提高桥梁整体顶升过程控制精确率（精品）

1、提高桥梁整体顶升过程控制精确率中建XX公司 开拓者QC小组一、课题介绍1、工程概况根据设计要求,对滨莱高速公路淄博西至莱芜段高速公路改扩建工程施工一标段原徐崖中桥、扣家大桥整体顶升(将3.66%纵坡调整至3%)后,原桥继续利用。(1)徐崖中桥结构概况 徐崖中桥桥梁中心桩号为K93+850.039,原设计中心桩号为K93+888。该桥为双幅桥。桥梁全长92.88m,全宽26m,桥面横向布置为:0.5m(防撞墙)+11.5m(车行道)+0.75m(护栏)+0.5m(中央分隔带)+0.75m(护+11.5m(车行道)+0.5m(防撞墙)。该桥上部结构型式为(420) m的装配式预应力混凝土简支空心板

2、。下部结构为柱式墩、U台、扩大基础。桥面铺装为沥青混凝土结构,采用异型钢单缝式伸缩缝,板式橡胶支座。 制图人:梁昊 制图日期:20_年3月20日 图1-1 徐崖中桥侧立面图(2)扣家大桥结构概况 扣家大桥桥梁中心桩号为K94+245.008。该桥为双幅桥,桥梁全长133.82m,全宽26m,桥面横向布置为:0.5m(防撞墙)+11.5m(车道)+0.75m(护栏)+0.5m(中央分隔带)+0.75m(护栏)+11.5m(车行道)+0.5m(防撞墙)。 该桥上部结构型式为(620) m的装配式预应力混凝土简支空心板。下部结构为柱式墩、U台、扩大基础。桥面铺装为沥青混凝土,采用D80伸缩缝,板式橡

3、胶支座。制图人:梁昊 制图日期:20_年3月20日图1-2 扣家大桥侧立面图(3)顶升高度及顶升重量根据设计文件的要求,每个墩的顶升高度及顶升重量如下表:表1-1 顶升高度及顶升重量表序 号桥梁名称墩台号桥中心桩号顶升高度(cm)上部结构重量(t)1徐崖中桥0#K93+810.039247.333021#K93+830.039253.280032#K93+850.039257.380043#K93+870.039261.280054#K93+890.039264.83306扣家大桥0#K94+185.008274.933071#K94+205.008272.080082#K94+225.008

4、266.480093#K94+245.008257.9800104#K94+265.008246.6800115#K94+285.008233.4800126#K94+305.008220.2330制表人:梁昊 制表日期:20_年3月20日经估算,徐崖中桥单幅4跨整体顶升重量约为3060t,扣家大桥单幅6跨整体顶升重量约为4660t。施工时可根据顶升设备等具体情况设置千斤顶个数及吨位,必须保证千斤顶的吨位有足够的安全储备。本工程各个墩所选用的千斤顶顶升力应是上部顶升荷载的1.7倍以上。(4)整体顶升的控制概述整体顶升是在PLC液压同步顶升控制技术施工过程中,为满足桥身整体顶升的施工需要。由自动

5、测量系统(拉线式位移传感器)或人工测量系统经过测量或计算所得到的桥体偏离设计轴线的状态,其主要参数有:梁、桥面纵横向位移,桥面标高观测,支撑体系观测等。梁、桥面纵横向位移是对顶升过程梁和桥面会产生纵横向的位移偏差,为有效的控制纵横向位移,必须采用纵横向位移监测；桥面标高反映桥面高程观测点用来推算每个桥墩的实际顶升高度；支撑体系的观测:通过观测,能及时掌握支撑体系的受力和变形情况及时采取措施控制支撑体系的变形量,使施工在安全可控的环境下进行。整体顶升偏离设计轴线的程度直接反映了施工质量的优劣,为控制顶升的施工质量,对顶升的轴线偏差提出了以下要求。 (1)整体顶升过程中应严格控制梁、桥面纵横向位移

6、、高程,其允许偏差均为10mm、5mm(详见表1)。发现偏离应逐步纠正。(2)千斤顶安装纵横向偏差10mm,千斤顶安装垂直度偏差5mm。制图人:梁昊 制图日期:20_年3月20日图1-3 液压千斤顶与均压阀表1-2 顶升过程中位移、改成允许偏差和检验方法表顶升过程中位移、改成允许偏差和检验方法序号项目检查频率允许值检查方法1横向位移误差1点/墩10mm经纬仪2纵向水平位移偏差1点/墩10mm经纬仪3各支点的不均匀垂直误差2点/墩5mm经纬仪4各支点桥面标高之间的相对误差2点/墩5mm水准仪制表人:梁昊 制表日期:20_年3月20日a、因顶升过程中顶升支撑循环多,支承体系的整体稳定性,是施工控制

