超高層退臺式建筑升降機施工技術研究QC成果報告

1、超高層退臺式建筑升降機施工技術研究 單 位： 山東天齊置業(yè)集團股份有限公司 小組名稱：山東天齊集團淄博分公司QC小組 小組類型： 創(chuàng)新型 發(fā) 布 人： 田冰潔 超高層退臺式建筑升降機施工技術研究山東天齊集團淄博分公司QC小組一、小組簡介小組名稱山東天齊集團淄博分公司QC小組成立時間2004.3.26活動課題超高層退臺式建筑升降機施工技術研究活動時間2012.11.122013.10.30小組編號TQQCXZ-2004-03課題編號TQQCKT-2012-010課題類型創(chuàng)新型小組人數(shù)7人出勤率98%姓 名年齡學歷職稱職務小組分工郭能剛38本科工程師組長組織協(xié)調(diào)謝東鋒32本科工程師副組長技術主管田

2、冰潔27本科助理工程師組員資料整理楊樹林29?？浦砉こ處煾苯M長組織實施羅大永38專科助理工程師組員分析實施宗 學39?？浦砉こ處熃M員分析實施劉 凱36本科助理工程師組員分析實施制表：田冰潔 日期：2012.11.13二、 工程概況匯金大廈工程位于淄博市張店區(qū)柳泉路與魯泰大道交叉口東北角，總建筑面積為118561平方米。本工程地下兩層（公寓式辦公樓部分地下三層，并設架空層），主樓三十六層，結構高度為153.95米，采用框架核心筒結構，七層以下采用型鋼混凝土框架柱，基礎形式為樁筏基礎；裙房地上五層，結構高度為22.800米，采用框架結構，基礎形式為柱下獨立基礎封土板；公寓式辦公樓地上二十四層，

3、結構高度77.270米，采用剪力墻結構，基礎形式為筏板基礎。匯金大廈主樓外立面圖從上圖可以看出，本工程四個外裝門面呈退臺式收進，分多次收進，126層垂直上升，2733層收進3420mm，3436層收進1730mm，屋面收進2740mm，根據(jù)升降機位置與建筑物的關系，本工程升降機標準節(jié)中心距建筑物最遠距離為10.94m。由于升降機標準附墻架可滿足升降機標準節(jié)中心與建筑物附著點的水平距離為3400mm-4100mm之間進行調(diào)整，遠小于本工程升降機標準節(jié)中心點距建筑物距離的要求，采用標準附墻架無法對升降機進行拉結固定。三、選擇課題高層建筑工程裝飾階段施工時，為滿足人員、材料垂直運輸要求，需要安裝升降

4、機，許多建筑由于外形要求，常出現(xiàn)外立面退臺的情況。由于退臺層以上部分升降機標準節(jié)中心距建筑外立面距離過大，超過標準附墻架有效長度，所以，對于退臺層以上的物料運輸，提出了新要求。2012年11月，山東天齊集團淄博分公司組織相關人員成立了超高層退臺式建筑升降機施工技術研究QC課題組，對該問題進行了專項技術研究。四、設定目標1、確定目標退臺層以上物料垂直運輸問題創(chuàng)新研究，在滿足安全的前提下，實現(xiàn)良好的經(jīng)濟效益。2、確定目標值通過我QC小組集思廣義，決定以裝飾階段的垂直運輸費用來作為課題目標值。根據(jù)對普通外立面的裝飾階段垂直運輸費用進行分析，相近高度工程的單臺升降機（SC200中速變頻）費用如下表所示

5、： 升降機費用分析表 序號項 目費 用備 注1升降機進出場及安、拆費1、進出場費4800元；2、100m內(nèi)安拆費11000元；3、標準節(jié)增加安拆費36節(jié)500元/節(jié)=18000元；4、扶墻器增加安拆費12道500元/道=6000元；5、合計：39800元根據(jù)我公司設備管理公司設備及周轉材料經(jīng)營管理制度條規(guī)定2租賃費1、100m以內(nèi)升降機日租金690元；2、增加標準節(jié)日租金36節(jié)6元/節(jié)=216元；3、增加扶墻器日租金12道5元/道=60元；4、合計：966元/天實際租期220天3維修、保養(yǎng)費根據(jù)實際發(fā)生費用測算共12000元4合計39800+966220+12000=264320元本工程合同要

