百米高墩施工平台研制与应用PPT课件

1、工程概况QC小组简介P阶段D阶段A阶段C阶段4、效果评价、效果评价2.1、选题理由、选题理由2.2、现状调查、现状调查2.3、目标确定、目标确定2.4、可行性分析、可行性分析2.5、提出方案、提出方案2.6、问题的假想预测、问题的假想预测2.7、制定对策、制定对策5.1、巩固措施、巩固措施5.2、今后打算、今后打算3、对策实施、对策实施第1页/共33页驷步河大桥原地貌桥址”V”型谷工程概况第2页/共33页1、QC小组简介小组简介 QC小组基本情况表小组名称小组名称缆索吊配合百米高墩施工平台QC小组 成立时间成立时间2007年3月10日课题名称课题名称整体式百米高墩施工平台的研制与应用课题类型课

2、题类型创新型组组 长长崔学民活动时间活动时间2007年3月至2007年9月注册日期注册日期2007年3月10日小组成员小组成员10人注册编号注册编号TYSC-2007-5活动次数活动次数4次/月接受接受TQCTQC教育情况教育情况48小时以上序号序号姓名姓名性性别别年龄年龄文化程度文化程度职职 务务组内职务组内职务1崔学民男34本 科项目经理QC方案策划2孔凡强男32专 科项目副经理协助策划3邹 超男30本 科项目总工协助策划4王养社男28本 科工程部部长协助策划5宋程辉男24本 科技术负责人组员6邓柏松男32本 科技术副经理组员7李海生男31专 科生产副经理组员8石王宏男26专 科技术负责人

3、组员9康登高男32中 专安质部长组员10邝贤冰男34高 中工长组员第3页/共33页2.1、选题理由、选题理由 P阶段阶段 适应公司发展需要：为适应竞争日益激烈的建筑市场，增强竞争力，形成自己在重、难特大桥梁施工的拳头技术迫在眉睫，公司要求每个项目着手发展拳头技术。经济效益、社会影响：本工程合同段为外资标段，合同要求达不到优良扣减质保金额25，达到优良奖励20万元，经济效益明显；驷步河大桥目前在同类大桥中位于世界第三，也是我公司建处以来承建难度最大的桥梁，工程优良直接影响公司在西南地方的投标，社会影响大。施工现状不容乐观：墩柱截面大，且工期要求紧，塔吊无法安装就位，原方案采用缆索起重机来提升模板

4、，考虑到缆索起重机不能横移且起吊速度慢，无法满足安全快速的施工要求。急需研究、制定科学、可靠、适宜的方案并实施，确保百米高墩的施工安全、质量和进度受控。整体式百米高墩施工平台的研制与应用第4页/共33页采用传统的方法存在以下问题：采用传统的方法存在以下问题： （1）因受投入制约，本桥设计的缆索起重机存在不能横移的缺点,如果设计可横移的缆索起重机，成本将增加近100万元； （2）如果搭设钢管脚手架，通过计算最多只能搭设60m高，且脚手架使用量大，预计需要38吨，材料费、人工费、运费太高； （3）采用缆索起重机配合塔式起重机(内昆线花土坡特大桥施工技术)，投入成本大，一台塔式起重机约65万元，全桥

5、需要三台塔式起重机需增加投入达195万元；400m跨缆索吊跨缆索吊第5页/共33页2.2、现状调查、现状调查 为了满足高墩施工工期要求，我们QC小组对墩身012m内外模板采用缆索吊提升时间进行了统计： 缆索吊提升012m墩身模板时间统计表序号墩身高度m模板提升起讫时间小计平均1032.222.2530322363.23.5343693.93.123149123.173.2033制表：宋程辉 复核：石王宏 第6页/共33页、工期计算：、工期计算： 根据业主的工期要求，项目部倒排墩身施工工期最多为218天。104m高墩采用翻模施工每次翻升3m，共需翻升35次，单循环理论时间为6天。现场实际操作中根

