鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆混凝土模板支撐體系新方法的研究

1、鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆混凝土模板支撐體系新方法的研究 小組名稱： 天元十O八項(xiàng)目QC小組 課題類型： 創(chuàng)新型 活動時(shí)間： 2014年11月至2015年1月目 錄1.工程概況12.小組概況13.課題選擇24.目標(biāo)確定35.提出方案并確定最佳方案56.制定對策表77.對策實(shí)施88.效果檢查129.鞏固措施1510.總結(jié)和下一步計(jì)劃161、 工程概況臨沂眾泰汽車制造基地是臨沂市重點(diǎn)工程，工程位于臨沂經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，分為7米層、13.5米層、14.5米層三個(gè)結(jié)構(gòu)層，建筑面積共計(jì)20017。結(jié)構(gòu)類型為鋼框架現(xiàn)澆板結(jié)構(gòu)，鋼梁梁截面規(guī)格主要為H400×200×8×12mm。樓面主次鋼梁頂平

2、齊，沿縱向隔2米布置1道次梁，結(jié)構(gòu)樓板厚120mm。圖一 涂裝車間-剖面圖圖二 7m結(jié)構(gòu)層施工圖2、 小組概況 QC小組概況表 表1制表人：周夢圓 制表時(shí)間：2014.11.1 小組活動計(jì)劃進(jìn)度表 表2制表人：周夢圓 制表日期：2015.1.313、 課題選擇 為便于選擇課題，小組成員采用頭腦風(fēng)暴法，針對本工程的難點(diǎn)及重點(diǎn)進(jìn)行分析討論。認(rèn)為以下三個(gè)方面是影響本工程工期及質(zhì)量的主要問題。一、預(yù)埋件的安裝合格率。電泳基礎(chǔ)、漆泥處理間設(shè)備基礎(chǔ)、各結(jié)構(gòu)層，有大量的各不相同的預(yù)埋件。放線、提料以及安裝施工難度大，因此是本工程的施工難點(diǎn)。 二、本工程超厚膜型環(huán)氧地面。應(yīng)用于整個(gè)涂裝車間樓（地）面，根據(jù)機(jī)械

3、工業(yè)第九設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)效果，基層表面的平整度：用水平檢測尺檢驗(yàn)基層表面的平整處是否符合規(guī)范要求，平整度誤差±3mm，工程量較大，技術(shù)要求高，所以也是本工程的施工難點(diǎn)之一。三、涂裝車間鋼框梁混凝土結(jié)構(gòu)層樓面。結(jié)構(gòu)層層高7m，結(jié)構(gòu)面積20017m2，底層需要設(shè)置施工通道，若采用傳統(tǒng)滿堂腳手架模板施工支撐體系，很難滿足施工要求。同時(shí)還會延誤電泳基礎(chǔ)、設(shè)備基礎(chǔ)、地面的施工工期。所以需要比較專業(yè)的技術(shù)力量攻關(guān)，同樣是本工程的施工難點(diǎn)。 QC小組針對以上三個(gè)問題進(jìn)行了深入的研討與分析，提出了相對應(yīng)的三種課題，并對課題進(jìn)行了對比分析。 課題選擇表 表3課題名稱甲方、設(shè)計(jì)要求工期、質(zhì)量要求技術(shù)含量課

4、題緊迫性結(jié)論提高預(yù)埋件安裝合格率該工程電泳基礎(chǔ)電泳基礎(chǔ)、漆泥處理間設(shè)備基礎(chǔ)、樓（地）面，有大量的各不相同的預(yù)埋件，為追求高精度，高水準(zhǔn)的安裝預(yù)埋件，建設(shè)方提出驗(yàn)收合格率不低于95%的技術(shù)要求，因此如何提高安裝合格率具有較高的挑戰(zhàn)性。該課題主要從施工方面進(jìn)行分析研究，以提高工作質(zhì)量，降低工程成本預(yù)埋件的一次驗(yàn)收合格率，施工工程量大，技術(shù)含量一般。電泳基礎(chǔ)、樓（地）面只有在道路暢通和模板支設(shè)完成后才能安裝，較樓（地）面在分項(xiàng)銜接上上緊迫性稍小不選擇鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆混凝土模板支撐體系新方法的研究本工程結(jié)構(gòu)層層高7m，結(jié)構(gòu)面積20017m2，計(jì)劃工期50天。無類似的施工案例可循，底層需要設(shè)置施工通道，若采用

