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78M高空懸挑結(jié)構(gòu)模板支撐及外腳手施工平臺的研制與應(yīng)用目
錄確定對策工程概況對策實施QC小組簡介總體效果檢查總結(jié)及鞏固措施下一步打算選擇課題設(shè)定課題目標(biāo)提出方案,確定最佳方案問題假想預(yù)測一、工程概況揚州曙光電纜750KV超高壓交聯(lián)電纜及配套項目曙光電纜1號生產(chǎn)廠房位于揚州北郊菱塘填,由1a立塔和1b生產(chǎn)車間組成,總建筑面積為31358M2(其中地下建筑面積為369M
)。1a立塔長20.5M,寬218M,地下一層,地上十六層,全現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu),層高最高為10M,其余為6~8M,建筑總高度達114.18M;1b生產(chǎn)車間東西長252.6M,南北寬96M,為單層廠房,現(xiàn)澆排架結(jié)構(gòu),鋼結(jié)構(gòu)屋蓋。其中1a立塔從第12層中間+80.500M處(12層樓面標(biāo)高為+78.000M)開始向四周懸挑擴大平面,最大挑出長度為3.4M,在建筑物東北和西南角樓面標(biāo)高處挑出長度為1.6m,東南和西北角樓面標(biāo)高處挑出長度為2.4m,東南和西北角樓層中間標(biāo)高處挑出長度為3.4m,結(jié)構(gòu)挑梁尺寸為0.35m×0.7m、0.3m×0.6m、0.25m×0.6m等,板厚120mm。12層以下平面圖12層以上平面圖二、QC小組簡介揚州曙光電纜750KV超高壓交聯(lián)電纜及配套項目曙光電纜1號生產(chǎn)廠房工程QC小組,成立于2008年3月25日,屬創(chuàng)新型,主要由總工程師,項目經(jīng)理、技術(shù)負責(zé)人及高級技工組成,全體成員平均接受QC教育24課時,掌握了QC基本理論,施工技術(shù)管理強,人員搭配合理,小組簡介如表2-1:表2-1
QC小組成員簡介表江蘇揚建集團揚州曙光電纜廠QC小組小組名稱課題名稱注冊時間2008年3月25日高空懸挑結(jié)構(gòu)模板支撐及外腳手施
小組注冊號YJQC03-2008工平臺的研制與應(yīng)用課題注冊號YJQCKT03-2008活動日期活動頻率2008.3.25-2008.12.31小組類型創(chuàng)新型平均每周一次課題活動次數(shù)18組內(nèi)職務(wù)姓名性別年齡文化程度職務(wù)職稱顧問組長鄒厚存祝壽均薛
峰男男男男男男男男男435232305350305535碩士大學(xué)大學(xué)大學(xué)中專中專大專中專中??偣じ笨偣じ吖じ吖じ苯M長副組長組員項目經(jīng)理項目工程師項目副經(jīng)理質(zhì)檢員工程師工程師工程師工程師技術(shù)員技術(shù)員高級技工孔祥峰周玉專金國強童元林孔祥干夏士文組員組員施工員組員安全員組員竹架工三、選擇課題(一)問題的提出結(jié)構(gòu)從+80.500M標(biāo)高處向四周挑出,挑出的位置及尺寸多變,結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,挑出長度較大,最大達到3.4M,安全施工面臨嚴(yán)峻考驗,質(zhì)量要求嚴(yán)格,工期緊迫,本公司在此方面無類似工程可以借鑒。