外傾式非對稱鋼拱肋提升安裝新技術(shù)研究

創(chuàng)新型廣州市市政工程機械施工有限公司雙橋QC小組2016年5月5日1目錄一

二

三

四

五

六

七

八

九

十

十一

十二總結(jié)及今后方案鞏固措施提出方案確定最佳方案效果檢查關(guān)鍵環(huán)節(jié)優(yōu)化及對策實施制定對策設(shè)定課題目標打算確定課題活動計劃小組簡介工程概況確定2一、工程概述工程名稱蕉門河中心區(qū)雙橋項目車行橋工程地理位置項目位于廣州市南沙區(qū)蕉門中央商務(wù)區(qū)蕉門公園內(nèi)廣州南沙開發(fā)區(qū)蕉門中心區(qū)車行橋西連南府路，跨越蕉門河后，東接金嶺一橫路。設(shè)計起點為濱水大道與南府路交叉口以西40米處，設(shè)計終點為海濱路與金嶺一橫路交叉口以東119米。工程包括濱水大道與南府路交叉口及西側(cè)引道，車行橋，海濱路與金嶺一橫路交叉口及東側(cè)引道。路線全長480米，其中橋梁長231米，接線道路長249米

。工程概況結(jié)構(gòu)概況

車行橋采用外傾式非對稱系桿拱橋，結(jié)構(gòu)為空間非對稱受力體系

。安全獎項質(zhì)量獎項確?！皬V東省雙優(yōu)工程”獎項情況定“中國市政金杯獎”為目標3課題概述車行橋鋼拱肋概況主、副拱分別繞旋轉(zhuǎn)軸向面外旋轉(zhuǎn)16度

、18度而成。右側(cè)拱肋跨徑為的主跨跨徑155.5m，面內(nèi)矢高45m。右側(cè)拱肋主跨175.5m，面內(nèi)矢高54.

m。左側(cè)拱肋17段，右側(cè)拱肋19段，共36段

，最大節(jié)段重100T。4二、小組簡介課題名稱外傾式非對稱鋼拱肋提升安裝方法新技術(shù)研究廣州市市政工程機械施工有限公司雙橋QC小組小組名稱小組人數(shù)11人成立時間課題類型QC小組注冊時間活動時間2015年2月創(chuàng)新型4次2015年2月2015年2月至2016年1月月平均活動次數(shù)累計活動次數(shù)40次成員接受教育時間成員出席率98.6%人均48學(xué)時5小組成員序號性別QC教姓名學(xué)歷

項目崗位職稱組內(nèi)分工育123宋琢男

碩士項目總工組長250h220h90h高級工程師高級工程師助理工程師黃木榮

男

本科

項目副總工副組長陸文勝

男

本科彭鑫

男

本科預(yù)算員策劃實施456施工員技術(shù)員資料員策劃實施策劃實施實施90h90h80h助理工程師助理工程師工程師李浩源

男

本科魏鑫鑫

女

本科78羅細告

男

大專唐隆健

男

本科李志峰

男

本科劉裕文

男

本科廖學(xué)軍

男

中專安全員資料員測量員測量員質(zhì)檢員實施實施組員組員組員90h80h90h80h80h工程師9助理工程師助理工程師10116三、活動計劃效果檢查總結(jié)鞏固期對策實施制定對策確項目定最佳方案提出方案設(shè)定目標選定課題計劃實際進度時間2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

1月7四、確定課題問題提出蕉門河中心區(qū)車行橋項目地理位置突出、定位高，設(shè)計方案是國際公開競爭的優(yōu)秀成果，也是社會輿論關(guān)注的焦點。橋梁造型新穎，很好地融入周邊環(huán)境，景觀價值高，建成后將具有區(qū)域地標建筑的特點，是南沙區(qū)政府重點打造的景觀工程之一，對提升剛剛獲批的南沙自貿(mào)區(qū)對外形象有重要的意義