7、的重点和难点。b、顶升中各跨顶升高度不一,对控制标高,具备多点同步顶升的控制是施工中的难点。c、顶升过程中,桥梁上部结构可能出现平动和转动,必须采取措施避免产生偏移,如何更有效的选用限位措施是一个难点。为确保工程质量,特启动QC小组开展活动。二、小组概况表2-1 QC小组简介表小组名称开拓者小组课题名称提高桥梁整体顶升过程控制精确率成立时间20_年3月20日注册时间20_年3月30日小组类型现场型注册号ZG-QC-20_-21活动次数10次活动时间20_年5月至20_年11月人 员 简 介序号姓名性别年龄职务组内分工职称出勤率教育情况1刘学强男40项目部总工组长高级工程师100%均参加过TQC

8、知识学习,近两年受TQC教育在80小时以上2程存玉男40执行指挥长副组长工程师100%3崔新兵男31质量总监副组长工程师100%4王豪男30工程部部长组员工程师100%5梁昊男27技术员组员助理工程师100%6郎咸海男29工程部副部长组员助理工程师100%7李刚男30质检部部长组员助理工程师100%8刘典鹏男28工区副主任组员助理工程师100%9常志昊 男25技术员组员助理工程师100%制表人:梁昊 日期2017 年 3月 20 日三、选题理由整体顶升过程控制准确率85%及以上规范要求整体顶升过程控制准确率93%。公司标准整体顶升过程控制准确率86.5%(调查表见表4-1)合格率现状提高桥梁整

9、体顶升过程控制精确率选定课题制图人:梁昊 日期2017 年 3月 26 日四、现状调查1、20_年7月1日20_年7月10日,QC小组成员对两个桥梁整体顶升过程控制进行调查。调查1000点次,不合格135点次,合格865点次,合格率86.5%(如表4-1)。表4-1 桥梁顶升姿态控制合格率调查统计表序号项目检查点数合格点数不合格点数合格率(%)1扣家大桥6005099184.832徐崖中桥4003564489.00合计100086513586.50制表人:李刚 制表日期:20_年7月10日2、 小组成员根据调查表对不合格的点数进行统计分析,做出了统计表。表4-2 桥梁顶升姿态控制问题频数统计表

10、序号项 目频数(点)累计频数(点)累计频率(%)1横向位移偏差10510577.82纵向水平位移偏差1011585.23各支点不均匀垂直误差812391.14桥面标高之间的相对误差713096.35其他5135100制表人:李刚 日期:20_年7月10日 3、根据统计表绘制质量问题排列图如下:制图人:李刚 制图日期:20_年7月10日图4-1 桥梁顶升姿态控制问题排列图上述图表表明,横向位移偏差在整个质量问题中占77.78%,是影响桥梁顶升姿态控制的主要问题。五、目标值的设定小组成员针对桥梁顶升姿态控制准确率低的现状,召开了专题会议,确定本次QC活动的目标:将桥梁顶升姿态控制准确率提高到95%

11、。目标设定依据:公司考核的检验合格率标准93%必须达到,而现状86.5%低于考核指标。依据一依据二经过对类似工程的调查,部分工程的桥梁顶升姿态控制合格率能够达到95%。调查表明,横向位移偏差占质量问题的77.78%,如果完全解决可将检验合格率提高至86.5%+(1-86.5%)77.78%=97%,即使仅解决其85%,检验合格率为86.5%+(1-86.5%)77.78%85%=95.4%95%。依据三因此,桥梁顶升姿态控制精确率提高到95%的目标值是可以达到的。20%40%60%80%100%86.5%95%现状目标值制图人:程存玉 制图日期:20_年7月12日图5-1 活动目标柱状图六、原