若使用傳統(tǒng)模板支撐體系和外腳手體系存在以下問題:1、3.4M懸挑結(jié)構(gòu)在+87.000M高空,若用落地支撐排架,工程量大,鋼管、扣件和人工投入大,不僅增加成本,而且嚴(yán)重影響工期。2、地基需作處理,增加成本。3、由于結(jié)構(gòu)挑出最大達3.4M,普通懸挑腳手架對懸挑梁要求太高,安全隱患較多。(二)課題確定由此可見,采用懸挑施工平臺較為適合。另外,模板支撐用施工平臺與腳手架用施工平臺在高空沒有空間獨立設(shè)置,因此,傳統(tǒng)模板支撐體系和腳手架體系無法滿足要求,項目部需創(chuàng)建新型的體系來替代。本次QC小組活動的課題為:78M高空懸挑結(jié)構(gòu)模板支撐及外腳手施工平臺的研制與應(yīng)用四、設(shè)定課題目標(biāo)(一)目標(biāo)揚州曙光電纜750KV超高壓交聯(lián)電纜及配套項目曙光電纜1a立塔工程高空懸挑結(jié)構(gòu)模板支撐和外腳手架施工平臺穩(wěn)定、安全。(二)目標(biāo)值1、懸挑端下?lián)喜怀^19mm(L/500);2、支撐體系的制作、安裝工期滿足施工要求,確保主體結(jié)構(gòu)施工進度。(三)目標(biāo)可行性論證任何支撐體系均可根據(jù)受力情況計算出構(gòu)件應(yīng)力和應(yīng)變;有利條件本工程高空支模體系和外腳手架體系的研制得到公司鄒厚存總工程師的技術(shù)指導(dǎo),并擔(dān)任本小組的顧問;本小組技術(shù)力量強,全部由項目部技術(shù)骨干和高級技工組成;操作人員素質(zhì)高,技術(shù)好,數(shù)量足,完全可以滿足對施工工期的要求;工作量大,工期緊。安全隱患多;不利條件需投入大量人力,物力。工藝創(chuàng)新,施工過程中可能會遇到難以預(yù)計的問題。綜合以上情況,經(jīng)過客觀分析,本小組一致認(rèn)為目標(biāo)及目標(biāo)值完全能夠?qū)崿F(xiàn)。五、提出方案,確定最佳方案(一)方案的提出在塔樓結(jié)構(gòu)施工之初,圍繞課題,小組成員通過“頭腦風(fēng)暴法”集思廣益對其高支撐模板方案及外腳手架體系進行討論,提出方案的共同特點是,在高空制作一操作平臺,模板支撐體系和外腳手架體系均落在同一平臺上,實際即對操作平臺的設(shè)計與制作進行討論,歸納整理后形成三種方案:懸挑鋼梁,拉繩反拉體系;懸挑鋼梁,壓桿支撐體系;懸挑桁架體系。(二)方案的分析、評估及選定方案的分析、評估及選定表序
支撐體方案分析其優(yōu)(缺)點號
系類型選擇(1)傳力明確,但端部撓度偏大(2)型鋼用量大,回收利用率低(3)加工制作工作量大,工期長不采用懸挑桁架1體
系
(4)安全隱患偏多(5)樓面混凝土需達到較高強度后,才可施工,嚴(yán)重影響工期方案的分析、評估及選定表分析其優(yōu)(缺)點序
支撐體方案號
系類型選擇(1)傳力明確,受力合理(2)安全可靠,萬無一失(3)桿件定型,現(xiàn)場拼裝(4)型鋼可回收利用,但型鋼用量大,一次性投入較多(5)加工制作工作量較大,工懸挑鋼梁不采用2壓桿支撐體