6、求2013年10月27日必須達到竣工驗收條件，根據(jù)進度計劃安排，裝飾階段施工工期約為210天，普通外立面單臺升降機使用約計25萬元?？紤]本工程為退臺式結構，退臺層以上物料垂直運輸成本顯著增加。確定本QC活動目標值：裝飾階段垂直運輸費用40萬元。五、提出方案并確定最佳方案 （一）提出方案由于退臺層以上升降機附墻架長度不足致使導軌架無法繼續(xù)升高，從而導致物料無法運到退臺層以上部位，影響施工的順利進行，為解決這一難題，QC小組成員召開專題會議，通過頭腦風暴法，集思廣益，對退臺層以上升降機施工展開討論，共歸納總結出四種方案：方案一：退臺層處增設升降機法方案二：電梯井內(nèi)設升降機法方案三：退臺層處增設型鋼

7、格構柱法方案四：加長附墻架加固法（二）方案介紹方案一：該種方案主要是在退臺層處增設升降機，以解決退臺層以上部位物料的垂直運輸。為避免對退臺層屋面結構造成破壞，在退臺層屋面升降機底部增設工字鋼25進行加固。退臺層處增設升降機示意圖方案二：電梯井內(nèi)設升降機法該方案充分利用電梯井上下豎直的構造特點，根據(jù)電梯井尺寸由升降機生產(chǎn)廠家專門設計、制作轎廂、附著等，由生產(chǎn)廠家進行安裝、拆卸。圖中：1. 導軌架 2.防護欄桿 3.吊籠 4.司機室 5.緩沖裝置 6.護欄底盤 7.砼基礎吊籠安裝后立面示意圖方案三：退臺層處增設型鋼格構柱法該方案在退臺層的樓面上增設鋼格構柱，鋼格構柱與主體結構通過扶墻連接牢固，升降

8、機導軌架與鋼格構柱通過原廠扶墻連接牢固。退臺層處設鋼格構柱示意圖方案四：加長附墻架加固法該方案先加工一個鋼結構體系，該鋼結構體系自主體結構懸挑出去并與主體混凝土結構固定牢固，將升降機原廠附墻架與該鋼結構連接。加強附墻架加固示意圖（三）方案比較方案一（退臺層處增設升降機）分析表序號項 目分析1安全性 升降機落于退臺層處屋面板上，由于提升高度54m時升降機整機自重11.7T，加上施工荷載，超過退臺層屋面荷載，必須對樓面進行加固方可安裝升降機。2適用性 上、下兩臺升降機運輸能力相同，能滿足物料垂直運輸要求，但運輸過程中需要二次倒運。3難易性 退臺層處由于升降機荷載超過樓面荷載，需對退臺層處升降機底座

9、處結構進行加固，經(jīng)核算，導軌架底設兩道25#工字鋼能滿足要求，并且退臺層以上升降機本身上、下運輸比較繁瑣，安裝、拆除都比較復雜。4經(jīng)濟性 由于增加升降機后，相應租賃費用、結構加固費用、材料二次搬運費用相應增加。相關費用統(tǒng)計如下：進出場及安拆費： 1、進出場費4800元/臺2臺=9600元； 2、100m內(nèi)安拆費11000元/臺2臺=22000元； 3、退臺層處安、拆費增加20000元； 4、小計：51600元租賃費用： 1、100m以內(nèi)升降機日租金690元/臺天2臺=1380元/天； 2、按計劃工期210天計：1380元/天210天=289800元結構加固費用：約計30000元維修保養(yǎng)費用：1