.相較國內(nèi)橋梁工程中外傾式非對稱鋼拱肋的施工存在以下問題：1、橋梁造型獨特，國內(nèi)相似案例較少，公司領(lǐng)導(dǎo)十分重視這個項目；2、落實業(yè)主要求的精細化管理施工，以鋼拱肋安裝精度控制為重點管控對象，目標難以達到；3、土質(zhì)條件非常差，淤泥深度達二十多米，吊裝高度接近五十五米，若采用大型履帶吊配合棧橋吊裝作業(yè)施工，對棧橋安全性、穩(wěn)定性要求極高，施工安全形勢較為不利

；8確認課題鑒于該鋼拱肋安裝的技術(shù)難點和重點非常明顯，任務(wù)艱巨，且需滿足工程精細化管理要求，本小組決定探索一種既能提高鋼拱肋安裝精度，又安全可靠的安裝提升方法。外傾式非對稱鋼拱肋提升安裝新技術(shù)研究9五、設(shè)定目標目標：優(yōu)質(zhì)、高效完成外傾式非對稱鋼拱肋拼裝工作，確保拼裝過程的精度控制，豎向偏移≤10mm，橫向偏移≤8mm。1、理論計算與數(shù)據(jù)的支持，精確的預(yù)拱量計算有利條件2、項目技術(shù)負責(zé)人和各工作人員橋梁工程的管理經(jīng)驗豐富，公司領(lǐng)導(dǎo)重視，帶領(lǐng)相關(guān)技術(shù)專家親臨現(xiàn)場進行技術(shù)指導(dǎo)。3、落實業(yè)主精細化管理要求，為確保車行橋工程的質(zhì)量與進度公司組建了一直實力雄厚的施工管理隊伍。目標可實現(xiàn)上所述，課題實施外部條件好，各項資源充裕，雖然項目實施的困難較大，但是小組通過創(chuàng)新工藝和詳細策劃，在人、財、物、技術(shù)等方面都得到了公司的大力支持下，小組成員一致認為目標能夠?qū)崿F(xiàn)。10六、提出方案，確定最佳方案1、提出方案小組成員召開關(guān)于“外傾式非對稱鋼拱肋提升安裝方法”的專題會議。分別對兩個問題：①精度控制②安全系數(shù)，小組成員以創(chuàng)新性思維、運用“頭腦風(fēng)暴法”

充分提出了各種方法及創(chuàng)新途徑。最終得出了4個相關(guān)方案。A、滿布支架支撐的大噸位吊機拼裝法；B、少支架輔助支撐的跨橋龍門吊架設(shè)法；C、橫移式纜索吊機無支架斜拉扣掛架設(shè)法；D、高空胎架千斤頂同步提升法。11六、提出方案，確定最佳方案A方案

采用滿布支架支撐的大噸位吊機拼裝法優(yōu)點：A方案：采用滿布支架支撐的大噸位吊機拼裝法1、設(shè)備移動靈活；２、設(shè)備租賃較方便；３、進場安裝速度快

。缺點：１、吊機的吊重、吊幅有限；２、支架用量多，搭設(shè)范圍大；3、吊裝構(gòu)件的空中姿態(tài)調(diào)整就位不方便；4、安全風(fēng)險較高。天津大沽橋12六、提出方案，確定最佳方案B方案

少支架輔助支撐的跨橋龍門吊架設(shè)法優(yōu)點：B方案：采用少支架輔助支撐的跨橋龍門吊架設(shè)法１、可覆蓋所有構(gòu)件安裝；２、吊裝重量大，安裝速度快，工效高；３、支架用量較少；４、吊裝構(gòu)件的空中姿態(tài)調(diào)整就位方便；缺點：１、龍門吊安裝、拆除要求高，安全風(fēng)險較大，也占用工期；２、龍門吊棧橋基礎(chǔ)處理要求高，基礎(chǔ)投入較大。中山市長江大橋13六、提出方案，確定最佳方案C方案

