[QC]后张法预应力砼梁张拉力控制的技术创新范本

1、后张法预应力砼梁张拉力控制的技术创新浙江万华建设有限公司鄞州高桥镇高峰村2#商业A地块QC小组一、基本情况1工程概况鄞州高桥镇高峰村2#商业A地块位于鄞州区高桥镇高峰村内，总用地面积13614m2，总建筑面积78079m2，框剪结构，由地上22层的1#楼、地上25层的2#楼、以及2层裙房组成，地下空间为2层地下室。本工程1#楼屋顶层的2-12-15/2-AA2-Q轴内大跨度梁采用有粘结预应力结构、单跨38.14m、梁截面均为45020XX，共17榀预应力梁，预应力梁内分别配置4束7根和2束9根预应力筋、束预应力筋采用1860N/mm2S15.2低松弛有粘结预应力钢绞线，梁内预应力筋采用下抛物线

2、形式。预应力梁的砼强度为C40、外封锚采用C40级细石砼。张拉形式采用单端张拉，张拉端锚具采用一类夹片式锚具。图1 高桥镇高峰村2#商业地块A地块项目整体效果图制图人:吴芬英时间:20XX年12月25日图2 高桥镇高峰村2#商业地块A地块预应力筋分布示意图制图人:吴芬英时间:20XX年12月25日2小组组建及活动安排表1QC小组概况小组名称浙江万华建设有限公司鄞州高桥镇高峰村2#商业A地块QC小组课题名称后张法预应力砼梁张拉力控制的技术创新小组类型创新型组 长娄荣标小组成立时间20XX年1月5日小组注册时间20XX年1月5日活动日期20XX年1月5日20XX年12月30日小组注册号WHQC20

3、XX01-05小组成员13人课题注册号WHQC20XX-02活动频次每周2次，出勤率100%TQC教育时间50h以上/人制表人:吴芬英时间:20XX年12月25日表2 QC小组成员情况序号姓名性别年龄职称职务组内分工1娄荣标男40高级工程师项目经理组长，全面负责2张守鑫男35工程师项目副经理组员，方案制定3曹善平男54工程师技术负责人组员，技术指导4王学东男35博士、工程师技术副经理组员，传感器研制5程翼萍男39高级工程师预算员组员，成本控制6黄道加男54工程师质量员组员，受力分析7田于男35工程师施工员组员，活动实施8吴芬英女42工程师资料员组员，资料整理9吴建德男27助理工程师施工员组员，

4、活动实施10张建朝男29助理工程师安全员组员，活动实施11李江舟男28助理工程师安全员组员，活动实施12褚洪光男54工程师安全员组员，活动实施13胡伟男27助理工程师施工员组员，活动实施制表人:吴芬英时间:20XX年1月5日二、选择课题和设定目标1选择课题（1）“张拉力控制偏差大、预应力筋伸长值不足”是后张法预应力钢筋砼梁张拉过程中的质量通病，如何较为精确地控制预应力筋的张拉力一直是困扰施工企业的技术难题。（2）1#楼屋顶层的预应力单跨跨径达38.14m，跨径大、质量重，对预应力控制质量的要求十分高。加之本工程为鄞州区重点工程之一，确保“钱江杯”、争创“鲁班奖”，各级领导高度重视和关注。（3）

5、公司要求成立QC项目、务必攻克“预应力筋张拉力控制”的技术难题。因此，本着兼容并蓄、积极创新的思想，本QC小组将课题题目定为后张法预应力砼梁张拉力控制的技术创新，从创新中求质量、向科技中要效益。2设定目标（1）后张法预应力砼梁张拉力控制偏差2%。三、提出多种方案并确定最佳方案1提出多种方案为了获得尽可能多的技术方案，20XX年1月10日上午，由组长娄荣标召集全体组员，倡导不受常规思维的束缚、鼓励针对目标的奇思妙想，运用头脑风暴法，群策群力，最后汇总整理出6个可行的技术方案:方案1:液压读数法控制预应力筋张拉力；方案2:张拉伸长量测量法控制预应力筋张拉力；方案3:光纤光栅法控制预应力筋张拉力；方