5、傳統(tǒng)滿堂腳手架模板施工支撐體系，很難滿足施工要求。同時(shí)還會延誤其他分項(xiàng)工程施工進(jìn)度。所以需要比較專業(yè)的技術(shù)力量攻關(guān)本工程為整個(gè)工程最關(guān)鍵施工分項(xiàng)內(nèi)容，其施工方法對其他分項(xiàng)工程影響較大，是整個(gè)工程最重要的環(huán)節(jié)。根據(jù)設(shè)計(jì)造型要求，該工程結(jié)構(gòu)層面積大，層高高，無類似施工案例，施工中無可借鑒的經(jīng)驗(yàn)，需要我們攻克困難。模板支撐體系的選擇不但影響地面的同時(shí)施工，還影響結(jié)構(gòu)層的施工進(jìn)度對整個(gè)工程的后續(xù)施工影響大，需盡快解決施工難的問題。選擇制表人：周夢圓 制表時(shí)間：2014.11.1提高樓（地）面一次驗(yàn)收合格率本工程采用超厚膜型環(huán)氧地面，對基層平整度要求高。該工程工期緊迫，為不影響施工進(jìn)度，同時(shí)保證地面基層

6、質(zhì)量，需先進(jìn)行結(jié)構(gòu)層的施工，增大了難度該課題砼澆筑可借鑒以往施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工，技術(shù)含量較小。該課題需在上場地開闊的前提下實(shí)施，較支撐體系的選擇緊迫性稍小不選擇選定四、目標(biāo)設(shè)定 我們小組在目標(biāo)確認(rèn)前運(yùn)用調(diào)查表對同類工程傳統(tǒng)方式施工時(shí)間進(jìn)行了調(diào)查。 傳統(tǒng)支撐方式耗時(shí)調(diào)查表 表4傳統(tǒng)支撐方式施工周期施工總天數(shù)累計(jì)累計(jì)百分比滿堂腳手架搭設(shè)12.14-01.304878%模板支設(shè)01.10-01.314980%鋼筋綁扎01.12-01.314980%模板拆除01.27-02.1160100% 制表人：林祥坤 制表時(shí)間：2014.11.101、 課題目標(biāo) 由傳統(tǒng)支撐方式的調(diào)查可以看出，影響工期關(guān)鍵因素為模

7、板支撐體系施工周期較長，并且按照傳統(tǒng)方式施工很難按施工節(jié)點(diǎn)完成施工。所以本次QC活動確定課題目標(biāo)為：鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆混凝土模板支撐體系的新施工技術(shù)研究成功。2、 目標(biāo)值： 確保結(jié)構(gòu)層在40天內(nèi)完成施工。3、目標(biāo)可行性分析：公司領(lǐng)導(dǎo)非常重視，在公司總工指導(dǎo)下，組織編制專項(xiàng)施工方案，經(jīng)監(jiān)理審核、甲方批準(zhǔn)切實(shí)可行。方 案保 障項(xiàng)目部成立工程領(lǐng)導(dǎo)小組，項(xiàng)目總工任組長，集中技術(shù)力量組織創(chuàng)新，在組織上有了保障。組 織保 障結(jié)構(gòu)層40天內(nèi)完成施工本QC小組成員具有多年的施工經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)水平得到有效保障。技 術(shù)保 障公司有完善的質(zhì)量保證管理體系，是一切質(zhì)量工作的理論指導(dǎo)依據(jù)。體 系保 障五、提出方案并確定最佳方案1、

8、提出施工方案全體QC小組成員于2014年11月15日，運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法提出自己的想法和意見，總結(jié)出三種施工方法并將結(jié)果整理分析如下：序號可解決問題的方法綜合分析結(jié)論施工流程施工工期可實(shí)施性經(jīng)濟(jì)性預(yù)計(jì)有效性1馬鞍型鋼筋支架支撐材料驗(yàn)收工字鋼梁制作馬鞍型鋼筋架制作彈線放樣馬鞍型鋼筋架安裝工字鋼梁安裝木枋鋪設(shè)模板鋪設(shè)鋼筋綁扎混凝土澆搗養(yǎng)護(hù)拆模施工進(jìn)度慢，可夜間施工，但高空作業(yè)施工經(jīng)驗(yàn)欠缺強(qiáng)度高，工序交接穿插多，高空作業(yè)危險(xiǎn)系數(shù)高，配合難度較大投入大增加鋼筋及工字鋼費(fèi)用，周轉(zhuǎn)使用率低效果一般不采用2木結(jié)構(gòu)桁架支撐材料驗(yàn)收制作木枋桁架安裝木枋桁架并臨時(shí)固定支設(shè)水平連系木枋木枋鋪設(shè)模板鋪設(shè)鋼筋綁扎混凝土澆搗