系期較長(6)成榀吊裝,對尺寸精度要求高,不便施工(7)由于壓桿長度較長,安裝時,下層外腳手架對其影響較大,不便施工方案的分析、評估及選定表分析其優(yōu)(缺)點序
支撐體方案號
系類型選擇(1)安全性高,隱患較少(2)傳力明確,受力合理(3)施工便捷,實施可行(4)現(xiàn)場制作,定型可靠(5)型鋼及拉繩可回收利用,造懸挑鋼梁價低,經(jīng)濟性好(6)加工制作工作量較少,工期采用3
拉
反拉繩體
系縮短(7)安裝時僅吊裝鋼梁,安全、快捷(8)安裝拉繩時,對尺寸精度要求較低,便于施工以上三個待選方案,小組成員通過多次討論,大致形成以下意見:1、壓桿支撐體系與拉繩反拉體系傳力明確,受力合理;2、由于本工程層高較高,壓桿支撐體系中壓桿需很長,故截面會較大,用鋼量大,且對下層外腳手架影響較大,相比拉繩反拉體系不便施工;3、壓桿支撐體系需成榀吊裝,對尺寸精度要求高,不便于施工,且影響工期,拉繩反拉體系則不存在這些問題。4、拉繩反拉體系較壓桿支撐體系經(jīng)濟性好。5、懸挑桁架方案投入較大,且占用工期太長,不能滿足本工程的工期目標(biāo),故不采用。通過對比分析,第一種方案(懸挑鋼梁拉繩反拉體系)評為最佳方案。(三)細化方案方案選擇序號方案細化工字鋼待選方案優(yōu)缺點分析①同高度工字鋼較槽鋼承載力大②工字鋼為對稱截面,受力均勻③工字鋼較槽鋼穩(wěn)定性好①本工程對拉繩強度要求高,常用鋼筋強度不夠②型鋼雖能滿足承載力要求,但投入量較大,增加費用,且對尺寸精度要求高,不方便施工③鋼絲繩強度高,安裝方便,施工便捷①由于本工程選用的鋼絲繩直徑較大,包裹鋼梁時,對鋼絲繩損傷大懸挑型鋼選1工字鋼擇槽鋼鋼筋型鋼2拉繩選擇鋼絲繩鋼絲繩鋼絲繩包裹懸挑型鋼②本工程選用的鋼梁截面大,與其相適應(yīng)的卸扣重量大,不方便安裝③焊接吊環(huán),強度高,可靠性好,雖焊接工程量偏大,但可提前加工制作焊接吊環(huán)3
與拉繩連結(jié)方式選擇卸扣焊接吊環(huán)1、懸挑型鋼選擇。經(jīng)計算,本方案采用20b號工字鋼作懸挑鋼梁。懸挑鋼梁挑出長度為4.75M(角部最大為6.65M)鋼梁布置間距為1.5M,鋼梁錨入建筑物1.25M(角部則直接澆筑在混凝土墻體內(nèi)),在樓板處采用預(yù)埋U型環(huán)(Φ14圓鋼)+10號角鋼壓板固定。2、拉繩選擇。經(jīng)計算,選擇Φ20鋼絲繩(角部采用Φ22鋼絲繩)。3、鋼絲繩與鋼梁連結(jié)方案選擇。經(jīng)計算,吊環(huán)選擇Φ22圓鋼(角部采用Φ32圓鋼)。在混凝土墻體上吊點處,采用預(yù)埋Φ22吊環(huán)(角部采用Φ32吊環(huán))。4、由于挑出部分達4.75m,錨入樓面部分只有1.25m,整個鋼梁的重心偏向外側(cè)400mm,故決定在原有腳手架上挑出1m長的三角架,用以臨時支撐工字鋼。