6、案4:应力法（振弦式锚索计）控制预应力筋张拉力；方案5:振动频率法（张力动测仪）控制预应力筋张拉力；方案6:磁弹效应法（磁通量传感器）控制预应力筋张拉力。2方案分析20XX年1月11日1月16日，本QC小组对上述初步选定的6种方案逐一进行综合分析、筛选。方案1:液压读数法控制预应力筋张拉力该方案是在预应力筋传力部位安装液压传感器，再通过读取的压力值换算成张力值。这是一种传统方法，常用于在建结构，操作简单、应用广泛、成本低，经换算的测试张力值与实际张力值偏差范围一般为5%12%。图3 液压读数法控制预应力筋张拉力应用照片制图人:李江舟时间:20XX年1月11日表3 优缺点对比表优 点缺 点结构小

7、巧、读数简单受温度影响比较大。为受压式测试构件、损坏不可更换。能够较均匀导力。测试张力值与实际张力值偏差达5%12%。拆除液压设备后的张力无法控制，不能确定最终的张力值。制表人:李江舟时间:20XX年1月11日方案2:张拉伸长量测量法控制预应力筋张拉力张拉前按照混凝土结构工程施工规范（GB50666-20XX）和公路桥涵施工技术规范（JTJ041-20XX）中的 DL = PP L /( AP EP ) 公式计算预应力筋的理论伸长值，张拉过程中无法直接测量钢绞线的伸长量，而是通过测量张拉千斤顶的活塞进程反推出钢绞线的伸长量、但同时还应减掉钢绞线张拉全过程的锚塞回缩量。这种方法属于传统方法，张拉

8、效率慢、一次成功率低（需通过液压泵反复加油或泄油操作来调整张拉值），张力偏差大、张力值偏差范围一般为8%15%。图4 张拉伸长量测量法控制预应力筋张拉力应用照片制图人:吴建德时间:20XX年1月11日表4优缺点对比表优 点缺 点实际操作繁琐，需反复测量多个数值，计算实际伸长量。施工成本低，操作简单。测量各部位微小变化不易控制，人工读取精度低。补偿拉力占设计控制张拉力的比例较大，容易导致误差。采用后夹式千斤，钢绞线在千斤顶的工作长度对张拉伸长量的影响较大直观简明，易于读数。误差多次累计，测试张力值与实际张力值偏差达8%15%。制表人:吴建德时间:20XX年1月11日方案3:光纤光栅法控制预应力筋

9、张拉力在索体锚固受力位置安装光纤光栅压力环、通过间接测量钢绞线的应变值再反推张力值。由于光纤光栅压力环测试原件为光纤传感器、为近十年来新兴的传感器，线性度好、重复性好。但量程较窄、不适用于高应变的索体张力测量；同时由于为间接测量钢绞线的应变、弹性偏载比较严重、实际张力的误差范围为3%5%；由于光纤光栅传感器的主材质为SiO2、易损坏，测量时易出现多个峰值、读数和分析较复杂；采集设备防潮性能差、适用性差、需放置于标准恒温监控室中、成本比较高。图5 光纤光栅法控制预应力筋张拉力应用照片制图人:张建朝时间:20XX年1月12日表5 优缺点对比表优 点缺 点传感器采购成本比较高，且不可拆除无法重复利用

10、；控制精度较高，受光信号干扰小核心部件易损坏，长效性差，抗疲姓性差；量程较窄，不适用于高应变的索体张力测量；弹性偏载比较严重、实际张力的误差范围为3%5%；自动化测量程度高采集设备防潮性能差、适用性差，对环境要求高；测量时易出现多个峰值、读数和分析较复杂。制表人:张建朝时间:20XX年1月12日方案4:应力法（振弦式锚索计）控制预应力筋张拉力在索体锚固受力位置安装接触式应变压力环，早期采用电阻应变片的压力环、目前应用较多的是振弦式压力环，俗称锚索计，具有短期精度较高、动态测量效果较好的优点。但锚索计的传感器必须安装在索力传递部位，如索体锚固端或者张拉端的螺母与垫板之间；数据线不能过长、测试时需

