速接架横杆插销构造创新——锡山三建PPT课件

1、速接架横杆插销构造创新一速接架横杆插销现状二QC小组简介 三选择课题 四设定课题目标及可行性分析 五提出方案，确定最佳方案 六实现最佳方案需要解决的问题 七确定对策 八对策实施 九总体效果检查 一 总结及巩固措施 一一体会及今后打算 第1页/共44页一、速接架横杆插销构造现状 速接架，主要用于模板支撑架、外墙脚手架、操作平台以及舞台架等临时结构支撑，其横杆插销采用铸钢铸造，插销中间设置凹槽，断面呈“I”形，整个插销形状近似梯形。 插销销紧后，具备一定自锁性能。但是受到振动荷载作用时，未销紧插销存在跳脱的可能性，存在一定安全隐患。原插销以及与扣接头组合 图一第2页/共44页二、QC小组简介 QC

2、小组曾多次参加QC小组活动，2007年度活动课题为速接新型模板支撑体系搭设工艺创新，获得江苏省QC成果二等奖；2008年度活动课题为超长悬挑大截面梁高支撑技术攻关，获得全国QC成果优秀奖。 小组名称速接架QC小组课题类型创新型小组注册号SJ-05-08注册时间2005-0708年注册号SJ-0801课题登记号QC-0801课 题速接架横杆插销构造创新速接架横杆插销构造创新TQC教育人均40学时以上小组计划活动时间2008-72008-12小组计划活动次数24小组简介 表一 第3页/共44页二、QC小组简介序号姓名性别年龄学历职务小组职务1钱新华男32本科总经理组长、全面负责2钱志峰男34大专工

3、程部经理副组长、协助组长3沈高传男28本科技术负责人副组长、编制发布4邹 明男47本科总工程师技术顾问5徐 舟男27本科技术员组员、现场指导施工6陈锡清男45大专技术员材料采购、插销试制7严晓风女34大专管理部经理组员、数据统计8朱唯玲女27大专会 计组员、财务分析9胡 明男29大专质量员质量控制、数据统计10辛可伟男28大专安全员安全管理、数据统计11顾孝忠男47初中班 长组员、施工12辛 海男30高中工 人组员、施工QC小组成员表 表二第4页/共44页三、选择课题 问题提出 工程实际应用中，横杆插销在未销紧的情况下，存在发生跳脱的可能性，从而使得节点首先失稳，最终架体失稳。 项目部正在施工

4、的无锡锡山科技创业中心，是公司争创国优的目标工程。本工程有多处属于高支模范围，其中以主楼转换层12003400转换大梁和副楼4002000大梁结构支撑为典型，为了确保本工程以及其它工程所用速接架支撑结构安全，从而对架体节点提出了具体要求：在正常情况下，架体节点必须安全。第5页/共44页三、选择课题 问题分析 荷载作用方面：支撑架整体稳定性和承载力，很大程度上取决于架体节点刚度，而节点刚度又直接取决于插销销紧程度。 施工管理方面：现阶段工人的施工素质普遍较低、项目质检部门自检以及现场监理工程师验收时，多多少少存在“不全面、不到位”情况，因而大大增加了安全隐患。 第6页/共44页三、选择课题 课题

5、确定 横杆插销在未销紧的情况下，有可能发生跳脱，但是完全可以通过施工过程中对各阶段进行检查和验收的管理手段,来避免这种可能性的发生。 再则，通过采取产品构造开发创新来解决产品本身的不足，以及弥补管理性问题就显得很有必要。因此，QC小组将QC课题定为:速接架横杆插销构造创新速接架横杆插销构造创新第7页/共44页四、设定课题目标及可行性分析 设定课题目标 目标：提高插销自锁能力，从而保证架体节点和整架的稳定性、安全性。 目标值： 横杆插销在正常击紧23下的条件下的抗拔力不低于200； 横杆插销未销紧时的抗拔力不低于50； 横杆插销松动时，具有合理、有效的抗跳脱构造设计；第8页/共44页四、设定课题

6、目标及可行性分析 可行性分析 有利条件： 小组成员参加过多次QC小组活动，创新能力强，综合素质好 。 具有产品开发创新能力无锡速接系统模板有限公司，专业从事速接架系列产品的开发和应用，且与东南大学长期合作，具备强有力的理论、技术后盾和权威结构实验室； 建设部已将新模板支撑技术作为十项新技术之一； 创新载体之一“无锡锡山科技创业中心”，是争创国优的目标工程，公司非常重视。 第9页/共44页四、设定课题目标及可行性分析 可行性分析 难点： 无类似产品借鉴。国内类似产品如圆盘式、香蕉式以及菊花型脚手架等，其插销自锁性能，都远不如速接架现有插销的自锁性能。 速接架横杆插销采用铸钢铸造，试件开模具周期较

