發(fā)工具式邊柱防護平臺的想法變?yōu)楝F(xiàn)實，我們在***年7月25日小組會

議上組織“頭腦風(fēng)暴”，集思廣益，以及會后的走訪查看、資料調(diào)研等手段，對目標(biāo)的可行性分析如下所

示，

1）工藝原理的可實現(xiàn)性分析

可行性分析結(jié)論

雖然目前國內(nèi)尚無相類似的防護平臺，但我們通過走訪查看及多次討論發(fā)

現(xiàn)，當(dāng)進行外圍邊柱混凝土支模施工時，沒有必要進行全封閉安全防護，只需

可行

要針對建筑物外圍的邊柱進行單獨防護即可，施工人員是不會到邊柱與邊柱之

間的位置去施工，也不允許在邊柱與邊柱之間走動。也就是說，我們將要研發(fā)

6

的邊柱防護平臺，可以通過對爬架技術(shù)的改造、簡化而成為現(xiàn)實，而爬架本身

是一種相對較成熟的施工技術(shù)。也直接說明了該項課題目標(biāo)的可行性。

制表人：***制表日期：***.7.25

2）小組成員的知識水平、創(chuàng)新能力、表達能力等

可行性分析結(jié)論

a）10名小組成員中10名均具有本科學(xué)歷歷；

b）在此之前均有在東海國際中心、騰訊濱海大廈等多個超高層項目施工的經(jīng)

可行

驗；

c）技術(shù)、質(zhì)量、工程、安全等人員齊備，形成優(yōu)勢互補，更有利于目標(biāo)的實現(xiàn)；

制表人：***制表日期：***.7.25

3）項目支持情況分析

可行性分析結(jié)論

a）由QC小組的組成情況來看，項目班子成員的也積極參與，使得對活動過程

中所需的資源調(diào)度更方便。

可行

b）項目為推進小組課題的研究提供堅實保障，提供了5萬元的專項資金用于小

組活動的經(jīng)費開銷，使得我們的活動方式和范圍更加多樣化。

制表人：***制表日期：***.7.25

綜合分析：課題實施工藝原理可行，各項資源充裕，雖然后續(xù)的工作還需要不斷的摸索，但小組成員

一致認為目標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)。

五、提出方案并確定最佳方案

1、提出方案

序號方案名稱

方案一落地式+分段懸挑鋼管腳手架施工方案

方案二智能爬升腳手架施工方案（爬架）

方案三新型超高層內(nèi)收式結(jié)構(gòu)斜向邊柱施工操作及安全防護平臺

制表人：***制表日期：***.8.1

7

＞落地式+分段懸挑鋼管腳手架施工方案

各塔樓四周：50m以下采用落地式腳手架；50m以上采用分段懸挑鋼管腳手架，每20m為一段?？偞钤O(shè)

高度T1塔樓189m、T2塔樓189m、T3南塔樓177m、T3北塔樓177m。

H'R100

圖3-塔樓外圍腳手架搭設(shè)平面示意圖

8

A智能爬升腳手架施工方案（爬架）

因各塔樓自下至上隨樓層傾斜角向內(nèi)收縮，收縮角度最大可達12.5度，并且結(jié)構(gòu)輪廓不規(guī)則，針對這

-結(jié)構(gòu)，高層施工升降平臺采用斜爬的方式解決，部分外立面架體需使用異形連接件進行加長及縮短處理0

架體爬升示意如下:

待建層

291

待建層待建層

r

待建層

26

25

24

r

rr

圖4-爬架斜向爬升示意

由上圖可以看出，在施工過程中，需對架體支座做特殊處理，架體下端支座加長，上端對架體進行拉

結(jié)連接，使架體向內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動，完成架體由外傾向內(nèi)傾的轉(zhuǎn)變。