11、温度等环境补偿；传感器较脆弱，当长期处于受压状态时影响长效性，损坏后不可更换；控制测试结果与传感器的安装精度有直接关系，误差范围一般为5%15%。图6 应力法（振弦式锚索计）控制预应力筋张拉力应用照片制图人:黄道加时间:20XX年1月13日表6优缺点对比表优 点缺 点安装条件复杂，需安装到张力传递部位。短期控制精度较高传感器较脆弱，造价成本较高，损坏后不可更换。数据线不能过长、测试时需温度等环境补偿动态测量效果较好控制测试结果与传感器的安装精度有直接关系，误差范围一般为5%15%。制表人:黄道加时间:20XX年1月13日方案5:振动频率法（张力动测仪）控制预应力筋张拉力该种方法是在预应力筋上安

12、装加速度传感器，通过测试预应力筋的频率变化来推算张力值，属于间接控制方法。其推算结果与预应力筋基频测试结果、长度换算、截面积折算、弹性模量的准确度等直接有关，任何一个参数的不准确性直接导致计算结果存在较大误差。该方法适用于体外预应力控制测量，测试过程需人工辅助、易受预应力筋的垂度和抗弯刚度的影响，短筋难以测量，误差一般为10%25%。图7 应力法（振弦式锚索计）控制预应力筋张拉力应用照片制图人:田于时间:20XX年1月14日表7优缺点对比表优 点缺 点误差多次积累，误差范围一般为10%25%。测量读数简单控制参数多，理论计算复杂。适用于体外预应力控制测量，而体内预应力的控制测量难度大。操作简单

13、短筋难以测量。制图表人:田于时间:20XX年1月14日方案6:磁弹效应法（磁通量传感器）控制预应力筋张拉力该方法的基本原理为磁弹效应，通过磁通量传感器一揽子综合测试预应力筋在张拉过程中的自身材质（含截面积、惯性矩、弹性模量等参数）的铁磁环境变化来测试张力。安装方式为在预应力筋外围套环安装、也可用分体后套环安装等多样方式安装，为非接触式控制测量，为近几年国外新起的一种测试方法。传感器无需固定在受力部位、安装和测试简单；一次使用成本较低；过程参数一体化，精度很高，张力值偏差范围一般为1%2%。但鉴于国内刚刚开始这种新技术的应用研究，定型产品较少，除大型悬索桥和斜拉桥的索力控制测量外，民用建筑（尤其

14、是体内预应力）的应用案例很少。图8 磁弹效应法（磁通量传感器）控制预应力筋张拉力应用照片制表人:王学东时间:20XX年1月15日表8优缺点对比表优 点缺 点过程参数一体化综合测定（单指标），测量精度很高，偏差范围为1%2% 国内应用研究和应用非接触式控制测量，不需要固定在受力位置，操作简单，适用范围广 案例较少自动温度补偿、无需特定平衡；安装方式多样定型产品少科技含量高，一次性成本很低制表人:王学东时间:20XX年1月15日3确定最佳方案20XX年3月15日，本小组在对上述6种方案进行定性和定量评价的基础上，确定了“量程范围、单次测量精度、控制偏差范围、使用便利性、适用范围、综合造价、受环境影

15、响性、传感器易损性”7个指标进行对比，汇总如表7所示。表9方案比选表方案1方案2方案3方案4方案5方案6量程范围大大较小大大大单次测量精度较高低较高较高较高高控制偏差范围5%12%8%15%3%5%5%15%10%25%1%2%使用便利性好差好较好较好好适用范围广广不适用高应广体内预应力广变控制难测量综合造价低低较高较高较低较低受环境影响性大小大较大较小小传感器易损性较大小大大较小小制表人:张守鑫时间:20XX年1月20日针对鄞州高桥镇高峰村2#商业A地块屋顶层为后张法体内预应力控制的现状，结合上表对6种方案的比选情况，很显然，方案6“磁弹效应法（磁通量传感器）控制预应力筋张拉力”为最佳方案。

