[QC]預(yù)制箱梁高低吊安裝專用吊具研發(fā) [詳細(xì)]

1、預(yù)制箱梁高低吊安裝專用吊具研發(fā)浙江交工錢潮建設(shè)有限公司甬臺(tái)溫4標(biāo)QC小組一、工程概況甬臺(tái)溫高速公路復(fù)線溫州瑞安至蒼南段工程是甬臺(tái)溫高速公路復(fù)線的重要組成部分，起至瑞安市閣巷東，接甬臺(tái)溫高速公路復(fù)線溫州靈昆至閣巷段工程終點(diǎn)與溫州繞城高速公路西南線工程的閣巷樞紐，經(jīng)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(kuò)建工程）相接，路線經(jīng)平陽、蒼南2個(gè)縣，主線路線總長56.855km，連接路線長5.584km。本項(xiàng)目為甬臺(tái)溫高速公路復(fù)線溫州瑞安至蒼南段工程土建施工第4施工標(biāo)段，起終點(diǎn)樁號(hào)為：K332+676-K338+226，主線全長5.55km。橋梁上部結(jié)構(gòu)

2、主要為預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，小箱梁高1.6m，長25-30m，重70-96t，共計(jì)1670片。目前，項(xiàng)目橋梁下部結(jié)構(gòu)施工已進(jìn)入尾聲階段，預(yù)制場(chǎng)迎來了生產(chǎn)高峰期，梁板的預(yù)制和安裝成為了項(xiàng)目的主要生產(chǎn)任務(wù)。二、QC小組簡(jiǎn)介表2-1 QC小組簡(jiǎn)介小組名稱甬臺(tái)溫4標(biāo)QC小組成立時(shí)間2017年5月1日課題名稱預(yù)制箱梁高低吊安裝專用吊具研發(fā)小組類型創(chuàng)新型組長范青武活動(dòng)日期2017年5月-2017年9月注冊(cè)時(shí)間2017年5月1日課題注冊(cè)ZJJGQC2017-3-5小組注冊(cè)QC2017-3-5活動(dòng)頻次3次/月，出勤率95%小組人數(shù)14人序姓名性別年齡文化程度組內(nèi)職務(wù)職稱小組分工TQC教育號(hào)時(shí)間1李秋章男37本科

3、顧問高級(jí)工程師技術(shù)顧問人2高水堂男49本科顧問高級(jí)工程師技術(shù)顧問均3范青武男32本科組長工程師方案策劃484毛金龍男41本科副組長高級(jí)工程師方案策劃學(xué)5段秀智男32本科組員工程師方案策劃時(shí)6徐志紅男48本科組員工程師方案實(shí)施7周環(huán)龍男29本科組員工程師方案實(shí)施8王楊君男28本科組員工程師實(shí)施總結(jié)9劉沁男24本科組員助理工程師實(shí)施總結(jié)制表：劉沁日期：2017年9月1日三、選題理由1、問題的提出場(chǎng)地限本項(xiàng)目預(yù)制場(chǎng)設(shè)置在全線中部位置，與標(biāo)頭、標(biāo)尾的制距離較遠(yuǎn)，相鄰的兩個(gè)標(biāo)段下部施工開始較早，沒有場(chǎng)地地方政本項(xiàng)目沿線村莊眾多，考慮到地方政策和紅線位置策的制約，為減少土地征用，加快征地交付，充分利用項(xiàng)目

4、施工工鑒于以上兩種原因，本項(xiàng)目所有的預(yù)制梁板只能采藝用高低吊的方法安裝（如下圖所示），但傳統(tǒng)的使用鋼絲安全因本項(xiàng)目預(yù)制小箱梁數(shù)量較大，施工時(shí)梁板最大傾斜素角度達(dá)到了12，雖然經(jīng)計(jì)算鋼絲繩與梁板之間的摩擦力圖3-1 高低吊施工步驟一圖3-2 高低吊施工步驟2圖3-3 高低吊施工步驟三圖3-4 高低吊施工步驟四預(yù)制箱梁高低吊施工工藝：在梁板架設(shè)施工時(shí)，運(yùn)輸車將梁板運(yùn)至安裝跨下方略微靠后的位置，由架橋機(jī)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(xù)提升至高于蓋梁頂，然后將梁板后端移出蓋梁垂直投影之外后繼續(xù)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(tǒng)的采用鋼絲繩兜底的梁板起