6、据工程数量，钢筋的加工、绑扎及混凝土灌注需2.5天，混凝土浇注后等强需1天，采用缆索吊提升模板需要4天，则墩身单循环施工共需7.5天6天，不能满足工期要求。时间从那里来？第7页/共33页 QC小组讨论认为只能缩短模板提小组讨论认为只能缩短模板提升的时间来满足工期要求，因此，小组升的时间来满足工期要求，因此，小组必须充分利用缆索起重机起重量大的优必须充分利用缆索起重机起重量大的优点点,克服缆索起重机起升速度慢且不能克服缆索起重机起升速度慢且不能横移的缺点，本着施工安全、快速、成横移的缺点，本着施工安全、快速、成本节约的原则，需要设计整体式高墩施本节约的原则，需要设计整体式高墩施工平台，作为墩柱混

7、凝土、钢筋及模板工平台，作为墩柱混凝土、钢筋及模板施工的操作平台。施工的操作平台。因此经理部决定成立QC小组,选定课题为“整体式百米高墩施工平台的研制与应用整体式百米高墩施工平台的研制与应用”。第8页/共33页2.3、确定目标、确定目标 确定目标：确定目标：百米高墩施工平台结构稳定、安全，确保任何部位的模板均能垂直快速提升，平台所用材料可以周转使用。目标值：单循环墩身模板提升的时间由原来的32小时减少到20小时以内。第9页/共33页2.42.4、目标可行性分析、目标可行性分析：、本小组有3名成员曾经独立设计过挂篮、龙门吊、缆索起重机、架桥机等复杂钢结构，有丰富的钢结构设计经验；、本高墩施工平台

8、所有杆件均为型钢，可以通过钢结构等专用软件实现结构应力、应变模拟试验；、得到了到了中铁大桥局集团有限公司钢构件厂的积极参与，实行“强强联合”；、项目领导担任组长，人力和物质资源均可以得到保证，有利于活动开展；、有9名成员参加过2005年“大体积混凝土施工过程中内外温差控制”QC小组活动或2006年“减少远距离泵送混凝土堵管频率”QC小组活动，熟知QC活动规则；、施工工人不熟练，项目部通过CAD软件绘制了三维立体模拟图，对工人进行讲解培训，让工人充分了解平台的工作原理。综合以上情况，通过客观分析，小组成员一致认为目标能够实现。第10页/共33页 在开工之初，围绕课题，小组成员通过在开工之初，围绕

9、课题，小组成员通过“头脑风暴法头脑风暴法”集思广益对集思广益对100m100m高墩施工平台方案进行讨论，按支撑结构形式归纳共提出三种方案：格构式高墩施工平台方案进行讨论，按支撑结构形式归纳共提出三种方案：格构式钢框架平台；贝蕾梁桁架式平台；万能杆件组合式平台。钢框架平台；贝蕾梁桁架式平台；万能杆件组合式平台。2.5、提出方案、提出方案序号钢平台类型分析其优（缺）点1贝蕾梁桁架式平台1、杆件为销子连接，挠度大，安全隐患多2、施工简便，实施可行3、杆件在本工程中只能周转一次，运输费用大，经济性一般4、杆件定型，不能根据受力大小来选择杆件，不利于减轻平台重量2格构式钢框架平台1、挠度小、安全可靠，传

10、力路径明确，受力合理2、全部采用高强螺栓连接，施工便捷3、型钢可以回收利用在下一步的连续梁施工中，造价底，经济性好4、可以根据具体受力部位选定合适的材料，有利于减轻平台重量5、空中拼接安全风险大，人员不便于操作3万能杆件组合式平台1、杆件采用螺栓连接，挠度小，安全性高，隐患较少2、节点受力，传力明确3、施工便捷，实施可行4、杆件在本工程中只能周转一次，运输费用大，经济性一般5、杆件定型，不能根据受力大小来选择杆件，不利于减轻平台重量方案的分析、评估表方案的分析、评估表第11页/共33页 确定最佳方案 QC小组将三种方案进行打分比较：方案可操作性经济性安全性技术成熟性平均得分贝蕾梁桁架式平台83