9

A新型超高層內(nèi)收式結(jié)構(gòu)斜向邊柱施工操作及安全防護平臺

鑒于斜爬及架體空中轉(zhuǎn)向施工難度大、安全風(fēng)險高等缺點，我們通過走訪查看及多次討論發(fā)現(xiàn)，當(dāng)進

行外圍邊柱混凝土支模施工時.，可以先行安裝邊柱與邊柱之間的臨邊防護，沒有必要采用爬架進行全封閉

安全防護，只需要針對建筑物外圍的邊柱進行單獨防護即可，施工人員是不會到邊柱與邊柱之間的位置去

施工，也不允許在邊柱與邊柱之間走動。

采用全封閉安全防護設(shè)施的優(yōu)點是可以確保施工人員的安全；但是，全封閉防護設(shè)施的搭建不但會大

大提高原材料成本及人力成本，而且搭建的時間較長，安裝、拆卸及移動及其不便，很可能會拖長施工周

期，進而造成更大的經(jīng)濟損失，更主要的是，在搭建爬架的過程中仍然存在極大的安全隱患。

于是，我們嘗試將柱與柱之間的部分爬架去掉，只留下有柱子的部分，單獨防護。

同時，為保證防護單元的獨立性與穩(wěn)定性，必須將其做成一個獨立但功能齊備的部分，包括防護、操

作、爬升裝置等。但若繼續(xù)使用爬架的爬升原理，將無法避免斜爬的困難，經(jīng)過小組討論后我們決定放棄

原有的爬升方法，而把防護單元做成獨立的工具化定型化的防護平臺，采用塔吊協(xié)助吊裝、逐層周轉(zhuǎn)使用，

在T1塔樓需防護平臺15個，T2塔樓需防護平臺15個、T3南塔樓需防護平臺18個，T3北塔樓需防護平臺

18個。平面布置如下：

10

11

虛線范圍T3南/北塔樓防護平臺平面布置

12

2、方案I級分解

小組成員采用頭腦風(fēng)暴法，進行了激烈的討論，將三種方案按照安全防護風(fēng)險、技術(shù)風(fēng)險、綜合成本等

方面進行了綜合、全面的分析和評估，用德爾菲法總結(jié)如下：

德爾菲法指標(biāo)預(yù)測表

序

方案評價總結(jié)

號

安全防護風(fēng)險高空墜物風(fēng)險大、頻繁搭拆分安全風(fēng)險大較大

難易程度屬于常規(guī)施工工藝，技術(shù)可實現(xiàn)簡單

搭拆時間較長，影響工期，每層腳手架搭拆需為2

工期(d)2d

1方案1天

人工費用高、材料周轉(zhuǎn)緩慢，持續(xù)投入，費用較高，

綜合成本搭設(shè)面積：136530m1；

914.75

(萬元)人工費：42元/皿；

租賃材料費：25元/rtf；

安全防護風(fēng)險空中旋轉(zhuǎn)安全風(fēng)險高一般

難易程度斜向爬升、空中旋轉(zhuǎn)等施工難度大困難

工期

爬升時間短，對工期影響小，每次爬升需3h2h

2方案2(d)

技術(shù)服務(wù)費用高，成本一次性投入，相對較低

綜合成本爬升面積：136530m2；

764.57

(萬元)防護成本：56元/m'；

該方案產(chǎn)生費用約：764.57萬元。

安全防護風(fēng)險定型化，無重復(fù)搭拆，安全風(fēng)險低一般

難易程度工藝原理清晰、成功的可能性大中等

工期吊裝時間短，對工期影響小，預(yù)計2h可完成所有平

4h

(d)臺的轉(zhuǎn)掉

3方案3

自主研發(fā)，只需支付加工及材料購買成本，費用最

優(yōu)

綜合成本

邊柱防護平臺個數(shù)：66±；132.0

(萬元)

邊柱防護平臺單價：200柱元/個;

該方案產(chǎn)生費用約：132萬元。

制表人：***制表II期：***.9.20

13

根據(jù)上述預(yù)測表所得預(yù)測值,方案指標(biāo)匯總表如下表所示:

方案指標(biāo)匯總表

方案方案1方案2方案3

項目指標(biāo)排次指標(biāo)排次指標(biāo)排次

安全防護風(fēng)險較大一般1一般1

難易程度簡單1困難3中等2

工期（d）2h14h2

綜合成本

764.572132.01

（萬元）

備注紅色代表不利選型，綠色代表優(yōu)選項

制表人：***制表II期：***.9.20

從上表看出，方案2、方案3的優(yōu)選指標(biāo)較多，但兩個方案雖然防護效果和對工期的影響差不多，但方

案2技術(shù)難度較大、成本較高，應(yīng)該QC課題主要是解決安全防護的問題，綜合考慮，我們成員得出結(jié)論：

選取方案3。

3、方案II級分解

針對方案3,小組成員再次采用“頭腦風(fēng)暴法”進行討論，并就防護平臺的防護系統(tǒng)及附著形式進行激

烈討論，形成多種意見、觀點和看法，采用親和圖分解如下：

1）防護系統(tǒng)

方鬃口級分桿--防護蒙丘1界

/j?lt

RFTffHMK防護?日91?內(nèi)明儼f白內(nèi)**

■X即2HMnniiMiFi.塞現(xiàn)用

???家Rtf，

優(yōu)虢點分優(yōu)映點分析，傀?京分析.

“件就梅、猊骨■rr可■LJ4

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我網(wǎng)下也令的餐■M卜救收個

14

2）防護系統(tǒng)方案對比分析

我們再次使用“頭腦風(fēng)暴法”，進行了激烈的討論，將三種方案按照安全防護風(fēng)險、技術(shù)難度、綜合

成本等方面進行了綜合、全面的分析和評估，用德爾菲法總結(jié)如下:

德爾菲法指標(biāo)預(yù)測表

序

方案評價總結(jié)

號

柔性結(jié)構(gòu)重量輕，但施工時容易被刺穿

安全防護風(fēng)險較大

擋風(fēng)系數(shù)較大，風(fēng)荷載作用了增加

柔型結(jié)構(gòu)不利于平臺的爬升或吊裝；

難易程度中等

柔型結(jié)構(gòu)與龍骨的的連接處理麻煩。

1方案1

工期（d）對工期影響小，預(yù)計lh可完成防護結(jié)構(gòu)安裝lh

共66個防護平臺，每個平臺防護系統(tǒng)安裝費用預(yù)計：

綜合成本

人工費：500元/個;3.3

（萬元）

合計：3.3萬元

剛性防護不會被擊穿，

安全防護風(fēng)險一般

擋風(fēng)系數(shù)較大，風(fēng)荷載作用了增加

難易程度普通工藝，加工工藝成熟一般

工期

2方案2對工期影響小，預(yù)計2h可完成防護結(jié)構(gòu)安裝2h

（d）

共66個防護平臺，每個平臺防護系統(tǒng)安裝費用預(yù)計：

綜合成本

人工費：8人元/個;5.28

（萬元）

合計：5.28萬元

剛性防護不會被擊穿，

安全防護風(fēng)險防護板開孔后，擋風(fēng)系數(shù)大大減少，風(fēng)荷載作用了腳一般

手

難易程度普通工藝，加工工藝成熟一般

3方案3工期

對工期影響小，預(yù)計2h可完成防護結(jié)構(gòu)安裝2h

（d）

共66個防護平臺，每個平臺防護系統(tǒng)安裝費用預(yù)計：

綜合成本

人工費：6人元/個;3.96

（萬元）

合計：3.96萬元。

制表人：***制表日期：***.9.23

根據(jù)上述預(yù)測表所得預(yù)測值，方案指標(biāo)匯總表如下表所示:

15

方案指標(biāo)匯總表

方案方案1方案2方案3

項目指標(biāo)排次指標(biāo)排次指標(biāo)排次

安全防護風(fēng)險較大2一般1一般1

難易程度中等2一般1一般1

工期（d）lh12h22h2

綜合成本

3.315.2833.962

（萬元）

備注紅色代表不利選型，綠色代表優(yōu)選項

制表人：***制表日期：***.9.23

從上表看出，方案1、方案3的優(yōu)選指標(biāo)較多，但方案1的安全防護性能較差，綜合考慮，我們成員得

出結(jié)論：選取方案3。

3）平臺的附著形式

針對方案平臺附著的問題,采用親和圖分解如下:

方案口級分解一附卷形式選擇

方案1依埋制翳卜斗力案2蝌依繩拉結(jié)方富3信埋高強

'rxiitt.

，在平門武都使用

優(yōu)映以分析,

I?哨室地氣力■

求.安全修育.

4）平臺附著形式的對比分析

16

我們再次使用“頭腦風(fēng)暴法”，進行了激烈的討論，將三種方案按照安全防護風(fēng)險、技術(shù)難度、綜合

成本等方面進行了綜合、全面的分析和評估，用德爾菲法總結(jié)如下:

德爾菲法指標(biāo)預(yù)測表

序

方案評價總結(jié)

號

安全防護風(fēng)險底部需設(shè)置工字鋼龍骨，架體重量較大困難

工字鋼與豎龍骨的連接節(jié)點較為復(fù)雜，不利于裝配后

難易程度困難

安裝

1方案1工期（d）對工期影響小，預(yù)計0.5h可完成防護結(jié)構(gòu)安裝0.5h

共66個防護平臺，每個平臺防護系統(tǒng)安裝費用預(yù)計：

綜合成本

人工費：200元/層;1.32

（萬元）

合計：1.32萬元

鋼絲繩拉結(jié)屬于柔性連接，容易引起架體變形而出現(xiàn)

安全防護風(fēng)險較大

危險

難易程度同腳手架卸荷措施，無技術(shù)難度容易

工期

2方案2對工期影響小，預(yù)計1.0完成防護結(jié)構(gòu)安裝l.Oh

（d）

四棟塔樓共150層，每層拉結(jié)時安排兩工人，

綜合成本

人工費:300元/每層4.5

（萬元）

合計：4.5萬元

安全防護風(fēng)險螺桿固定，架體晃動較小一般

難易程度通爬架附著方式，工藝成熟一般

工期

3方案3對工期影響小，預(yù)計0.5成防護結(jié)構(gòu)安裝0.5h

（d）

四棟塔樓共150層，每層拉結(jié)時安排一個工人，

綜合成本

人工費：100元/層1.5

（萬元）

合計：1.5萬元

制表人：***制表日期：***.9.25

根據(jù)上述預(yù)測表所得預(yù)測值,方案指標(biāo)匯總表如下表所示:

方案指標(biāo)匯總表

方案方案1方案2方案3

17

項目指標(biāo)排次指標(biāo)排次指標(biāo)排次

安全防護風(fēng)險一般較大1一般2

難易程度困難1容易2一般3

工期(d)0.5h1l.OhO0.5h2

綜合成本

1.3214.531.52

(萬元)

備注紅色代表不利選型，綠色代表優(yōu)選項

制表人：***制表日期：***.9.25

從上表看出，方案1、方案3的優(yōu)選指標(biāo)較多，綜合考慮，我們成員得出結(jié)論：選取方案3。

4、方案確定

課題難點結(jié)構(gòu)邊斜柱施工安全防護

一級方案新型超高層結(jié)構(gòu)邊斜柱

施工操作及防護技術(shù)

二級方案沖孔鋼板防護系統(tǒng)預(yù)埋高強螺桿

六'制定對策

根據(jù)上一階段的目標(biāo)分解結(jié)果，我們小組按照“5W1H”的分析方法，制定了一階段實施的措施。

18

對象目標(biāo)實施措施及流程地點時間責(zé)任人

序號

(what)(why)