5、吊、安裝方法無法滿足施工安全、標(biāo)準(zhǔn)化要求，項(xiàng)目部需要?jiǎng)?chuàng)新型的預(yù)制小箱梁吊具進(jìn)行替代。因此本次QC活動(dòng)的課題為：預(yù)制箱梁高低吊安裝專用吊具研發(fā)。四、設(shè)定目標(biāo)1、確定目標(biāo)避免吊裝過程中鋼絲繩損傷梁板翼緣板，提高梁板安裝質(zhì)量；確保梁板安裝施工安全，避免事故發(fā)生。2、確定目標(biāo)值梁板安裝誤差符合設(shè)計(jì)及規(guī)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(biāo)可行性分析課題分析QC小組通過對(duì)首件安裝的25片梁板進(jìn)行觀察后發(fā)現(xiàn)，其中兩片梁板的翼緣板存在損傷的情況，都是在吊裝過程中與鋼絲繩發(fā)生擠壓、摩擦造成的。目標(biāo)分析預(yù)制箱梁的安裝工作將持續(xù)近一年半的時(shí)間，安裝數(shù)量為1670片，在高低吊

6、專用吊具的研發(fā)過程中能夠提供足夠的樣本，積累經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，小組成員對(duì)于目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有充足的信心?？尚行苑治鰠⑴c本次研發(fā)的QC小組成員擁有豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，理論水平較高、實(shí)踐能力較強(qiáng)，參加過多次QC小組技術(shù)攻關(guān)；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(jīng)過設(shè)計(jì)優(yōu)化后的吊具理論上能更好的解決這兩個(gè)問題；本項(xiàng)目為公司重點(diǎn)管控項(xiàng)目，在在人力、物力、財(cái)力上給予了很大支持。五、方案比選1、方案的提出2017年5月10日，QC小組成員圍繞課題和預(yù)定目標(biāo)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況召開討論會(huì)，集思廣益，運(yùn)用“頭腦風(fēng)暴法”，提出了3個(gè)具體實(shí)施方案。方案一：柔性框形吊具

7、根據(jù)預(yù)制小箱梁圖紙?jiān)O(shè)計(jì)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(shè)置兩個(gè)突起用于梁板橫向限位，兩個(gè)突起之間設(shè)置一段橡膠防滑，兩端工字鋼兩邊各設(shè)置一個(gè)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)：吊具頂部和底部采用剛性結(jié)構(gòu)，中間以柔性的鋼絲繩相連接。工作原理：梁板運(yùn)輸至安裝施工地點(diǎn)后，架橋機(jī)下放吊具，將吊具下層工字鋼從小箱梁底部穿過，連接鋼絲繩后起吊。此方案通過設(shè)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(yù)埋鋼筋吊具小箱梁施工時(shí)，

8、預(yù)先在其腹板中預(yù)埋圓鋼，并在頂部進(jìn)行套絲。吊具橫梁為實(shí)心結(jié)構(gòu)以保證其強(qiáng)度，并在相應(yīng)位置開孔使得吊裝時(shí)小箱梁預(yù)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)：吊具全部采用剛性結(jié)構(gòu)連接，能很好的保證連接的牢固度。工作原理：梁板運(yùn)輸至安裝施工地點(diǎn)后，架橋機(jī)下放吊具，將箱梁預(yù)埋鋼筋穿入吊具的預(yù)留孔中，擰上螺母進(jìn)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：剛性框形吊具吊具分上下兩個(gè)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(jī)吊鉤相接；下橫梁略寬于底板，頂面設(shè)置兩個(gè)突起用于