5、平臺示意圖六、問題假想預(yù)測(一)懸挑鋼梁拉繩反拉體系操作流程滿鋪笆片搭設(shè)外腳手架及模板支撐排架分工況建立體系受力模型鋪設(shè)鋼管深化設(shè)計制作專家反拉鋼絲繩初步設(shè)計構(gòu)件驗算鋼梁吊裝鋼笆下料評審方案間距節(jié)點設(shè)計竹笆各一層焊接局部焊接橫向支撐搭設(shè)臨時支撐架焊接水平阻鐵不滿足要求(二)問題假想原因預(yù)測我們組織小組成員經(jīng)多次會議討論,對此方案可能出現(xiàn)的質(zhì)量、安全事故進行預(yù)測,假想問題主要歸納如下:1、由于模板支撐系統(tǒng),落在此鋼平臺上,荷載很大,對鋼絲繩拉環(huán)的要求很高,特別是拉環(huán)焊縫施工質(zhì)量,拉環(huán)焊縫承載力可能達不到要求;2、由于懸挑長度較大,反拉角度為52°,接近45°,產(chǎn)生的水平力也很大,鋼梁需克服較大水平力;3、角部鋼梁最大懸挑長度達6.65M,若仍按懸挑端1.50M縱距布置鋼梁,則角部埋入混凝土中的鋼梁太密,且與墻體暗柱鋼筋交錯,造成角部混凝土澆筑質(zhì)量得不到保證。4、鋼梁吊裝完成后,由于第十二層結(jié)構(gòu)沒有施工,無法拉鋼絲繩,施工平臺不能使用。5、由于結(jié)構(gòu)最大懸挑長度為3.4M,鋼梁挑出長度達到4.75M,懸挑長度較大,鋼梁變形超過允許值;七、確定對策通過上述假想預(yù)測,所歸納的六個問題,結(jié)合施工流程,制訂實施對策見下表。序號要求對策目標(biāo)措施地點
時間
負責(zé)人進行焊縫驗算,確定焊縫長度及高度,并保證一定的安全系數(shù)確保拉環(huán)焊縫強度焊縫承載力達到保證焊縫高度,施工設(shè)計要求
過程中嚴(yán)格控制質(zhì)量2008年
孔祥峰1現(xiàn)場7月金國強在鋼梁與混凝土墻交點處,焊接一短工字鋼,并通過計算,確定焊縫長度及高度薛
峰孔祥峰孔祥干鋼梁水平方向無位移鋼梁水平向無位嚴(yán)格按設(shè)計要求施工,移
且保證施工質(zhì)量現(xiàn)場
2008年7月23確保角部混凝土澆筑密實且懸挑端可搭設(shè)腳手調(diào)整鋼梁布置后懸挑鋼梁間隔布置,確保凝土澆筑密
懸挑端擱置14號工字實且懸挑端可搭鋼,且與懸挑鋼梁焊調(diào)整鋼梁布置,懸挑端增加鋼梁擱置在懸挑鋼梁上,并進行驗算是否滿足要求2008年
周玉?,F(xiàn)場現(xiàn)場8月孔祥峰設(shè)腳手牢編制搭設(shè)方案,明確合理安施工平臺搭設(shè)及使用
滿足施工要求,
搭設(shè)流程2008年
周玉專45求,確保安全程序,保證施工正常進行確保安全合理安排使用程序確保安全8月孔祥峰吊裝鋼梁時,給予鋼梁預(yù)撓度,進行驗算確定鋼梁允許
鋼梁下?lián)现挡淮笞冃沃?,施工過程中嚴(yán)密監(jiān)
于19mm確保鋼梁變形不超過根據(jù)需要,適時調(diào)整孔祥峰童元林夏士文2008年8~12月鋼絲繩,確保鋼梁變
現(xiàn)場允許值形值在允許范圍內(nèi)測鋼梁變形八、對策實施實施一:選擇合理焊接參數(shù),保證焊接質(zhì)量。1、通過計算,確定拉環(huán)鋼筋直徑和焊縫高度及長度。設(shè)計選用Φ22鋼筋,焊縫高度為10mm,長度為200mm,焊條為E43型,實際操作中,焊縫長度均為滿焊。2、現(xiàn)場施工時,首先對材料進行嚴(yán)格檢查,確保材料符合要求;施焊時,保證足夠的熔深,主焊縫與定位焊縫應(yīng)結(jié)合良好,無氣孔、夾渣和燒傷缺陷;由于鋼筋直徑較大,分三層間斷施焊,每焊一層后,清理完焊渣后,再焊接下一層,確保焊縫的高度和長度。