橫移式纜索吊機無支架斜拉扣掛架設(shè)法C方案：采用橫移式纜索吊機無支架斜拉扣掛架設(shè)法優(yōu)點：1、可覆蓋大部分構(gòu)件安裝；2、吊裝重量大；3、不需搭設(shè)支撐構(gòu)件的支架；缺點：1、纜索吊龐大，制造周期長，影響工期，且投入巨大;2、纜索吊的后錨及塔架基礎(chǔ)要求高;

３、構(gòu)件的空中狀態(tài)調(diào)整就位不方便;４、安全風(fēng)險大。廣西南寧大橋14六、提出方案，確定最佳方案D方案

采用高空胎架千斤頂同步提升法方案論述：沿鋼拱肋投影線搭設(shè)鋼拱肋安裝棧橋，作為鋼拱肋運輸通道，棧橋上搭設(shè)高空胎架，在胎架頂設(shè)置液壓提升裝置提升安裝鋼拱肋

。優(yōu)點：1、不用安裝大型塔架；D方案：采用高空胎架千斤頂同步提升法2、鋼拱肋在棧橋上的運輸和提升均無需采用履帶吊，提高機械施工安全系數(shù)；3、支架用量較少，投入少；4、同樣可以設(shè)置四個獨立吊點容易解決構(gòu)件空中轉(zhuǎn)體問題。缺點：１、高空胎架變形控制難度大；２、鋼拱肋安裝固定工藝復(fù)雜；15六、提出方案，確定最佳方案2、確定最佳方案2015年3月20日，我小組在項目經(jīng)理部會議室召開會議，小組成員對四種提升方案進行了討論，從經(jīng)濟、安全、工藝難度幾個方面進行了綜合對比分析。由價值工程原理的評價標準，QC小組通過評價選出方案D作為本活動課題的最佳方案，即雙棧橋+超高支架，多臺連續(xù)液壓千斤頂超高支架同步提升、高空三維安裝方案，最終選定D方案

高空胎架千斤頂同步提升法為最佳方案。16七、方案關(guān)鍵環(huán)節(jié)優(yōu)化及確定關(guān)鍵環(huán)節(jié)分析2015年3月26日，我小組在項目經(jīng)理部會議室召開全員會議，小組成員對最佳方案進行了討論，針對施工工藝流程運用PDPC法，對方案實施過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行了確定。關(guān)鍵環(huán)節(jié)歸納如下：1、棧橋、胎架搭設(shè)；2、拱肋的橫向運輸；3、

拱肋的縱向提升；4、拱肋的高空就位。17八、制定對策18九、對策實施對策實施一：棧橋、胎架搭設(shè)措施一：軟件計算對以下工況進行了軟件建模驗算：1、履帶吊施工時位于跨中2、履帶吊施工時位于墩頂3、電動平車運輸鋼拱肋時位于墩頂4、電動平車運輸鋼拱肋時位于履帶吊施工時位于跨中履帶吊施工時位于墩頂跨中實施效果檢查：經(jīng)軟件計算，以上提及四種工況，鋼拱肋安裝支撐體系在強度、剛度、穩(wěn)定性方面均能100%滿足規(guī)范的要求。電動平車運輸鋼拱肋時位

電動平車運輸鋼拱肋時位于跨中

于墩頂19九、對策實施對策實施一：棧橋、胎架搭設(shè)措施二：胎架預(yù)壓根據(jù)本橋拱肋安裝方案及節(jié)段劃分，最大拱肋重量為100t，根據(jù)支架布置形式，選取3個墩支架處進行預(yù)壓，針對Y4-Y6#支架進行兩跨同時預(yù)壓，采取靜載預(yù)壓的形式。在棧橋上設(shè)置水箱，采用水箱進行預(yù)壓。預(yù)壓重量為最大拱肋重量的120%，即水+水箱自重=120t。胎架預(yù)壓預(yù)壓水箱現(xiàn)場布置水箱下千斤頂布置圖20拱肋支架預(yù)壓數(shù)據(jù)結(jié)論：根據(jù)上表可知，經(jīng)過分階段預(yù)壓，預(yù)壓后100%不超預(yù)警值，拱肋支架及基礎(chǔ)棧橋的承載力、穩(wěn)定性、強度能夠滿足拱肋提升及支撐的要求。九、對策實施對策實施二：拱肋的橫向運輸措施1：鋪設(shè)軌道，利用電動平車運輸陸地上運輸通道鋪設(shè)在回填土上，在施工棧橋上，鋪設(shè)電動平車