12、因分析制图人:王豪 制图日期:20_年7月12日图6-1 桥梁横向位移偏差因果图七、要因确认表7-1 要因确认计划表序号末端原因确认内容确认方法确认标准负责人完成日期1未使用专业班组操作班组专业化情况现场调查顶升操作班组为专业班组,操作工人持证上岗率100%程存玉20_年7月16日2操作工人参数掌握不清对工人进行岗前交底及考核情况现场调查分析查验技术交底；对工人进行考核,合格率100%李刚20_年7月16日3抱柱梁强度不足混凝土强度报告现场验证顶升上下抱柱梁,混凝土强度100%常志昊20_年7月16日4支撑体系不稳定钢支撑是否符合设计要求现场验证钢支撑符合钢结构设计规范(GB50017-200

13、3),设计参数符合度100%刘典鹏20_年7月17日5各点顶升不同步质检员现场检查记录现场测试测量采用PLC液压同步顶升控制技术郎咸海20_年7月17日6钢结构限位偏差安装记录现场验证钢结构限位架安装符合设计和方案要求,合格率100%。郎咸海20_年7月17日7千斤顶安装偏差检查千斤顶位置现场测试测量施工前对千斤顶进行检查,千斤顶合格率100%王豪20_年7月18日8存在外力因素环境调查现场测试测量施工前封锁现场,避免外力影响,合格率100%王豪20_年7月18日9测量设备未校核测量设备校核记录现场验证测量设备在校核周期内检验合格率100%崔新兵20_年7月18日10未编制测量方案测量方案现场

14、调查分析编制详细的测量方案并审批通过刘学强20_年7月18日制表人:梁昊 制表日期:20_年7月18日QC小组全体成员对上述10个末端因素逐一进行验证,具体如下表。表7-2 要因确认表末端因素确认 一末端因素未使用专业班组确认时间 20_年7 月16 日确认地点施工现场负 责 人程存玉确认方法现场调查标 准顶升操作班组为专业班组,操作工人持证上岗率100%要因确认1、经查验专业工程招标时的资料记录,现有施工班组有相关资质,施工经验丰富,创造出一大批优良工程。2、小组成员对现场工人查验,每人均有主管部门颁发的顶升操作证书,持证上岗率100%。 是否要因非 要 因末端因素确认 二末端因素操作工人参

15、数掌握不清确认时间 20_年7 月16 日确认地点施工现场负 责 人李刚确认方法现场调查分析标 准查验技术交底；对工人进行交底并考核,合格率100%要因确认1、经现场检查,施工文件中有顶升施工技术交底,交底详细科学,签字确认齐全。2、小组成员对技术交底内容进行答卷考试,组织现场20名施工人员参加,考试结果如下:考试成绩汇总表考核项目优良合格不合格理论知识1460操作技能1730考核合格率达到100%。 技术交底是否要因非要因末端因素确认 三末端因素抱柱梁强度不足确认时间 20_年 7月 17日确认地点施工现场负责人常志昊确认方法现场测试测量标 准顶升上下抱柱梁,混凝土强度100%要因确认1、Q

16、C小组成员对上下抱柱梁混凝土强度核查,满足强度要求；2、小组成员核查养护记录,强度报告。是否要因非要因末端因素确认 四末端因素支撑体系不稳定确认时间 20_年7月17日确认地点施工现场负 责 人刘典鹏确认方法现场验证标 准钢支撑符合钢结构设计规范(GB50017-2003),设计参数符合度100%要因确认1、经现场检查,顶升支撑下部采用609mm钢管,壁厚12mm。上部采用500mm的钢管式工具垫块,壁厚10mm；高度分别为5cm,10cm,20cm,50cm,100cm标准的精加工钢管,符合要求。2、在钢支撑间采用14a槽钢进行拉结,使同一墩台下的各组钢支撑通过槽钢的水平连系杆及剪刀撑连成一

17、个空间格构柱。是否要因非要因末端因素确认 五末端因素各点顶升不同步确认时间 20_年7月17日确认地点施工现场负 责 人郎咸海确认方法现场验证标 准采用PLC液压同步顶升控制技术要因确认1、小组成员对查阅顶升设备说明书,对照参数表,该设备使用的是PLC液压同步顶升系统； 2、小组成员对顶升记录发现,同一时间段的油缸伸缩量存在明显偏差。 是否要因要 因末端因素确认 六末端因素钢结构限位偏差确认时间 20_年7月17日确认地点施工现场负 责 人郎咸海确认方法现场测试测量标 准钢结构限位架安装符合设计和方案要求,合格率100%。要因确认1、 小组成员查验限位框架与下抱柱梁顶部的预埋钢板焊接固定,与下