11、75858582格构式钢框架平台9095958090万能杆件组合式平台8580908585通过对比分析，第二种（格构式钢框架平台）评定为最佳方案。第12页/共33页2.6、问题的假想预测、问题的假想预测 我们小组成员调查公司历年高空作业安全事故的案例、阅读报纸、杂志、互联网等，对有关高墩施工平台和钢管脚手架方面所发生的质量（安全）事故进行收集，对特大事故进行筛选，以防钢平台出现类似问题，假想问题主要原因归纳如下：（1）结构计算建模不合理；（2）局部承载力不够，主要体现在：预埋件处混凝土强度不足，集中堆载过大。（3）操作过程中未按规范及批准的方案实施，主要体现在：节点焊连接不满足要求；构造杆件拼

12、装等不满足要求。(4)平台的侧向不稳定，很容易造成平台扭曲、失稳。（5）预埋件位置不准确导致结构受力发生变化，造成受力不均。格构式钢框架施工平台设计、制作、安装流程图第13页/共33页2.7、对策制定、对策制定序号序号要求要求对策对策目标目标措施措施地点地点时间时间负责人负责人1建立应力、应变模型进行深化设计建立计算模型通过不对称加载分析，进行力学计算、构件验算解决实际施工不对称加垂直荷载，加强节点刚度减少应力1、利用有限元分析软件进行深化设计。2、在牛腿与立柱及立柱与主梁连接处加大节点板厚度，增设斜撑。施工现场2007-3-15邹 超王养社2满足混凝土局部承载力确保预埋件处砼强度，严禁集中堆

13、载平台提升前，预埋件处砼强度不小于15MPa，平台集中堆载不大于35KN1、砼浇筑后对预埋件处进行专门养护，并制作同条件养护试块，平台提升前试块强度大于15MPa。2、安排技术副经理每天检查平台堆载情况，对不合理堆载的施工队进行处罚。试验室施工现场2007-4-4宋程辉邓柏松3确保制作及焊接拼装质量实现制作、安装全过程控制确保拼装焊接质量及多方验收合格1、委托专业厂家制作安装。2、检查杆件尺寸。3、现场检查垂直度。厂内施工现场2007-3-182007-4-8石王宏康登高4确保平台侧向稳定检查剪刀撑、立柱与牛腿及立柱与主梁的连接螺栓确保施工平台整体稳定1、检查剪刀撑是否连接牢靠。2、检查连接螺

14、栓是否紧固。施工现场高墩施工全过程李海生邝贤冰5确保预埋件位置准确安排专人负责检查确保结构受力正确混凝土浇筑前安排专人详细检查平台牛腿预埋件。施工现场高墩施工全过程石王宏宋程辉对策表第14页/共33页实施对策实施对策1、结合施工现场实际地形及构造物的特点，分析了解施工加载情况。2、结构物沉降点设在主梁及牛腿上，加之模板施工及混凝土浇注过程中将格构式钢框架分成左右幅，致使格构式钢框架结构加载实际为不对称加载，利用有限元分析方法，采用（MIDAS）软件进行加载分析。3、根据力学分析，在牛腿及立柱连接处加大节点板厚度及增设长1.5m10010的角钢做剪刀撑，其作用：一是加强节点刚度及钢框架整体稳定性