通道基礎(chǔ)采用C20現(xiàn)澆砼，在砼基礎(chǔ)軌道以供電動平車運輸鋼拱肋到指定位置。上鋪設(shè)運輸鋼軌；棧橋上的軌道用高強螺栓連接到已焊接的工字鋼上，并焊接加勁板幫助固定。22九、對策實施對策實施二：拱肋的橫向運輸措施2：鋼拱肋在運輸平車上進行臨時固定在電動平車上安裝承放鋼拱肋將鋼拱肋跟安座進行焊接,用手動葫蘆從鋼拱肋吊耳處與電動平車拉緊，防止其轉(zhuǎn)動。的鞍座，用250噸履帶吊將從工廠運輸?shù)浆F(xiàn)場的拱肋抬吊到電動軌道運輸車的安裝上，然后進行臨時固定

.23九、對策實施對策實施二：拱肋的橫向運輸結(jié)論：鋪設(shè)軌道，利用電動平車運輸，并在運輸平車上進行臨時固定，橫向運輸在目標值±10mm以內(nèi)，滿足施工要求。24九、對策實施對策實施三：鋼拱肋的縱向提升措施1：技術(shù)交底技術(shù)及安全人員在項目部會議室于吊裝前一天對吊裝人員的進行詳細的交底。交底、考核記錄25九、對策實施措施2：選擇合適的吊點經(jīng)專家論證得出，選擇四個吊點是最合理的方法，千斤頂使用數(shù)量少，操作相對于簡單且容易調(diào)確定使用四個吊點的情況下，設(shè)計好鋼拱肋的吊耳的位置，起吊后形整拱肋的空中姿態(tài)，便于三維定

成設(shè)計角度，減少高空的轉(zhuǎn)動操作。位。26九、對策實施措施3：選用符合要求的提升設(shè)備主、副拱分別繞旋轉(zhuǎn)軸向面外旋轉(zhuǎn)16度

、18度而成，拱肋采用六邊形鋼箱結(jié)構(gòu)，在高空對接時需要進行微動調(diào)節(jié)對接的角度，所以選用的千斤頂提升系統(tǒng)需要能夠靈活操作，可聯(lián)動整體提升，亦可單動微調(diào)角度。根據(jù)需要，我們QC小組經(jīng)討論以及咨詢專家后得出結(jié)論，選擇了MCLSB23-28型液壓泵和LSD60-300型千斤頂。27九、對策實施對策實施四：鋼拱肋的高空就位措

施

1

：使

用

全

站儀

對

拱

肋的

軸

線

、高

程

進

行控制我小組成員在施工現(xiàn)場對左拱L0節(jié)段的三維坐標進行測量，根據(jù)數(shù)據(jù)通知操作人員進行微調(diào)，反復(fù)操作，得出的最終數(shù)據(jù)。觀測點布置如圖28左拱L0節(jié)段安裝測量記錄九、對策實施對策實施四：鋼拱肋的高空就位措

施

2

：利用螺旋千斤頂進行微調(diào)坐標利用連續(xù)千斤頂調(diào)整吊索長度及索間距來調(diào)整拱肋的傾斜度、平面位置和標高，通過螺旋千斤頂進行微調(diào)，精確調(diào)整到位后，將拱肋與鞍座進行固定，用螺栓及碼板進行臨時連接，然后進行對接口的焊接。30九、對策實施對策實施四：鋼拱肋的高空就位措施3：聘請

有

資

質(zhì)的

監(jiān)