16、20XX年3月15日，本QC小组对方案6进行了充分论证，认为目前已成功运用于桥梁索力测试的磁弹效应法通过产品改进和技术创新后，完全可运用于民用建筑预应力筋张力控制中；同时经过细致分析，认为其在具体实施时，尚有以下几个关键要素需重点解决:（1）研制满足本工程需要的磁通量传感器（2）传感器布设方案需科学合理（3）张拉作业与控制测量需密切配合（4）工人的操作技能要高、责任心要强四、制定对策表10对策措施表序关键对策目标具体措施地点责任人时间号要素（What）（Why）（How）（Where）（Who）（When）1）形式:开环式1）考察多家厂房的2）传感器参数研发实力和相关应研制满内径:181；接线

17、长度:用案例20XX年3月2足本工与国内30m；工作温度:-2）联合制定传感器合作厂1日程需要专业厂4080；误差2%；量研发方案和参数指1商的工王学东的磁通商合作程:0屈服应力；精度:0.标厂内20XX年7月2量传感研发01Mpa3）共同商讨和研发0日器3）研制费5万元成本控制方案4）传感器价50元/个4）进行传感器的计5）达到计量认证标准量认证张拉与1）理论计算准确1）采用有限元方法20XX年5月1控制测制定张1）一次性张拉到位（分三计算预应力筋的张项目技1日2量方案拉专项级张拉）拉力术部办曹善平需科学方案2）17榀预应力梁张拉工2）制定并论证张拉公室20XX年7月3完善期7日历天专项方案

18、0日传感器设计多1）张拉力测量控制成本设计3个传感器布设20XX年7月2个方案，0日安装方80元/次根位置方案，各自进行张拉现3进行综张守鑫式需合2）传感器安装和拆卸成技术经济效益比较，场合效益20XX年8月1理本10元/个优选最佳方案比较0日张力测1）外聘传感器厂商外训和人员为技术师傅，对20XX年8月1量人员内训结每个工人具备熟练的操操作者进行操作技张拉现0日4技能要合的方作技能，责任心强，态度能现场培训和考核场和会娄荣标高、责式共同认真。2）项目经理对工人议室20XX年8月1任心强培养的责任心进行教育5日3）制定奖惩制度制表人:张守鑫时间:20XX年1月25日五、实施对策实施一:研制满足

19、本工程需要的磁通量传感器（由王学东负责）20XX年2月3日20XX年2月15日，本QC小组考察了长沙金码高科技实业有限公司、江西飞尚科技有限公司、丹东三达传感器技术研究所、北京基康仪器股份有限公司等四家国内知名的传感器生产厂家，实地考察各自的研发实力、厂房面积、相关产品和应用案例、资金实力等，最终确定“江西飞尚科技有限公司（以下简称飞尚公司）”为最佳合作厂房，其已具有桥梁索力磁通量传感器的研发和白沙大桥等30多座大桥应用的经验。20XX年3月3日20XX年6月15日，本QC小组委派王学东常驻飞尚公司，提出研制要求和用于民用建筑后张法体内预应力控制测量磁通量传感器的参数方案。飞尚公司于20XX年

20、7月30日生产出第一批共50件磁通量传感器（定型FS-CCTK-MY），均通过国家计量认证许可，并申请获得国家实用新型专利。图9 研制的用于后张法预应力筋张力测试的小型磁通量传感器有关资料制表人:王学东时间:20XX年8月25日数据采集系统仍采用飞尚公司已自研并广泛运用的磁通量采集仪（型号FS-CTL、32通道）。图10 实用新型专利和采集仪（原有）照片制图人:王学东时间:20XX年8月25日结果:20XX年3月3日20XX年7月30日，本QC小组与飞尚公司合作研发了用于后张法预应力筋张力测试的小型磁通量传感器、各项指标均达到预期目标，并通过计量认证，取得有关专利权证书。具体指标详见表9。表1

21、1 该批次传感器经济和技术参数形式内径（m最大接线工作温度（误差范围量程（M精度（M研制费（传感器单m）长度（m）pa）pa）元）价（元）开环式181100-40801.5%0屈服0.01Mpa50000.042.00.2%应力制表人:王学东时间:20XX年8月25日实施二:张拉与控制测量方案需科学完善（由曹善平负责）20XX年8月11日9月30日，本QC小组查阅了大量工程资料，制定了鄞州高桥镇高峰村2号商业地块A地块预应力工程专项施工方案、并组织了专家论证会，重点就预应力筋的和波纹管的下料安装、预应力筋张力的理论计算、张拉作业方案进行了详细的分析和论证。确定张拉力控制过程为:张拉程序:010