15、；二是有效减小节点的应力。4、根据深化设计，将初步方案确定格构式钢框架结构上的横向移动小龙门，重新设计成左右两幅半径为5.4m的1/2圆形轨道，从而有效减少小龙门横向移动的相互干扰，更能体现小龙门在施工过程中快速的提升内外模板，且相互不干扰。【实施一】建立应力、应变模型通过不对称加载分析，进行深化设计，由邹超、王养社执行。第15页/共33页结果：初步方案于2007年3月12日完成，正式方案及深化设计图纸于 2007年3月15日修订完毕。 施工平台平面布置图第16页/共33页实施二 确保预埋件处砼强度，严禁集中堆载1、对墩身预埋25钢筋抗剪、抗拔进行力学验算，并对预埋件处混凝土局部承载力进行验算

16、。2、根据设计图纸及墩身施工情况，在墩身施工高度达到18m后，墩身开始预埋施工平台牛腿螺栓等，具体步骤实施如下：按照设计施工平台结构尺寸，结合墩身实际高度，精确计算墩身坡比影响尺寸，预埋6根长45cm单头套丝的螺栓，后带标准弯钩，在混凝土浇注前，预埋混凝土部分螺栓进行相互搭联焊接，从而提高安全性。平台拼装第17页/共33页保证施工平台6个牛腿预埋件在同一水平面内，其高程误差不得大于2cm，可有效防止施工平台在安装中出现倾斜。墩身混凝土灌注完成以后，做同条件试件2组，混凝土强度必须达到15MPa后方可提升施工平台。施工平台堆载保证在平台上均匀放置，具体由现场技术副经理检查监督。 结果：2007年

17、4月4日，平台在墩身18m高度进行拼装，混凝土强度及预埋件均满足施工和设计要求。拼装完成的施工平台第18页/共33页 为确保构件焊接质量，顺利通过监理组织的联合验收，委托专业刚结构单位施工，同时加强现场质量检查，除必须检查焊缝外，重点检查如下几方面： 1、钢格构对接错口上下误差控制在3cm以下，超出要求的构件必须重新进行拼接。检查各构件的结构尺寸及材料是否采用国标，不满足要求的材料严禁进场和使用。 2、施工平台的主梁和次梁在纵横放置拼装时，采用M10.8及高强螺栓连接，严格检查各节点板的焊接长度，检查主梁及次梁是否按照要求布置加强板，不足部分进行标识，处理方法：满焊或加补强板。 3、平台钢格与

18、牛腿立柱采用M10.8级高强螺栓连接，严格检查节点板厚度是否满足设计要求，若不满足要求，必须更换。 结果：2007年4月8日，平台拼装通过监理单位组织专项联合验收。 实施三实现平台制作、安装全过程验收控制，由石王宏、康登高执行。 第19页/共33页 为提供支撑体系侧向稳定性，避免在施工过程中支撑体系不断加载引起的垂直度偏差较大而导致体系失稳的事故发生，着重组织检查各杆件的连接及水平拉杆，水平、竖向剪刀撑检查。1、随着墩身的不断增高，施工平台在缆索吊提升及平台在高频率提升模板下，格构框架受力变形，组织人员定期或不定期进行检查观测，并检查每次的抗风拉杆。 2、施工平台在墩身高度达到70m时，平台在

19、墩身半径不断减小的情况下，会出现头重脚轻现象。所以，施工平台的格构框架必须缩小，以减少施工平台重量和满足施工尺寸要求，具体步骤如下：精确计算格构框架缩小尺寸，格构框架上焊接牛腿立柱节点板。精确计算吊点位置，吊点设10个。同时脱离格构框架及牛腿立柱螺栓，利用缆索吊提升格构框架。实施四定期或不定期检查施工平台剪刀撑、立柱与牛腿及立柱与主梁连接螺栓， 由李海生、邝贤冰执行。缆索吊提升施工平台第20页/共33页 牛腿立柱移动新位置，同时缩小格构框架。 落下格构框架于牛腿立柱上，利用M10.8级高强螺栓连接。3、施工平台在墩身上实体施工时，半径最小，平台相对稳定性较差，而且施工平台内挂平台已经拆除，内附