9、梁板橫向限位，兩個(gè)突起之間設(shè)置一段橡膠防滑。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：吊具全部采用剛性結(jié)構(gòu)，并采用鉸接，能很好的保證吊具強(qiáng)度。工作原理：梁板運(yùn)輸至安裝施工地點(diǎn)后，架橋機(jī)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5-1 方案比選編號(hào)名稱可實(shí)施性安全性施工質(zhì)量成本優(yōu)點(diǎn)綜合評(píng)價(jià)1、吊具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可自通過穿繩孔使鋼絲繩與梁板由于上下橫梁使用鋼絲繩分離，避免了翼緣板在吊裝吊具結(jié)構(gòu)最為方行加工此方案雖然能有效避免梁板安裝柔性框形連接，梁板與地面呈一定過程中的損傷，但由于上、簡(jiǎn)單，加工也吊具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)案2

10、、吊具整體剛性不足，過程中的損傷，但安全性方面的吊具夾角后整體穩(wěn)定性欠佳，下橫梁采用柔性連接，平移最方便，成本單，成本低一梁板與地面呈一定夾角后提升有限。不選依然存在滑移的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)梁板可能產(chǎn)生晃動(dòng)，從而最低整體穩(wěn)定性欠佳影響安裝精度1、吊具結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，加工、使用方便通過棄用鋼絲繩避免了梁板吊具結(jié)構(gòu)雖較2、為配合該吊具使用，為簡(jiǎn)單，但修在吊裝過程中的損傷，但起此方案安全性較高，但成本最高方須修改小箱梁設(shè)計(jì)，增加小箱梁通過預(yù)埋鋼筋和螺改梁板設(shè)計(jì)后吊具結(jié)構(gòu)較預(yù)埋鋼筋吊后當(dāng)梁板與地面呈一定夾，吊裝過程中預(yù)埋鋼筋可能產(chǎn)生案預(yù)埋鋼筋母與吊具剛性連接，整體每片梁板須多為簡(jiǎn)單，使專用吊具角后，預(yù)埋鋼筋可能會(huì)彎

11、曲變形，導(dǎo)致后續(xù)施工無法進(jìn)行。二3、起吊后當(dāng)梁板與地面穩(wěn)定性好預(yù)埋兩根圓鋼用最為方便，導(dǎo)致后續(xù)施工無法進(jìn)行，不選呈一定夾角后，預(yù)埋鋼筋，綜合成本最梁板安裝精度不可控可能會(huì)彎曲，導(dǎo)致后續(xù)施高工無法進(jìn)行吊具結(jié)構(gòu)雖較1、吊具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜通過施工拉桿連接上、下橫為復(fù)雜，前期吊具通用性方2、吊具使用過程中穩(wěn)定梁避免了梁板在吊裝過程中定做投入較高此方案通用性強(qiáng)，能夠兼顧梁板剛性框形吊具整體采用鉸接，確保強(qiáng)，使用過案性較好的損傷，整體采用鉸接，具，但后期使用安裝施工過程中的安全與質(zhì)量。吊具梁板吊裝穩(wěn)定性程中穩(wěn)定性三3、通用性強(qiáng)，無需修改有較好的剛度，能夠確保梁和維護(hù)成本最選擇好小箱梁設(shè)計(jì)板安裝精度低，綜合成