7、长、费用较高，公司批准速接架横杆插销开发经费仅有10000元。 结论： 通过对有利条件和难点进行分析，相信通过全体QC小组成员共同努力，设定目标及目标值一定能够实现。第10页/共44页五、提出方案，确定最佳方案 方案提出 小组成员围绕本课题，展开了市场调查，集思广益对横杆自锁进行了多次讨论，归纳出三种方案，见表二：方案表 表二 方案方案名称提出人方案一 扣接头构造创新陈锡清方案二 插销中腹板处开一个抗跳脱销孔钱新华方案三 速接架横杆插销构造创新沈高传第11页/共44页五、提出方案，确定最佳方案 方案分析、评估及选定 评分标准，见表三：评分标准 表三 项目（结构、适用性、难易、成本、工期）很好好

8、一般差5432第12页/共44页五、提出方案，确定最佳方案 方案分析、评估及选定 方案分析、评估及选定表 见表四：方案分析、评估及选定表 表四 类型方案分析方案评估内容综合得分方案选定开发难度试件难度制作时间施工工序成本高低方案一1、试件种类多，开发难度较大；2、试件成本较高；3、试件制作时间较长；4、试件力学分析难度大、力学实验复杂5、未增加施工工序。3324416不选第13页/共44页五、提出方案，确定最佳方案 方案分析、评估及选定 续表四 类型方案分析方案评估内容综合得分方案选定开发难度试件难度制作时间施工工序成本高低方案二1、试件单一、简便；2、只需在原插销冲一贯穿圆孔以及配一销杆，试

9、件成本低；3、试件制作时间短，销杆购买方便；4、试件力学分析简单，力学实验简单，插销有效截面面积减小，抵抗外力作用能力大大降低；5、增加施工工序，降低施工效率，提高施工成本。5553422可选方案三1、试件制作单一、简便；2、试件成本低；3、试件采用线切割等工艺制作，制作时间短；4、试件力学分析简单，力学实验简单，抵抗外力作用能力强；5、未增加施工工序。4555423选定第14页/共44页五、提出方案，确定最佳方案 确定最佳方案 经过综合评估，第三种方案综合得分最高，得分为23，故QC小组认定最佳方案为第三种方案，即：速接架横杆插销构造创新 第15页/共44页六、实现最佳方案需要解决的问题 需

10、要解决的问题 1.试件材料选择；2.确定横杆插销销紧后的临界自锁状态；3.横杆插销下端构造创新，确保插销未销紧时不发生跳脱；4.横杆插销试件自锁能力验证。第16页/共44页六、实现最佳方案需要解决的问题 根据需要解决的问题，进行讨论、分析，研究决定如下：一试件材料选择 QC小组针对试件材料选择，共提出三种可供选择的方案，详见下图二。试件材料方案选择图 图二 第17页/共44页六、实现最佳方案需要解决的问题 试件材料选择 QC小组针对三种方案，进行了充分讨论和试验分析，试验分析情况详见下表五： 方案试验测算特 点分析结论结合原插销，利用高温，直接制作1、试件原料购买简便；2、试件加工工艺复杂；

11、3、试件制作设备要求高；4、试件制作成本较高。优点：1、试件原料充足；缺点：1、公司及无锡地区试件制作设备非常少；2、试件制作综合成本较高。缺少相应制作设备，综合成本较高。采用铸钢，进行铸造制作1、试件原料购买简便；2、试件制作厂家多；3、试件制作设备要求高； 4、试件制作成本高。优点：1、制作厂家和原料充足；2、试件制作质量高。缺点：1、试件模具制作费用高；2、试件制作周期长；3、试件制作综合成本高。制作厂家多，综合成本高。横杆插销材料选择方案试验分析表 表五第18页/共44页六、实现最佳方案需要解决的问题 试件材料选择方案试验测算特 点分析结论采用钢板，进行机械加工制作。1、试件原料购买简

12、便；2、试件制作厂家较多；3、试件制作设备很普遍； 4、试件制作成本较低。优点：1、制作厂家较多；2、试件制作周期短；3、试件制作综合成本较低。缺点：1、试件材料不是最终产品材料，动摩擦系数偏小。制作厂家较多，综合成本较低。续表五 通过对横杆插销材料选择方案试验、对比和分析后，QC小组一致认定最终可行方案为第三种方案，即：采用钢板，进行机械加工制作第19页/共44页六、实现最佳方案需要解决的问题 二横杆插销销紧后的临界自锁确认方案选择 针对如何确认横杆销紧后是否具备自锁功能，共提出三种可供选择的方案，详见图三 临界自锁确认方案选择图 图三 第20页/共44页六、实现最佳方案需要解决的问题 横杆