9、養(yǎng)護(hù)拆模施工進(jìn)度慢，可夜間施工，但高空作業(yè)危險(xiǎn)系數(shù)高未用過，強(qiáng)度及撓度較差，工序交接穿插多，配合難度較大投入大增加木枋及制作安裝的費(fèi)，周轉(zhuǎn)使用率低效果一般不采用3鋼梁下翼緣腳手架自支撐材料驗(yàn)收鋼梁下翼腳手架搭設(shè)套筒安裝U型上托安裝木方鋪設(shè)模板鋪設(shè)鋼筋綁扎混凝土澆搗養(yǎng)護(hù)拆模施工進(jìn)度快，可夜間施工，高空作業(yè)施工經(jīng)驗(yàn)相對豐富強(qiáng)度高，工序單一，高空作業(yè)專業(yè)化。周材使用量減少，其他材料周轉(zhuǎn)使用率增加效果良好擬采用 施工方案分析表 表5制表人：周夢圓 制表時(shí)間：2014.11.152、 擬采用方案 通過上述分析，擬采用鋼框梁下翼緣鋼管扣件式自支撐施工方法，解決鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆混凝土模板支撐體系的工期問題。3、

10、方案具體化 方案制定：兩次梁間橫向設(shè)置架桿，橫向架桿上垂直設(shè)置套筒用扣件與橫桿卡緊，垂直于套筒縱向設(shè)置兩根通長架桿與套筒用扣件卡緊，形成一個(gè)三維穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)（如下圖四）。圖四 最佳方案分析配置圖4、 支撐體系荷載驗(yàn)算鋼框梁橫向間距為2m，縱向間距為6m。鋼梁下翼橫桿間距800mm，上部縱桿間距300mm。方木尺寸采用50×80mm規(guī)格，架桿采用48×3.8mm規(guī)格，扣件采用鑄鐵扣件。 鋼框架施工計(jì)算 架桿按單跨簡支梁進(jìn)行計(jì)算，間距為800mm。架桿上間距300mm鋪設(shè)方木或架桿?；炷良笆┕ず奢d按多點(diǎn)集中荷載作用在架桿上進(jìn)項(xiàng)計(jì)算。 （1）荷載計(jì)算 1）模板自重標(biāo)準(zhǔn)：X1=2&

11、#215;0.25=0.5kN/m。 2）混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值：X2=0.012×24×2=0.576kN/m。 3）架體結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值：X3=1×2=2kN/m。 4）板中鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值：X4=0.012×12×2=0.288kN/m。 5）施工人員及設(shè)備活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：X5=2×0.85=1.7kN/m。 以上前四項(xiàng)為恒載，取分項(xiàng)系數(shù)1.2；最后一項(xiàng)為活載，取分項(xiàng)系數(shù)為1.4；則荷載設(shè)計(jì)值為： g=（X1+X2+X3+X4）×1.2=4.04kN/m。 q=X5×1.4=2.38kN/m。 則架桿上單點(diǎn)集中荷載設(shè)計(jì)值

12、為： P=（g+q）L=（4.04+2.38）×0.8=5.136kN。取P=5.1kN進(jìn)行計(jì)算。 跨中最大彎矩計(jì)算公式如下： M max=（PL2）/8=(5.1×0.82)/8=0.408kN·m。（2） 抗彎強(qiáng)度計(jì)算 鋼管截面模量，W=5080mm3 Q235鋼抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f=205N/mm2 驗(yàn)算抗彎強(qiáng)度： =M/W=0.408×106/5080=80.3205N/mm2 所以滿足要求。（3） 撓度驗(yàn)算 鋼材彈性模量：E=2.06×105N/mm2 鋼管慣性矩：I=12.19cm4； 容許撓度：V =L/150與10mm 驗(yàn)算撓度：

13、 V=5P標(biāo)L4/PEI=5×5.064×8004/5.1×2.06×105×12.19×104=8.0110mm 所以滿足要求（4） 扣件的抗滑承載力驗(yàn)算 縱向或橫向水平與立桿連接時(shí)，其扣件的抗滑承載力應(yīng)符合下式規(guī)定：RRc式中： R縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值取5.1kN Rc扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值，應(yīng)按JGJ 1302011規(guī)范取8.0kN。所以滿足要求。 經(jīng)過荷載計(jì)算，我們得出新支撐體系的抗彎強(qiáng)度、撓度、扣件抗滑承載力等要素均滿足規(guī)范要求。 5、 方案具體分析： 2014年12月1日，小組成員召開諸葛亮?xí)?，根?jù)選定