12、本較低制表：劉沁日期：2017年9月1日小組認(rèn)為，從可實(shí)施性、安全性、施工質(zhì)量、成本等方面分析，通過對(duì)三個(gè)方案的綜合比較分析，方案三更具優(yōu)勢(shì)，因此，選定方案三為最佳方案。3、方案實(shí)施需要解決的問題六、制訂對(duì)策表序號(hào)方案要素對(duì)策目標(biāo)措施地點(diǎn)完成時(shí)間負(fù)責(zé)人確定整體布召開QC小組會(huì)議確定合理的吊具實(shí)地考察梁板各會(huì)議室1部尺寸和安裝施2017-6-10范青武局方案，集體討論形式預(yù)制場(chǎng)工現(xiàn)場(chǎng)情況具體圖紙?jiān)O(shè)由廠家負(fù)責(zé)主要設(shè)計(jì)符合本標(biāo)段根據(jù)梁板各部尺2預(yù)制箱梁吊裝要寸畫出吊具各部辦公室2017-6-11范青武計(jì)設(shè)計(jì)工作求的吊具的圖紙召開QC小組會(huì)議吊具與梁板沖突，設(shè)想使用過程的部位進(jìn)行重新中可能出現(xiàn)的問確保

13、吊具與梁板會(huì)議室3設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)，并針對(duì)邊2017-6-20毛金龍題，并有針對(duì)性能夠適配辦公室梁修改圖紙確保的對(duì)圖紙進(jìn)行優(yōu)起吊時(shí)穩(wěn)定化4材料選購按設(shè)計(jì)圖紙確定確保選購的材料由主要設(shè)計(jì)人員工廠2017-6-30段秀智吊具材料滿足設(shè)計(jì)要求對(duì)材料進(jìn)行把關(guān)按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行確保吊具符合設(shè)吊具每個(gè)部分生5吊具制造產(chǎn)完成后由廠家工廠2017-7-10范青武吊具的制造計(jì)要求進(jìn)行檢驗(yàn)將吊具運(yùn)到施工測(cè)試吊具是否達(dá)如出現(xiàn)問題，對(duì)6吊具測(cè)試照?qǐng)D紙進(jìn)行分析施工現(xiàn)場(chǎng)2017-7-20毛金龍現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試到設(shè)計(jì)目標(biāo)并查找原因針對(duì)測(cè)試時(shí)遇到進(jìn)一步提高配吊測(cè)試、發(fā)現(xiàn)問題效果評(píng)估、具的安全質(zhì)量、分析、改進(jìn)，辦公室7的問題進(jìn)行分析201

14、7-8-15范青武改進(jìn)兼容性和操作效不斷循環(huán)直至達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)，提出改進(jìn)措施率到設(shè)計(jì)目標(biāo)制表：劉沁日期：2017年9月1日七、按對(duì)策表實(shí)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(tǒng)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(xiàn)有設(shè)備，預(yù)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7-1 吊具整體布局方案實(shí)施結(jié)果：經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)考察，在檢查了現(xiàn)有機(jī)具后表明此整體布局方案科學(xué)合理，無需對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改裝即可使用。2、具體圖紙?jiān)O(shè)計(jì)確定整體布局方案后，由QC小組組長范青武聯(lián)系廠家代表，通過翻閱圖紙、現(xiàn)場(chǎng)考察，確定了我標(biāo)段預(yù)制箱梁的各部尺寸，為吊具的具體設(shè)計(jì)

15、做好了充分的準(zhǔn)備。經(jīng)過一個(gè)星期的努力，繪制出了具體圖紙。圖7-2 吊具圖紙?jiān)O(shè)計(jì)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(shè)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(jī)吊鉤鉸接，以確保梁板與地面有夾角時(shí)架橋機(jī)的鋼絲繩和吊鉤能始終處于垂直狀態(tài)。梁板放置在上吊梁和底梁之間，通過上吊梁上的手動(dòng)頂緊裝置固定牢固，手動(dòng)頂緊裝置采用旋擰式，上吊梁預(yù)留孔位內(nèi)部設(shè)置螺紋，頂緊桿使用螺桿，底部采用橡膠防滑材料。使用時(shí)，架橋機(jī)將吊具下放至地面，拆除底梁上的兩個(gè)銷軸，待梁板運(yùn)輸?shù)轿缓?，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(shí)施結(jié)果：底梁、上