20、墙联体已经解除。处理方法：在墩身上实体混凝土顶面预埋8个“U”型环，平台在吊装完成后，采用5T倒链进行拉紧，形成稳定的三角形受力体系。结果：驷步河大桥4、5、6号高墩于2007年9月份施工完成，施工平台整体稳定性良好。平台小龙门第21页/共33页 预埋件位置预埋的是否准确，直接影响施工平台的稳定及后续工序。所以，施工平台墩身预埋件位置的准确性很关键。 1、每段墩身预埋件根据墩身坡比计算其三维空间位置，进行技术交底。 2、混凝土灌筑前，由技术人员检查预埋件位置及套丝情况，合格后方可混凝土浇筑。 结果：采用施工平台施工的4、5、6号墩，没有因预埋件错误而影响施工平台的稳定性。但在2007年4月14

21、日，我们第一次采用缆索吊整体提升施工平台，施工平台的牛腿和预埋螺栓在分离的情况下，施工平台并没有向预设的那样，顺利的提升到预定高度。实施五对预埋件位置是否准确设专人进行检查，由宋程辉、石王宏执行。 第22页/共33页 问题很简单，施工平台的牛腿和墩身可调模板的背带型钢相互勾挂，致使施工平台不能顺利缓慢、平稳上升，极易发生倾斜，安全存在隐患。QC小组立即在现场召开小组讨论，进行方案比选。 方案的分析、评估及选定表序号方法分析其优缺点方案选择1拆除牛腿后提升1、牛腿单件重310Kg，人员不便于操作2、拆除后在空中难以安装3、安全隐患大不采用2牛腿处加设滑板1、牛腿难以到滑板上2、采用倒链施工，牛腿

22、易变形不采用3增设副牛腿，外加设滑板1、副牛腿单件重35Kg，人员方便操作2、副牛腿可加工两套，上下倒用3、主牛腿长度可减少25cm，从而使主牛腿和模板背带分离3、主牛腿提升后刚好进入滑道可采用第23页/共33页 2007年4月20日，QC小组对牛腿改进后并进行了实施。结果：施工平台平稳、顺利的提升到预定高度，历时仅90分钟。QC小组对21m到33m墩身施工时模板提升时间进行了统计： 缆索吊配合施工平台提升2133m墩身模板时间统计序号墩身高度m模板提升所用时间平均1212417.517224271632730184303316.5平台安装副牛腿仅这90分钟，不但成功的解决了缆索吊吊装的缺陷，

23、而且利用平台上的两个小型龙门，快速的提升了圆端型空心墩内、外模板，使单循环墩身模板提升的时间仅用17小时。第24页/共33页对策实施前后比对如下：对策实施前后比对如下：第25页/共33页1、安全方面：通过长期的观测，施工平台的格构框架未出现不均匀沉陷现象，在高频次使用后，格构框架主梁最大挠度为17mm，小于安全允许范围25mm；使用经纬仪定期观测竖向构件的垂度（平台提升完成及模板提升完成后），格构框架的侧向最大位移量1.8cm；本工程施工阶段未发生任何安全事故。2、工期方面：原计划工期为2007年10月1日墩身施工完成，实际于2007年9月20日完成，工期提前11天，给驷步河大桥后续连续梁施工奠定坚实的基础。3、穿插施工：施工平台的应用，大大减少了缆索吊的使用频率，节余大量时间使缆索吊用于其他墩台施工。同时在吊装安全及缆索吊使用安全方面提供了有力的保障。效益评价效益评价第26页/共33页平台在施工中的应用平台在施工中的应用第27页/共33页4.2.4.2.效益比较效益比较 社会效益：社会效益：本次活动成功的解决了深谷桥梁墩高跨大难以施工的问本次活动成功的解决了深谷桥梁墩高跨大难以施工的问题，施工平台的研制与应用，为工程质量提供了保证，题，施工平台的研制与应用，为工程质量提供了保证，得到了业主和监理的好评，为公司在以后的施工中积累得到了业主和监理的好评，