22、%con100%con103%con（锚固）。其中张拉控制应力con=0.751860=1395MPa。图11 有粘结预应力施工流程图制图人:曹善平时间:20XX年9月30日图12 单梁及预应力筋的有限元分析模型制图人:王学东时间:20XX年9月30日结果:20XX年6月30日，本专项方案获得专家论证组的一致同意，并顺利通过监理单位和业主的审批。20XX年9月17日进行技术部、张拉组、张力控制测量组的联合演练，完成单梁张拉的时间为2小时、一次张拉成功，可以确保17榀预应力梁张拉工期小于5日历天。实施三:传感器安装方式需合理（由张守鑫负责）为了确保张力控制过程的顺利实施，初步确定了3种传感器布设

23、方案。方案1:预应力筋张拉端预留空间安装传感器，每根索安装1个传感器；方案2:预应力筋进入波纹管后，在波纹管上开3个孔，每根索各安装3个传感器，张力值为3个传感器显示张力的算数平均值；方案3:预应力筋进入波纹管之前，在每根索上各安装3个传感器，索与传感器一起拉入波纹管，张力值为3个传感器显示张力的算数平均值。表12方案比选表方案1方案2方案3安装难度易难易安装费用少大大拆卸难度易难难测量准确度小大大后续松弛监测难方便方便制表人:张守鑫时间:20XX年10月15日结果:20XX年10月10日，本QC小组组织了一次专题研讨会，经讨论一致认为方案3为最佳方案，经测算单次张拉力测量成本为50元/次根（

24、仪器租赁费）、传感器安装和拆卸成本为5元/次根（人工费）。图13 磁通量传感器布置现场制图人:张守鑫时间:20XX年10月10日实施四:张力测量人员技能要高、责任心强（由娄荣标负责）本次张力控制测量人员由本QC小组成员曹善平、王学东、吴芬英、胡伟等4人组成，此4人中除了王学东直接参与传感器研制外，其他3人均未接触过张力磁通量测量。为此，本QC小组于20XX年11月3日聘请了飞尚公司李文国博士和张林毓博士对上述4人进行专项技能培训，为期一天。此外，20XX年11月4日，组织了项目经理对4人的责任心进行教育，同时公布了一次性成功奖励10000元的政策。图14 综合技能考核合格率变化情况图15 测量

25、控制操作优秀率变化情况制图人:胡伟时间:20XX年4月6日结果:20XX年11月5日上午，组织对4名人员现场综合技能考核，4人全部通过；单项工艺操作一次优秀率从原来的25%上升到100%，效果显著。6、确认效果本工程张拉自20XX年11月13日至11月17日实施，历时5个日历天；经与理论值对比、张拉力控制为1.5%左右，均未超过2%，取得了很好的效果，获得业主和监理单位的一致好评；展示了公司雄厚的技术实力和优秀的管理水平，为公司赢得了良好的社会声誉。图16 控制测量部分照片和张拉成型照片制图人:吴建德时间:20XX年1月20XX7、标准化、总结和打算1巩固措施为了进一步巩固取得的成果，我们采取

26、了如下措施:（1）整理本次课题的原始数据和资料，加以归纳和总结，形成汇报材料，在公司所辖各分公司、项目部之间进行汇报交流。（2）将后张法预应力砼梁张拉力控制报公司审批，结合“三合一”贯标体系文件，已纳入到公司后张法预应力混凝土施工指导书进行推广应用。（3）联合研制的可用于民用建筑后张法体内预应力控制测量磁通量传感器已投产上市。2总结和下一步打算通过本次QC小组活动，小组成员在创新意识、创新意识质量精神质量意识、改进意识、个人能力、QC知识运用能力、解决问题的方法等方面有了明显的改进和提升，详见图17（虚线为活动前，实线为活动后），为今后继续开展QC1007550解决问25题能力改进意识小组活动