18、抱柱梁形成整体在上抱柱梁内预留限位孔,限位框架穿过限位孔,安装规范。2、 小组成员核对现场每个桥墩处设置2个限位框架(每个限位架均可限制四个方向),符合要求。是否要因非要因末端因素确认 七末端因素千斤顶安装偏差确认时间20_年7月 18日确认地点施工现场负责人王豪确认方法现场验证标 准千斤顶安装检验,千斤顶合格率100%要因确认1、小组成员对千斤顶进行检查,千斤顶安装的品种、规格、数量符合设计要求；2、小组成员检查中发现,千斤顶安装存在偏差。 是否要因要因末端因素确认 八末端因素存在外力影响确认时间20_年7月 18日确认地点施工现场负 责 人王豪确认方法现场调查、分析标 准施工前封锁现场,避

19、免外力影响,合格率100%要因确认1、 小组成员对现场检查,未有重物或设备依附或碰撞桥体。2、 施工中过程中,有专职人员对施工现场进行封锁,。是否要因非要因末端因素确认 九末端因素测量设备未校核确认时间20_年7月 18日确认地点施工现场负 责 人崔新兵确认方法现场调查、分析标 准测量设备在校核周期内检验合格率100%要因确认测量仪器于20_年1月16日送XX省计量科学研究院,检测结果符合“检定规程”。是否要因非要因末端因素确认 十末端因素未编制测量方案确认时间20_年7月 18日确认地点施工现场负 责 人刘学强确认方法现场验证、调查分析标 准编制详细的测量方案并审批通过要因确认1、小组成员测

20、量方案进行核验,顶升工程测量方案编制符合规范要求,内容详细,针对性强；2、测量方案审批签字齐全,符合要求。 是否要因非要因制图人:王豪 制图日期:20_年7月18日要因确认结论:通过对10条末端因素进行分析,得出了千斤顶安装偏差、顶升过程中同步性二个要因。八、制定对策1、对策分析针对以上二条要因,小组成员召开了专题会议,运用头脑风暴法,分别提出对策方案,通过调研、试验,从有效性、经济性和可实施性等多方面进行综合对比,以确定最优方案,以下是对策方案分析表。 序号要因解决方法对策拟采用方案1千斤顶安装偏差增加调平装置加大检查频率,施工过程中时时检测安装滑动钢板调平装置选用带球头可转动的液压千斤顶增

21、加千斤顶调平校核频率2各点顶升不同步设备改进采用国外最先进的PLC控制下的SXSLC-BP(变频调速控制)多点同步液压升降控制系统对多点顶升位置进行合理分组增加防失效机械装置 表8-1 可选对策方案分析表制表人: 王豪 制表日期:20_年7月 20日2、对策比选针对千斤顶安装偏差的可选方案比较,见下表:表8-2 可选方案比较分析表一可选方案优点缺点是否选用方案一:加大检查频率,施工过程中时时检测1、有效监控,效果好；2、不需要增加投入；1、对人员的业务素质要求；2、失误频次高；3、安全性较差。不选用方案二:安装滑动钢板调平装置选用带球头可转动的液压千斤顶1、一次性投入,效果明显；2、自动控制,

22、精确度高。1、需要投入；2、需要日常保养选用方案三:增加千斤顶调平校核频率1、简单易行；2、不需要投入3、实施效果好； 1、对人员的业务素质要求；2、失误频次高；3、安全性较差。不选用制表人:王豪 制表日期:20_年7月20日多点顶升不同步,对可选方案比较,见下表:表8-3 可选方案比较分析表二可选方案优点缺点是否选用方案一:采用国外最先进的PLC控制下的SXSLC-BP(变频调速控制)多点同步液压升降控制系统1、精确度高2、施工速度快,不耽误工期3、安全性高1、造价高不选用方案二:对多点顶升位置进行合理分组1、投入小,经济性高2、简单易行1、设备匹配2、需现场试顶验证选用方案三:增加防失效机

23、械装置1、处理效果好2、安全性高1、需要投入2、需要日常保养不选用制表人:王豪 制表日期:20_年 7月 20 日3、小组成员对方案比较后,制定出对策表,如下所示:表8-4 对 策 表序号要因对策目标措施实施人地点完成日期1千斤顶安装偏差安装滑动钢板调平装置选用带球头可转动的液压千斤顶提高顶升精确度,安全性,千斤顶垂直度保证顶升结构的垂直位移1、定做调平装置-滑动钢板,安装调平。2、进场带球头可转动的液压千斤顶。3、日常检查,定期维护保养。梁昊施工现场20_年 8月20 日2多点顶升不同步对多点顶升位置进行合理分组各点均匀同步受力,将误差控制在5mm范围内。1、 经论证审批。2、 试顶升。3、