10、2000元/臺2臺=24000元二次搬運費用：200元/天人210天4人=168000元 費用合計：51600+289800+30000+24000+168000=563400元5工期 只要安排專人負責兩臺升降機之間的物料倒運，并不降低物料運輸能力，對工期不產(chǎn)生影響。6評價 本方案適用性強、工期有保證，通過樓面加固措施后，安全也能保證；但安、拆及上下運輸繁瑣；使用過程中輔助費用顯著增加，不經(jīng)濟。制表：田冰潔 日期：2012.11.20方案二（電梯井內(nèi)設升降機）分析表序號項目分析1安全性 由廠家根據(jù)實際情況進行設計，安全有保證。2適用性 一般的高層、超高層工程，由于電梯井上下豎直，均可采用，但無

11、法到達屋面，屋面施工時材料運輸困難。3難易性 由于受電梯井結構形式限制，設計、安裝、拆除以及維修保養(yǎng)均較復雜。4經(jīng)濟性 由于每個工程電梯井尺寸均不相同，需根據(jù)每個工程專門設計及定制，使費用顯著增加。每個電梯井僅能安裝一臺單籠的升降機，并且，由于無法提升至屋面，屋面及設備層施工材料必須采取塔機或人力倒運，顯著增加運輸費用。相關費用統(tǒng)計如下： 進出場及安拆費：由于每個電梯井僅能安裝一臺單籠的升降機，按2臺計1、進出場費4800元/臺2=9600元；2、100m內(nèi)安拆費11000元/臺2臺=22000元；3、100m以上標準節(jié)增加安拆費36節(jié)500元/節(jié)2=36000元；4、100m以上扶墻器增加安

12、拆費12道500元/道2=12000元；5、經(jīng)向升降機生產(chǎn)廠家咨詢，單獨定制的升降機比正常安裝的升降機額外增加費用100000元/臺2臺=200000元； 小計：9600 +22000 +36000 +12000 +200000 =279600元租賃費用：1、100m以內(nèi)升降機日租金690元/臺天2臺=1380元/天；2、增加標準節(jié)日租金36節(jié)6元/節(jié)天2=432元/天；3、增加扶墻器日租金12道5元/道天2=120元/天；4、小計：1932元/天按計劃工期210天計：1932元/天210天=405720元維修保養(yǎng)費用：22000元/臺2臺=44000元屋面及設備層材料運輸增加：214.44元

13、/101600=34310元 費用合計：279600+405720+44000+34310=763630元5工期 由于受電梯井內(nèi)凈尺寸影響，加工的吊籠尺寸要小得多，即便安裝2臺升降機，與1臺普通的雙龍升降機比較，運輸能力仍有欠缺，工期可能會受影響。6評價 本方案安全性高，適用性一般，設計、安裝、維護均較復雜，經(jīng)濟性差，工期易受影響。制表：田冰潔 日期：2012.11.20方案三（退臺層處增加格構鋼柱）分析表序號項目分析1安全性 鋼格構柱采用標準節(jié)搭設，便于上下運輸及安、拆作業(yè)，鋼格構柱自重6.7T，加上其他構造措施增加荷載，超過退臺層屋面荷載，必須對退臺層樓面進行加固方可安裝。由于格構柱與主體

14、結構通過拉桿固定牢固后，形成一個穩(wěn)定的結構體系，升降機通過原廠附墻架牢固在格構柱上，能夠確保安全。2適用性 能夠一次性將物料運輸至相應樓層，滿足物料運輸需求。3難易性 退臺層處安裝鋼格構柱處需對原結構樓面進行加固，鋼格構柱與建筑結構之間、升降機與鋼格構柱之間需2次扶墻連接，并且拆、裝、運輸比較繁瑣。4經(jīng)濟性 由于增加鋼格構柱后，相應租賃費用、結構加固費用、附墻架費用均投入較大。相關費用統(tǒng)計如下：進出場及安拆費：1、進出場費4800元；2、100m內(nèi)安拆費11000元；3、100m以上標準節(jié)增加安拆費36節(jié)500元/節(jié)2=36000元；4、100m以上扶墻器增加安拆費12道500元/道2=120