13、插销销紧后的临界自锁确认方案选择 QC小组针对三种方案，进行了充分讨论和试验分析，试验分析结果详见表六 横杆插销销紧后具备自锁功能确定方案试验分析表 表六方案试验测算特 点分析结论撒网式制作多种摩擦角度插销，再分别通过试验分析确定1、试件制作图纸绘制简单；2、试件制作可操作性强； 3、试件不经过力学分析，盲目性较高；3、试件试验分析简单。优点：1、根据试件图纸，制作简便；2、试验分析简单。缺点：1、盲目性较高，操作性差；2、试件制作图纸量大；3、制作试件量较多；4、试件试验量非常大；5、试件制作综合成本较高。盲目性高，操作性差，综合成本较高。第21页/共44页六、实现最佳方案需要解决的问题 横

14、杆插销销紧后的临界自锁确认方案选择 续表六方案试验测算特 点分析结论增加插销与扣接头接触受力处的粗糙程度，来增加受力处的滑动摩擦系数1、图纸绘制难度大；2、制作可操作性较差；3、力学分析复杂； 4、试验分析简单。优点：1、试验分析简单；2、试件制作量少；3、针对性强。缺点：1、试件制作难度大；2、试件图纸绘制难度大；3、摩擦面材料要求高；4、试件制作综合成本较高。针对性强，操作性差，综合成本较高。从力学理论计算分析发，计算出自锁临界状态时的滑动摩擦系数1、试件图纸绘制简单；2、试件制作可操作性强； 3、力学分析复杂； 4、试验分析简单。优点：1、试验分析简单；2、试件图纸绘制难度小；3、试件制

15、作简单、量少；4、针对性强，可操作性强；5、试件制作综合成本低。缺点：1、力学分析复杂。针对性强，操作性强，综合成本低。第22页/共44页六、实现最佳方案需要解决的问题 横杆插销销紧后的临界自锁确认方案选择 通过对横杆插销销紧后具备自锁功能确定方案的试验、对比和分析后，QC小组一致认定最终可行方案为: “从力学理论计算分析出发，计算出自锁临界状态时的滑动摩擦角度”第23页/共44页六、实现最佳方案需要解决的问题 三 横杆插销下端构造创新方案确定 从力学理论计算分析出发，计算出自锁临界状态时的滑动摩擦角度，从理论解决横杆插销销紧后具备自锁功能的要求，但是为了实现横杆插销即使未销紧，在正常施工条件

16、下，也不会发生跳脱。QC小组进行反复讨论，最终达成如下意见：在满足自锁角的前提下，将横杆插销下端设计成弧形弯钩，采用电脑CAD模拟实物，以确定弯钩段以及导轨构造尺寸。第24页/共44页六、实现最佳方案需要解决的问题 四 横杆插销试件自锁能力验证 为了杜绝因横杆插销未销紧造成的安全隐患，以及验证理论计算分析与实际事实是否存在不利的差别，确保横杆插销即使未销紧，在正常施工条件过程中，也不会发生跳脱，QC小组经过认真讨论、研究，并决定对试件采取抗拔脱试验进行验证。第25页/共44页七、确定对策 QC小组成员根据需要解决的问题，结合小组成员各自具体岗位和自身能力情况以及产品开发创新的普遍规律和程序，经

17、过多次分析讨论，制定实施对策表，详见表七 。实施对策表 表七问题对策目标措施地点时间负责人试件材料选择根据材料特性、制作工艺以及制作成本确定1、材料与铸钢相同或接近；2、制作周期短、制作工艺简单；3、综合成本5000元以下；1、查找相关材料手册，进行抗拉强度、材料表面动摩擦系数比较；2、充分利用线切割、铣、车等普及加工设备。厂家08.8.108.8.5陈锡清胡 明第26页/共44页七、确定对策 续表七问题对策目标措施地点时间负责人横杆插销销紧后的临界自锁状态确定从力学理论计算分析发，计算出自锁临界状态时的滑动摩擦角度自锁角大于临界自锁角； 1、绘制具有一定角度的插销设计示意图；2、结合示意图进

18、行力学计算分析；3、根据力学计算分析结果，确定自锁角角度。工地08.8.608.8.10沈高传插销下端构造创新电脑CAD模拟实物确定1、插销未销紧时不发生跳脱；2、插销内导轨能保证插销正常拔起和锁紧移动运行。1、结构扣接头尺寸，进行电脑CAD模拟实物，并在横杆插销下端设置弯钩段；2、电脑模拟保证插销正常拔起和锁紧运行；3、在不影响插销正常拔起和锁紧运行的前提下，适当增加弯钩水平宽度，且不得小于横杆扣接头插销孔水平长度。厂家08.8.1108.8.20徐 舟横杆插销试件自锁能力验证实验室试验验证1、试件插销具备自锁功能；2、插销未销紧的情况下，不发生跳脱。1、按照理论计算分析与电脑模拟结果绘制试