24、测量各点误差,及时调整。崔新兵施工现场20_年 8月20 日制表人:王豪 时间:20_年8月20 日九、对策实施对策实施一:安装滑动钢板调平装置选用带球头可转动的液压千斤顶；1、小组成员积极联系专利权人,定做调平装置-滑动钢板,安装调平。2、进场符合设计要求可转动球头的液压千斤顶。 3、按照方案要求安装千斤顶。4、安排专业技术人员定位校核,质检员严格验收调平装置质量。5、技术工人定期检查装置定位并进行保养维护。6、操作工人试顶升,检查安装后调平装置、千斤顶运行变化,各项参数符合要求后正常施工。图9-1 调平装置-滑动钢板 图9-2 可转动球头实施效果:20_年 8月 1日,小组成员对现场施工情

25、况进行检查,千斤顶垂直度无变化,运行平稳,未出现千斤顶失稳现象。图9-4 千斤顶安装检查记录表图9-3 千斤顶安装效果 20_年 8月19 日,小组成员对千斤顶进行测量复检,千斤顶姿态控制准确率达到99.3%。表9-1 千斤顶垂直定位检查统计表序号检查部位检查项目检查点数合格点数不合格点数合格率10#台千斤顶姿态60600100%21#墩千斤顶姿态60600100%32#墩千斤顶姿态6059198.3%43#墩千斤顶姿态60600100%54#台千斤顶姿态6059198.3%总计300298299.3%制表人:郎咸海 时间:2017 年 8 月 19 日对策实施二:采用对多点顶升位置进行合理分

26、组；1、由现场技术负责人编制千斤顶分组实施方案2、对多个分组方案进行比选论证,确保各组顶升荷载均衡。图9-5 泥浆试配图9-5 现场培训交底会3、安排专业技术人员来工地指导操作；技术负责人向现场工人交底,明确各部位控制要点。4、操作人员安排试顶升,检查各组伸长值、横向偏位、纵向偏位以及各高程观测点数据,各项参数符合要求后正常施工。 图9-6 桥墩千斤顶分组图 图9-7 现场千斤顶分组照片 图9-8 桥台千斤顶分组图实施效果: 20_年8月20 日,小组成员对施工过程跟踪检查,液压均衡,各点顶升数据同步一致。 图9-9 液压均衡,各点同步运行图9-10 技术人员实时监测十、效果检查效果一:实现了

27、课题设定的目标值对策实施后 2017 年9月10日 小组成员对本工程施工顶升进行检验,共检查1000点,合格961点,合格率96.1%,检查结果如下表:表10-1 桥梁顶升姿态控制合格率调查统计表项目序号检查区域检查点数合格点数不合格点数合格率10#台200192896.021#墩200191995.532#墩200192896.043#墩200195597.554#台200191995.5合计10009613996.1制表人:郎咸海 制表日期:2017 年 9月10日对造成不合格的原因进行分类统计,统计表如下:表10-2桥梁顶升姿态控制质量问题频数表序号项 目频数(点)累计频数(点)累计频率

28、(%)1横向位移偏差5512.82纵向水平位移偏差71230.83各支点不均匀垂直误差82051.34桥面标高之间的相对误差103076.95其他939100制表人:郎咸海 制表日期:2017 年 9 月10 日 制图人:郎咸海 制图日期:2017 年 9 月10 日图10-1 桥梁顶升姿态控制质量问题排列图结论:通过QC小组的攻关,造成桥梁顶升过程控制准确率不高的问题得以解决,桥梁顶升过程控制准确率达到96.1%,超过了QC小组设定的目标值(95%)。 同时,原来桥体偏位质量问题中“横向位移偏差”由原先的77.8%,下降到5%,已经变成了非主要原因。 制图人:崔新兵 制表日期:2017 年9 月10 日图10-2 活动前后及目标对比柱状图效果二:效益分析1、经济效益通过新方法的采用,降低了原材料损耗,提高了顶升施工效率,节约了成本；降低了因桥梁整体顶升过程控制不合理而造成的桥体偏差,减少重复调整产生的人工及机械费用,产生较高的经