15、00元； 小計：4800 +11000+36000 +12000=63800元租賃費用：1、100m以內(nèi)升降機日租金690元/天；2、增加標準節(jié)日租金36節(jié)6元/節(jié)天2=432元/天；3、增加扶墻器日租金12道5元/道天2=120元/天；4、小計：1242元/天按計劃工期210天計：1242元/天210天=260820元結構加固費用：約計30000元維修保養(yǎng)費用：18000元 費用合計：63800+260820+30000+18000=372620元5工期 一次性將物料運輸至相應的樓層，對工期無不利影響。6評價 本方案適用性強、工期有保證，通過樓面加固措施后，安全也能保證；但安、拆及上下運輸繁

16、瑣；經(jīng)濟一般。制表：田冰潔 日期：2012.11.20方案四（加長附墻架加固法）分析表序號項目分析1安全性 加長附墻架主要承受自身重力及導軌架對它的水平作用力，需對附墻架本身強度及克服重力措施進行設計。2適用性 一次性將物料運輸至相應樓層，滿足物料運輸需求。3難易性 可在施工場地內(nèi)靈活加工，用塔吊整體吊運安裝，拆除時接料平臺架可鋪板搭設操作平臺，安拆均方便。4經(jīng)濟性 加長附墻架材料及安拆費均投入較少，造價低。相關費用統(tǒng)計如下：進出場及安拆費：1、進出場費4800元；2、100m內(nèi)安拆費11000元；3、100m以上標準節(jié)增加安拆費36節(jié)500元/節(jié)=18000元；4、100m以上扶墻器增加安拆

17、費12道500元/道=6000元； 小計：4800 +11000+18000 +6000=39800元租賃費用：1、100m以內(nèi)升降機日租金690元/天；2、增加標準節(jié)日租金36節(jié)6元/節(jié)天=216元/天；3、增加扶墻器日租金12道5元/道天=60元/天；4、小計：966元/天按計劃工期210天計：966元/天210天=202860元維修保養(yǎng)費用：12000元 費用合計：39800+202860+12000=254660元5工期 一次性將物料運輸至相應的樓層，對工期無不利影響。6評價 本方案適用性強、操作簡單、經(jīng)濟性好、工期有保證。安全性能通過合理設計并采取必要的構造措施后能夠有效保證。制表：

18、田冰潔 日期：2012.11.20（四）方案評估及選擇 針對以上四個方案的分析情況，分別從安全性、經(jīng)濟性、適用性、難易性和工期等五個方面采用加權評分法對四個方案進行評估，權重和為1，各項目分配分均為100，小組成員對各方案、各項目進行打分，匯總后如下表所示：序號項目權重方案一方案二方案三方案四退臺層處增設升降機法分配分實得分電梯井內(nèi)設升降機分配分實得分退臺層處增設型鋼格構柱分配分實得分加長附墻架加固法分配分實得分1安全性0.3較高10090高100100較高10090較高100902經(jīng)濟性0.3一般10080差10070較好10090好1001003適用性0.2強100100一般10080強1

19、00100強1001004難易性0.1較差10070較差10070較差10070好1001005工期0.1有保證100100有影響10080有保證100100有保證100100綜合得分0.3*90+0.3*80+0.2*100+0.1*70+0.1*100=880.3*100+0.3*70+0.2*80+0.1*70+0.1*80=820.3*90+0.3*90+0.2*100+0.1*70+0.1*100=910.3*90+0.3*100+0.2*100+0.1*100+0.1*100=97方案評估表制表：田冰潔 日期：2012.11.29根據(jù)評估表分析結果，方案四綜合得分最高，因此，確定方