27、打下了坚实的基础。本次QC小组活动实现了预期的目标，下一步将以“先张法预应力砼梁张拉力控制的技术创新”为题开展QC小组活动。QC知识个人能力运用能力图17 自我评价雷达图制图人:胡伟时间:20XX年12月25日附件：工程施工现场应急预案及安全保证措施一、编制原则1、以人为本,安全第一原则。把保障人民群众生命财产安全,最大限度地预防和减少突发事件所造成的损失作为首要任务。 2、统一领导,分级负责原则。在本项目部领导统一组织下,发挥各职能部门作用,逐级落实安全生产责任,建立完善的突发事件应急管理机制。 3、依靠科学,依法规范原则。科学技术是第一生产力,利用现代科学技术,发挥专业技术人员作用,依照行

28、业安全生产法规,规范应急救援工作。 4、预防为主,防止结合原则。认真贯彻安全第一,预防为主,综合治理的基本方针,坚持突发事件应急与预防工作相结合,重点做好预防、预测、预警、预报和常态下风险评估、应急准备、应急队伍建设、应急演练等项工作。确保应急预案的科学性、权威性、规范性和可操作性。二、编制目的1、应急预案应针对那些可能造成企业、系统人员死亡或严重伤害、设备和环境受到严重破坏的突发性灾害,如触电事故、泥石流灾害、火灾、环境破坏等。2、应急预案是对日常安全管理工作的必要补充,应急预案应以完善的预防措施为基础,体现“安全第一、预防为主”的方针。3、应急预案应以努力保护人身安全、防止人员伤害为第一目

29、的,同时兼顾设备和环境的防护,尽量减少灾害的损失程度。4、应急预案应结合实际,措施明确具体,具有很强的可操作性。5、应急预案应经常检查修订,以保证先进科学的防灾、减灾设备和措施被采用。三、应急组织机构及职责1、应急组织机构为加强安全领导,进行系统化、网络化管理,项目部成立应急预案管理领导小组,项目经理任组长,项目总工程师、常务副经理、安全总监、项目副经理为副组长,各职能部门负责人、安全环保部安全员、各施工队专职安全员、施工队队长为组员,负责日常的安全管理工作。2、应急领导小组职责负责重、特大事故的现场应急抢险救援指挥,对施工现场突发性情况进行技术、资金和设备支持,在施工现场发生重特大事故时以最

30、快的时间达到现场,分析紧急状态和确定风险事故级别,负责分部和有关地方管理部门、组织、机构联络和报告事故情况,制定抢险救援的方案措施,领导现场应急抢险救援工作,确定紧急状态的解除,协助事故原因的调查和处理工作。在上级和有关地方部门进入的情况下,参与制定抢险救援方案措施,做好应急抢险救援配合工作。四、应急预案的基本要求1、发生人员伤亡事故后,施工现场应急处理措施一般规定 当发生事故时,负伤人员或者最先发现事故的人,应立即报告项目经理或专项安全负责人,并应马上组织人力现场抢救伤害者,根据伤情需要,协助医务人员运送伤者到医院或拨打“120”,请求协助抢救。 1.1事故发生后,各级人员应保镇静及冷静,切

31、实负起本身责任,主动控制局面。要有组织、有指挥和结合实际进行妥善处理。 1.2 第一时间进行“救死扶伤”,采取措施救护受伤(害)人员,对必须在现场进行紧急抢救的,应采取应急方法如止血、人工呼吸等进行施救。否则必须立即用工地的交通工具或截出租车将伤者送到就近医院进行抢救。同时应采取有效措防止事故蔓延扩大。 1.3 认真保护事故现场及善后工作。凡与事故有关的物体、痕迹、状态不得破坏,并划出保护区禁止闲人进入。 1.4 因抢救受伤(害)人员,以及疏导交通等原因,需要移动现场某些物体时,必须做好现场标记、拍照、录像或绘制现场简图,并写出书面记录,妥善保存现场重要痕迹、物证等。 2、 发生火警、火灾事故时,施工现场应急处理措施一般规定。 2.1 应立即了解起火部位及燃烧的物质,积极抢救伤者及使用施工现场所有消