16、吊梁均有梁板限位裝置，極大的提高了梁板起吊時(shí)的穩(wěn)定性，使用拉板裝置連接避免了梁板在起吊時(shí)的損傷，本課題制定的安全、質(zhì)量?jī)纱竽繕?biāo)得以實(shí)現(xiàn)。3、設(shè)計(jì)優(yōu)化由于邊梁與中梁兩側(cè)翼緣板長度不同，在起吊邊梁時(shí)拉板裝置會(huì)與翼緣板發(fā)生沖突，無法將梁板放入吊具內(nèi)。圖7-3 邊梁吊具圖紙?jiān)O(shè)計(jì)圖7-5 吊具實(shí)物圖為了兼容左邊梁和右邊梁，上吊梁外側(cè)增加了兩個(gè)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(shí)確保梁板重心與架橋機(jī)鋼絲繩重合，保證起吊平穩(wěn)。實(shí)施結(jié)果：通過設(shè)計(jì)優(yōu)化，預(yù)制箱梁高低吊安裝專用吊具能夠滿足我標(biāo)段各種規(guī)格預(yù)制箱梁的吊裝需求。4、材料選購經(jīng)受力驗(yàn)算，吊具部分結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力超過了205MPa，超過

17、了Q235鋼材的承載力，因此主結(jié)構(gòu)的材料均采用Q345B鋼材，其力學(xué)性能及規(guī)范如下：表7-1 Q345B鋼材力學(xué)性能表(GB/T1591-1994)力學(xué)性能質(zhì)量屈服點(diǎn)s/MPa沖劑吸收功（縱向）鋼號(hào)抗拉強(qiáng)度b伸長率Akv/J等級(jí)厚度（直徑、邊長）/mm/MPa5/MPa+200161635355050100Q345B3453252952754706302134實(shí)施結(jié)果：選用的Q345B鋼材力學(xué)性能能夠滿足設(shè)計(jì)和使用需求。5、吊具制造吊具制造由廠家負(fù)責(zé)，QC小組組長范青武全程與廠家代表進(jìn)行溝通并負(fù)責(zé)制造完成后的成品檢驗(yàn)。實(shí)施結(jié)果：吊具各部尺寸符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。6、吊具測(cè)試圖7-6 吊具測(cè)試201

18、7年7月19日吊具進(jìn)場(chǎng)，20日進(jìn)行了測(cè)試。運(yùn)梁車將梁板運(yùn)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(xù)提升，直至梁板前端底部高于蓋梁頂部后，將梁板前移，梁板后端移出蓋梁垂直投影之外后再繼續(xù)提升，直至高于蓋梁頂部后調(diào)整位置并下放至支座上。實(shí)施結(jié)果：吊具基本能夠滿足梁板吊裝需求。7、效果評(píng)估、改進(jìn)在吊具測(cè)試時(shí)，小組成員發(fā)現(xiàn)上吊梁上的手動(dòng)頂緊裝置與梁板頂部的負(fù)彎矩張拉槽存在沖突，實(shí)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(diào)整了手動(dòng)頂緊裝置的位置，改善了吊具的兼容性，提高了操作效率。實(shí)施結(jié)果：吊具的安全、質(zhì)量、兼容性和操作效率達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。八、效果檢查通過QC小組兩個(gè)多月的不懈努力，預(yù)制箱梁高低吊安裝專用吊具研發(fā)成功。該吊具成功應(yīng)用于甬臺(tái)溫高速公路復(fù)線溫州瑞安至蒼南段工程土建施工第4施工標(biāo)段梁板安裝施工中，實(shí)踐證明該吊具具有安全性高、兼容性好的優(yōu)點(diǎn)，降低了翼緣板損傷率，提高了梁板安裝施工質(zhì)量，確保了施工安全。1、預(yù)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(shè)計(jì)，摒棄了鋼絲繩的使用，通過插銷鉸接的方式給梁板起吊時(shí)預(yù)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(yù)制箱梁高