20、案四為最佳方案。（五）方案分解根據(jù)確定的方案四加強附墻架加固法，小組成員展開討論，通過對預測結果的歸納總結，對方案進行了分解，分解圖如下：制圖：田冰潔 日期：2012.11.29（六）方案優(yōu)化根據(jù)方案分解圖，對方案進行進一步優(yōu)化：1、加長附墻架方案設計優(yōu)化對比分析表分解方案特點結論加長附墻架方案設計整體式加長附墻架為一個整體穩(wěn)定構件，架體前端連接原廠附墻架。設計及加工簡潔；整體性好、穩(wěn)定性高；使用過程中，主要檢查后端錨固部位；部分桿件可進行重復利用；造價低廉。采用組合式加長附墻架部分由多節(jié)拼接而成，節(jié)間采用螺栓連接，架體前端連接原廠附墻架。設計及加工復雜；使用過程中除對后端錨固部位的檢查外，對

21、連接結點的檢查尤其重要；可反復應用于其他工程；但造價較高。不采用制表：田冰潔 日期：2012.11.302、加長附墻架拆除對比分析表分解方案特點結論加長附墻架拆除整體吊運拆下的加長附墻架可直接在其他類似工程中使用。但由于裝飾階段施工時就已經(jīng)拆除塔機，要將附墻架安全運下須采用大型起重吊車或設計專門的外伸吊臂，用卷揚機吊下。但兩種方法產(chǎn)生的費用遠遠超過加長附墻架自身價值。不采用分體吊運將加長附墻架通過切割，劃整為零，隨著升降機拆除，將分割后的附墻架部件一并用吊籠運下。這樣，可以借助接料平臺支撐架體，搭設操作平臺，操作非常安全、方便。采用制表：田冰潔 日期：2012.11.303、確定最優(yōu)方案根據(jù)對

22、選擇方案的優(yōu)化對比分析結果，得出最優(yōu)方案如下圖所示：制圖：田冰潔 日期：2012.11.29六、制定對策表根據(jù)以上確定的方案， 制定對策表如下所示：對策表序號項目對策目標措施地點時間負責人1加長附墻架方案設計組織專業(yè)技術人員進行方案設計。利用一周時間完成方案設計，能夠指導施工。1、根據(jù)鋼結構長細比要求進行尺寸設計，建立計算模型。2、對設計的結構進行驗收復核。3、結合生產(chǎn)廠家建議及構造措施，對結構體系優(yōu)化定型?，F(xiàn)場總工辦辦公室2012.12.52012.12.15謝東峰2加長附墻架制作嚴格按設計圖紙加工制作。各桿件尺寸正確，焊接牢固。1、桿件加工2、焊接3、防銹處理施工現(xiàn)場2013.3.1520

23、13.3.24羅大永劉 凱3加長附墻架安裝嚴格按方案實施安裝作業(yè)。安裝水平位移控制在30mm內(nèi)。1、相應樓層彈十字控制線。2、塔吊配合吊裝就位。3、固定牢固。施工現(xiàn)場2013.4.12013.4.7羅大永宗 學4加長附墻架拆除由上到下、化整為零，隨導軌架逐步拆除。確保安全拆除。1、由上到下拆除。2、分割成小塊拆除施工現(xiàn)場2013.10.152013.10.17羅大永、劉凱、宗學制表：田冰潔 日期：2012.11.30七、按對策表實施根據(jù)制定的對策，進行分部實施。（一）實施一：組織專業(yè)技術人員進行方案設計1、附墻架加固部分尺寸設計根據(jù)附墻架的受力特點，附墻架主要承受水平面內(nèi)的作用力，因此，考慮將

24、附墻架加固部分設計成梯形鋼桁架結構。沿梯形高度方向按間距2300mm設置橫向連接，分割成的每個小梯形對角設斜桿連接，充分利用三角形的穩(wěn)定性，使整個梯形結構形成幾何不變體系，鋼桁架采用8910圓鋼管焊接而成，前端焊1004的方鋼管，便于與原廠附墻架連接。附墻架加固部分計算簡圖如圖所示。墻架加固部分計算簡圖2、附墻架加固部分結構體系驗算1）荷載計算根據(jù)生產(chǎn)廠家提供的升降機使用說明書，附墻架作用于建筑物上的力為F：F=（L60）/（B2.05）KN其中，L-升降機距離將加固點的距離B-附墻架的寬度F=（360060）/（14302.05）=73.68KN2）強度驗算采用8910鋼管I=（D4-d4）