測

單位

進

行

復(fù)核聘請廣州市市政工程設(shè)計研究總院對鋼拱肋的三維坐標進行監(jiān)測，采用進口瑞士的徠卡TS30精密全站儀、賓得R-202NE全站儀，通過對各點的周期性觀測，便可得到各變形觀測點的位移變化。結(jié)論：通過科學(xué)有效的測量技術(shù)，采用螺旋千斤頂進行微調(diào)坐標，聘請專業(yè)的監(jiān)測單位進行施工，能有效控制鋼拱肋的高空定位，滿足拱肋豎向偏移≤10mm，橫向偏移≤8mm。31九、對策實施大面積實施1、錘打螺旋管樁2、第一層高空胎架的施工3、胎架施工至設(shè)計高度，安裝斜4、胎架預(yù)壓處理，預(yù)壓合格后撐和水平撐方可進行拱肋的提升安裝工作32九、對策實施大面積實施5、用250噸履帶吊將拱肋抬吊到電動軌道運輸車上，進行臨時固定后進行運輸；6、將拱肋運送到安裝位置下方，解除拱肋在平車上的臨時鎖定；8、安裝梁頂上手搖液壓千斤頂，7、安裝提升系統(tǒng)梁頂上的錨具控制拱肋在軸線方向的移動33九、對策實施大面積實施10、將扁擔(dān)梁與吊耳進行可靠連接，拱肋在工廠加工時設(shè)定好了吊耳的位置，起吊后形成設(shè)計角度，減少高空的轉(zhuǎn)動操作；9、經(jīng)論證后決定將千斤頂安裝在下方隨拱肋一起提升，增加扁擔(dān)梁作為連接構(gòu)件；11、通過對提升系統(tǒng)的操作控制四臺千斤頂進行同步提升作業(yè)，拱肋開始提升12、當(dāng)拱肋提升到支架連接系處時，拆除該道連接系九、對策實施大面積實施14、拱肋提升到預(yù)定高度，調(diào)好角度，然后搭設(shè)鞍座支撐梁，放下鞍座，拱肋對接；13、超過該道連接系時，恢復(fù)該道連接系；16、依次將剩余拱肋提升安裝，至合攏口時停止并進行觀測，對合攏口進行精確測量15、通過螺旋千斤頂進行微調(diào)，精確調(diào)整到位后進行固定35九、對策實施大面積實施17、對稱切割合攏段余量，然后跟其他拱肋一樣進行提升安裝；18、提升到合攏口下方時，調(diào)節(jié)合攏段傾斜度后上升19、將合攏段提升到合攏

20、對接后用螺栓及碼板口上方后開始下放進行對

進行臨時連接，然后進行合攏后現(xiàn)場圖片接；對接口的焊接。36十、確認效果1、目標完成情況QC小組目標實現(xiàn)了。2015年12月28日，經(jīng)過四個月施工期，鋼拱肋的提升安裝工作完成，左右兩拱肋順利合攏，達到了小組預(yù)定的目標值。37十、確認效果2、效果檢驗2015年12月31日，經(jīng)過大面積實施后，左右拱全部安裝完畢，通過檢測，左、右拱的橫向偏移最大值8mm、豎向偏移最大值9mm，達到拱肋橫向偏移≤8mm，豎向偏移≤10mm的目標值，完成小組預(yù)定目標。表10

實施后左拱、右拱安裝精度檢查結(jié)果12101088642075.7豎向偏移橫向偏移目標實施后38十、確認效果2、效果檢驗（1）質(zhì)量方面2015年12月18日，小組成員廖學(xué)軍委托廣州建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測中心有限公司負責(zé)對已施工的鋼拱肋進行超聲波檢測。檢測結(jié)果顯示拱肋合格，滿足設(shè)計要求。實踐驗證，本小組采取的對策和措施有效

。39十、確認效果2、效果檢驗（2）進度、成本方面對比于其他三個方案，采用方案D：高空胎架千斤頂同步提升法，在經(jīng)濟上取得