19、件图；2、按照试件图进行试件制作；3、送东南大学结构实验室试验。厂家与实验室08.8.2108.9.5沈高传第27页/共44页八、对策实施 实施一：试件材料选择 根据材料与铸钢相同或接近的要求，即抗拉、抗压强度以及材料表面动摩擦系数相同或接近的要求，选用8.5mm厚Q235钢板。此项工作由陈锡清进行，沈高传负责审核； 查材料特性手册可得钢与钢之间的动摩擦系数为0.1g0.12，计算分析时可取g=0.1，钢与铸钢之间的动摩擦系数为0.2z0.3，计算分析时取z =0.2。gz，计算结果偏向安全。此项工作由胡明进行，沈高传负责审核； 根据充分利用Q235钢板特性，可采用线切割、铣、车等成熟加工工艺

20、进行加工制作。此项工作由陈锡清进行，钱新华负责审核； 效果检查：效果检查：通过试件材料及其加工工艺分析，采用8.5mm厚Q235钢板进行试件制作，满足要求，达到预期目标。 第28页/共44页八、对策实施 实施二：找出横杆插销销紧后的临界自锁状态 利用计算机CAD绘制出具有一定角度1的插销设计大样图，此项设计工作由沈高传负责； 结合大样图，假定横杆插销锁紧后刚好处于临界自锁状态，进行力学计算分析，经过计算得出临界自锁状态时的自锁角度为3.25。此项设计工作由沈高传负责； 根据临界自锁状态时自锁角度为3.25，并将横杆插销制作角度定为4.10。此项工作由沈高传负责。 第29页/共44页八、对策实施

21、效果检查：效果检查：通过绘制具有一定角度的插销设计示意图，并对其进行力学理论分析，得出临界状态时的自锁角度为3.25，达到了预期目标。 插销设计大样图 图四 力学计算分析图 图五第30页/共44页八、对策实施 实施三：插销下端设计成弧形弯钩 结合4.10自锁角，进行计算机CAD绘制试件图纸，并根据所绘图纸QC动画.VOB模拟实物，此项工作由徐舟负责； 为了保证插销正常拔起和锁紧运行，凹槽最小宽度取10，弯钩处外边半径取40，内边半径取35。此项工作由徐舟负责，沈高传负责审核； 为了从构造上保证插销在松动情况下也不会发生跳脱，插销下端弯钩水平宽度设置为28.5，超出扣接头插销孔宽度5.5。此项工

22、作由徐舟负责，沈高传负责审核； 根据以上核心数据绘制插销图纸。此项工作由徐舟负责，沈高传负责审核。 第31页/共44页八、对策实施效果检查：效果检查：通过电脑模拟，比较直观地对插销弯钩构造设置进行了开发，实现了横杆插销在未销紧的情况下，也不会发生跳脱，达到了预期目标。 计算机CAD模拟图 图六 插销制作图 图七 第32页/共44页八、对策实施 实施四：横杆插销试件自锁能力验证 根据实验要求，在插销试件上冲一只12孔，并送东南大学结构实验室试验，此项工作由沈高传负责。 按照预定目标分别进行试验，如下： 试验一：用榔头击紧插销23下，利用葫芦施加竖向荷载，测试插销在一般击紧下的抗拔力。 试验二：用

23、榔头击紧插销23下，然后施加0.5kN水平反复荷载，水平力反复作用3次后利用葫芦施加竖向荷载，测试插销在一般击紧并承受反复水平荷载下的抗拔力。 试验三：测试插销在一般击紧以及全松状态下的抗拔力。第33页/共44页八、对策实施效果检查：效果检查：东南大学结构实验室试验结果为“插销在正常击紧状态下的抗拔力为250kg左右；插销在全松状态下的抗拔力为50100kg。”，达到了预期目标。试件成品图 图八 试件实验图 图九 第34页/共44页九、总体效果检查 课题设定目标值： 由本QC小组成员对课题设定目标值进行了检查汇总，均达到设定目标，检查情况见表八： 课题设定目标值检查表 表八序号检查项目检查方法目标值检查结果1横杆插销销紧时抗拔能力试验验证。榔头正常击紧23下的条件下，插销的抗拔力不低于200自锁角为4.10时，试件抗拔试验值为200300；2横杆插销未销紧时抗拔能力试验验证。抗拔力不低于50试件抗拔试验值为50100；3横杆插销松动时，抗跳脱构造设计现场观察和咨询施工工人。具有合理、有效的抗跳脱构造设计插销下端设计成弧形弯钩，弯钩水平宽度为28.5，超出横杆扣接头插销孔水平长度5.5。第35页/共44页九、总体效果检查 效益方面： 社会效益： 速接架横杆插销构造创新，在无锡科技