25、/64=（894-694）/64=1.966106mm4A=（D2-d2）/4=（892-692）/4=2480.6mm2i=28.16mm=L/i=2500/28.16=99.36=0.645（a類）f=N/（A）=82000/（0.6452480）=51.25N/mm2205 N/mm2所以結構安全。3、附墻架加固部分結構體系優(yōu)化設計1）為保證附墻架加固部分整體剛度，考慮架體兩側增設兩根懸挑主梁，附墻架加固部分最終構造圖如圖所示附墻架加固部分構造圖附墻架三維模擬構造圖2）為保證加強附墻架與建筑結構連接成牢固的整體，必須在架體的關鍵位置設固定點。附墻架加固部分點位置如圖所示附墻架加固部分錨固

26、點布置圖實施效果：2012年12月20日，QC小組將設計圖紙報送集團公司總工辦，通過了公司總工程師的審核。（二）實施二：嚴格按設計圖紙加工制作2013年3月15日至24日，楊樹林組織人員根據(jù)審核通過的設計圖紙進行制作。1、根據(jù)設計圖紙，將鋼結構各桿件加工好；2、找一塊平整的硬化路面，將附墻架加固部分原位放樣在地面上；3、將各桿件按設計圖紙擺放好，由專業(yè)焊工進行焊接；4、焊接完成后，做好防腐防銹處理。焊接的附墻架加固部分如圖所示。附墻架加固部分制作完成效果實施效果：2013年3月25日，項目技術負責人謝東峰組織人員，對附墻架加固部分進行檢查、驗收，各部件連接吻合、牢固，加工質(zhì)量符合規(guī)范要求。（三

27、）實施三：嚴格按方案實施安裝作業(yè)附墻架加固部分定位放線在需安裝附墻架加固部分的結構面上彈設縱向、橫向兩條控制線，用于控制附墻架加固部分的平面位置。附墻架加固部分吊裝就位1、附墻架加固部分前端設兩個吊環(huán)，吊索采用直徑15mm的鋼絲繩，附墻架加固部分后端拴棕繩，用以控制牽引附墻架加固部分向樓內(nèi)運動；2、用塔吊吊起附墻架加固部分至安裝樓層上方，將牽引棕繩用鋼筋鉤鉤至建筑物內(nèi)，由專人負責牽引；3、信號指揮員用對講機指揮塔吊徐徐下落，牽引人員牽引附墻架加固部分后端移動至建筑物內(nèi)，后端橫梁落于放置于樓面的兩個滑板上；4、隨著牽引附墻架加固部分后端向建筑物內(nèi)移動，指揮塔吊緩慢下落，直至目測附墻架加固部分后端

28、到達指定位置，前端略高于后端；5、由兩人拿撬棍以剪刀撐形式將后端橫梁微微撬起，抽掉滑板后，將后端慢慢放至結構面；6、調(diào)整附墻架加固部分位置正確后，指揮塔吊將前端慢慢下落至結構面。附墻架加固部分平面定位如圖所示附墻架加固部分平面定位圖附墻架加固部分固定1、附墻架加固部分就位后，先固定后端，用水鉆緊貼鋼管在樓面上鉆孔，鉆孔時要保持豎直方向；樓板鉆孔如圖所示。2、鉆孔完成上下用16槽鋼夾緊，采用直徑24的螺栓穿樓板固定；螺栓固定節(jié)點如圖所示。 樓板鉆孔 螺栓固定節(jié)點圖實施效果：2013年4月1日至7日，由項目部、設備公司共同完成了對升降機及附墻架的安裝工作，整個安裝過程由現(xiàn)場安全員監(jiān)督實施，圓滿完成了安裝作業(yè)，達到了預定目標。附墻架搭設完成裝立面圖（四）實施四：由上到下、化整為零，隨導軌架逐步拆除1、裝飾施工完成后，附墻架由上到下逐步拆除。2、由于后端加固段體積大、重量重，用氣焊進行分割切除，并隨