結(jié)果:所有拉環(huán)在澆筑+78.000M標(biāo)高樓面前焊接完成,焊縫經(jīng)探傷,滿足要求,且實際使用中,焊縫牢固。實施二:采取措施確保鋼梁水平無位移。1、根據(jù)計算得知,鋼梁最大水平力達54.55KN,為避免鋼梁在巨大水平力作用下,沿鋼梁自身方向不發(fā)生位移,采用14號工字鋼作為阻鐵(長度為100mm),與20號工字進行焊接,以阻止鋼梁水平向位移。2、為保證阻鐵位置準(zhǔn)確,經(jīng)多次商討決定待鋼梁就位后,現(xiàn)場焊接。焊接時,采用小電流短弧焊接,第一層焊縫用短電弧作前后推拉動作,焊條與焊接方向成8°~90°角。其余各層焊條橫擺,并在坡口側(cè)略停頓穩(wěn)弧,保證兩側(cè)熔合。結(jié)果:阻鐵在鋼梁就位后即完成焊接,使用過程中,鋼梁無位移。實施三:角部鋼梁特殊處理。1、由于角部最大懸挑達為6.65M,若懸挑端鋼梁間距仍按1.5M布置,則角部鋼梁太密,此處混凝土澆筑質(zhì)量不能保證。經(jīng)小組成員研究決定,為確保凝土澆筑質(zhì)量,將角部鋼梁間隔布置。鋼梁間隔布置后,鋼梁端部間距達3M,若直接搭設(shè)腳手架和排架肯定不能滿足要求。通過驗算,決定在20號工字鋼梁上擱置14號工字鋼,且與20號工字鋼焊牢,角部鋼梁形成一整體共同受力,在14號工字鋼上再立一排腳手管,以滿足腳手架立桿縱距要求。2、
由于角部鋼梁是埋入混凝土中,在樓面固定的鋼梁很短,只有不到800mm,故在安裝工字鋼時,需設(shè)置臨時支撐,支撐不參與懸挑平臺受力計算,只承受平臺上鋼管及鋼笆自重和操作人員荷載。經(jīng)驗算,臨時支撐桿選用4根鋼管組合截面,具體設(shè)計見附圖。結(jié)果:角部混凝土澆筑密實,強度達到設(shè)計要求;角部搭設(shè)腳手架和排架,使用安全,可靠。實施四:合理安排使用程序確保安全。1、施工流程:預(yù)埋U型環(huán)→
搭支撐工字鋼三角架
→
吊裝工字鋼→加高下層腳手架→
施工第十二層→
反拉鋼絲繩→
拆除加高的腳手架→
搭設(shè)外腳手架及模板支撐排架2、將工字鋼安裝在樓面后,鋼梁不允許承受任何荷載。此時利用下層的腳手架再搭高一層施工第十二層,待十二層施工完成后,再將其拆除,待混凝土有一定的齡期后,拉好鋼絲繩。然后在鋼梁上滿鋪鋼管(間距45cm)以及鋼笆片和竹笆片各一層,到此操作平臺安裝完成。經(jīng)驗收后方可投入使用。3、在+87.000挑板施工時,外腳手加僅作為維護欄桿用,不允許承受任何荷載。實施五:嚴(yán)密監(jiān)測鋼梁變形,確保鋼梁變形不超過允許值。1、鋼梁允許變形為L/500(19mm),在反拉鋼絲繩時,將鋼梁端部抬高6cm。2、將每根鋼梁進行編號,反拉完鋼絲繩后,逐根測定端部標(biāo)高并做好鋼梁沉降觀測記錄,每搭一次腳手后,進行一次標(biāo)高復(fù)查,計算每根鋼梁的沉降值,嚴(yán)密監(jiān)測鋼梁變形。若鋼梁變形值達到或接近允許變形值時,即收緊鋼絲繩,確保鋼梁變形值控制在允許范圍內(nèi)。結(jié)果:根據(jù)監(jiān)測,鋼
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