14、的方案、工藝流程及樣板制作情況多次討論，并與有關(guān)專家研究，最終確定方案實(shí)施過程中以下四個(gè)為主要控制要素。 主要控制要素表 表7 制表人：周夢圓 制表時(shí)間：2014.12.1 方案分析表 表8制表人：周夢圓 制表時(shí)間：2014.12.16、 制定對策表根據(jù)提出的四項(xiàng)控制要素，我們按照5W1H原則制定了對策表： 對策表 表9制表人：周夢圓 制表時(shí)間：2014.12.1七、對策實(shí)施實(shí)施一.鋼梁下翼緣腳手架搭設(shè)方案論證針對鋼梁下翼緣腳手架搭設(shè)這一要因，我們小組由孟浩編制涂裝車間鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆面模板支撐體系專項(xiàng)施工方案進(jìn)行審批，通過計(jì)算得出荷載、抗彎強(qiáng)度、撓度、扣件抗滑承載力等要素均滿足規(guī)范要求，經(jīng)公司質(zhì)量

15、安全部和監(jiān)理單位審批通過后實(shí)施。檢查結(jié)果為方案順利通過審批，通過論證新的鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆面模板支撐體系施工方案切實(shí)可行。圖四 方案審批表實(shí)施二.無施工經(jīng)驗(yàn) 針對無施工經(jīng)驗(yàn)這一要因，我們QC小組成員將工程施工細(xì)化，對鋼梁下翼緣腳手架搭設(shè)進(jìn)行技術(shù)交底，并在現(xiàn)場做出樣板。由林祥坤組織QC小組人員對操作工人進(jìn)行現(xiàn)場問答及操作考核，考核合格率為100%圖五 技術(shù)交底及現(xiàn)場工人制作樣板間實(shí)施三.扣件質(zhì)量 針對扣件質(zhì)量這一要因，材料管理員劉騰達(dá)進(jìn)行進(jìn)場扣件質(zhì)量檢查，要求供應(yīng)商提供質(zhì)量鑒定報(bào)告和合格證。由王世來進(jìn)行現(xiàn)場扣件質(zhì)量檢查，檢查合格率為100%。圖六 鋼管腳手架扣件檢驗(yàn)報(bào)告實(shí)施四.扣件螺栓擰固扭矩值 針對扣

16、件螺栓扭矩值這一要因，我們組織QC活動小組成員劉偉超和操作工人同時(shí)進(jìn)行扣件擰緊扭矩檢查。檢查結(jié)果均在40N·m至65N·m之間。圖七 現(xiàn)場檢查扣件擰固八、效果檢查1、效果檢查 效果檢查表 表9研究成果施工周期施工總天數(shù)累計(jì)百分比鋼梁自支撐腳手架搭設(shè)12.14-12.281448%模板支設(shè)12.19-12.291552%鋼筋綁扎12.21-12.291552%鋼梁自支撐腳手架拆除01.05-01.1129100% 制表人：林祥坤 制表日期：2015.1.12圖八 工期柱狀圖 該施工方法通過在臨沂眾泰汽車項(xiàng)目涂裝車間施工中的應(yīng)用，證明理論計(jì)算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，施工方法可行。 通過剛

17、梁下翼緣自支撐腳手架模板支撐體系的實(shí)施，縮短了工程施工工期，并且超出了我們最初制定減少施工工期20天的課題目標(biāo)，節(jié)約工程成本，得到了建設(shè)方及各方的高度贊譽(yù)，為公司以后在鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆混凝土工程模板支撐體系的施工奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。圖九 證明文件2 、經(jīng)濟(jì)效益評估傳統(tǒng)的滿堂腳手架支撐方案與鋼結(jié)構(gòu)自支撐方案的效益比較見下表： 方案效益比較表 表10方案滿堂腳手架支撐方案鋼結(jié)構(gòu)自支撐方案時(shí)間效益施工天數(shù)/d6029節(jié)約天數(shù)/d-31工期節(jié)約率/百分比-52經(jīng)濟(jì)效益鋼管租賃費(fèi)/元31526856598扣件租賃費(fèi)/元8807512771搭設(shè)、拆除費(fèi)/元8006800鋼架排租賃費(fèi)/元600510套筒租賃費(fèi)/元06531合計(jì)/元126407475899費(fèi)用節(jié)約額/元-1188174費(fèi)用節(jié)約率/元-94 制表人：周夢圓 制表時(shí)間：2015年1月27號圖十 經(jīng)濟(jì)效益評估9、 鞏固措施 在此基礎(chǔ)上我們小組制定了以下鞏固措施： 對小組活動成果進(jìn)行了總結(jié)