提高超长束预应力不均匀度合格率-QC小组活动

1、提高超长束预应力不均匀度合格率提高超长束预应力不均匀度合格率中铁十四局集团五公司汝郴项目部QC小组一、工程概况山店江大桥设计左右幅完全分离，设左右设计线，大桥跨越“V'型山谷而采用大跨径的高墩刚结构形式，最高墩高达127.6m。主桥设计跨径布置为 (4*40项 连续T梁+ (105m+200m+105m连续刚构+ (40m) 连续T梁。主桥箱梁采用悬臂单箱室预应力变截面箱梁，箱梁桥墩处梁高为12m,跨中梁高3.5m,梁底纵向线性为二次抛物线。本桥上部构造按全预应力混凝土设计，采用三向预应力。箱梁纵向预应力、0秋与墩身连接采用预应力钢绞线、群锚体系，顶板横向预应力采用钢绞线，扁锚体系。前

2、期顶板束为27s15.2mm和19s15.2mm钢绞线，前期下弯束为 16s15.2mm钢绞线，其中最长束前期顶板束25C长达197.99m。二、QC小组概况表1、小组概况小组名称中铁十四局集团五公司汝郴项目部 QC小组成立日期2012年3月注册日期2012年3月小组注册号SSWGS-RC-01课题名称提高超长束预应力不均匀度合格率课题类型攻关型注册日期2012年3月课题注册号RC-2012-03小组人数9人人均TQC教育时间90小时人均年龄33岁活动时间2012年3月至2012年4月小组活动次数15次序号姓名性别年龄职务学历职称组内职务组内分工1刘立新男45公司总工、项目经理本科高工组长全面

3、管理2王保军男32项目总工本科高工副组长技术指导3俞志卿男27工程部长本科工程师组员质量管理4梁乃强男36实验室主任专科助工组员试验检测5肖艳伟男26技术员本科助工组员质量检查6张秉东男29资料员本科助工组员资料反馈7唐光富男36施工队长高中技工组员现场管理8朱梅圣男35作业人员高中技工组员现场施工9李龙凤男32作业人员高中技工组员现场施工制表人：俞志卿制表日期：2012年3月3日，一第二中铁十四局集团五公司汝郴高速项目部1中 EK1 西修三、选题理由工程施工要求本工程山店江大桥为 200米特大跨刚构桥，最长束为27束且长达197.99m,我公司未曾施工过，如此长束钢绞线较普通长度的施工工 要

4、要求更高难度更大，不确定因素大幅增加。工程质量要求本工程的质量目标是 “确保省、部优质工程，争创国优” 控制型工程，公司及业主单位对本工程施工质量特别重视, 预应力施工质量直接关系到桥梁施工质量及其耐久性问题。做为全线尤其是而锚下有效预应力不均匀度则直接关系到预应力施工质量，我们要求将张拉后有效预应力不均匀度控制在5%以内。施工重要性要求605040302010刚构桥梁施工质量影响度其他分项工程钢筋施工质量 口混凝土施工质量预应力施工质量选定课题提高超长束预应力不均匀度合格率制图人：俞志卿制图日期：制表日期： 2012年3月3日图1、选题理由四、现状调查预应力混凝土桥梁的病害主要是梁体下挠和开

5、裂。而这种病害在刚成桥的检测和试验中无法体现，特别是梁体的下挠，在成桥荷载试验时，桥梁的承载力能够达到要求，但运营阶段，在荷载特别是活载作用下，跨中将持续下挠。 这是由于有效预应力不均匀度过大造成的预应力损失过大，相当于有效预应力大的钢绞线承受了本应该所有预应力束承受的力，这样有效预应力大的钢绞线在使用阶段逐渐屈服，梁体也随之下挠。而随着梁体下挠和开裂的不断发展，桥梁承载力将严重下降，甚至有断裂的危险。而山店江大桥这种200米大跨的连续刚构桥梁来说，由于其跨径大、张拉吨位大、预应力体系和结构受力复杂等特点，其预应力存在单束钢束长、同截面预应力束多、张拉吨位大等特点，施工工艺难度及不确定性也随之

6、加大， 因此其有效预应力不均匀度控制也成为本小组亟需解决的重中之重。经过调查，造成超长束预应力不均匀度低的问题有以下几个方面：同束有效预应力不均匀度过大：中铁十四局集团五公司汝郴高速项目部由于单索受力不均匀性过大，预应力筋张拉过程中常有断丝或滑丝现象存在，这主要因为单根穿束造成绞线相互缠绕，已缠绕的绞线始终是长短不一致的，不能达到受力均匀，即使多次调索也无济于事，由此严重影响预应力的有效性和预应力筋的使用寿命，还有可能导致严重的工程事故发生。 张拉后即使绞线没有进入屈服阶段，但其锚下预应力经过长期的衰减后，在使用阶段仍然可能大于其疲劳极限0.65 ,在汽车等活载作用下将造成绞线的早期疲劳断裂。

7、锚具质量存在问题：在进行锚具周期荷载性能试验时，现行的人工加载试验设备存在以下缺点：加载速度不容易控制， 手动控制试验设备不易实现；无法实施周期荷载试验，周期荷载试验要求在预应力钢材抗拉强度标准值的 40%到80%之间循环荷载50次，手动进行这样的控制几乎是不可能的；静载试验的加载重复精度低，由 于是人工手动控制，同组试验结果可能会有较大差异。预应力张拉控制存在问题：由于受到监测手段的限制，桥梁工程预应力束同步张拉一般采用步话机人工控制，其同步精度根本无法保证，施工现场对该问题也没有足够的认识和重视，基本上处于感官控制的阶段。张拉中停顿时间不充分， 使得预应力筋回缩、 锚具变形等原因引起的预应

8、力损失过大，严重影响有效预应力的建立，易造成同截面两束预应力不均匀度过大，不利于梁体结构稳定。缺乏检测验收评估手段：现行规范对预应力工程施工中有效预应力不均匀度控制与检测，没有明确的要求。由于缺乏完整的检测手段，使用传感器进行检测的方法只能被动检测，不能主动控制，同时精度不高。造成混凝土结构中建 立的预应力状况与设计相差较大，使得梁体存在问题而导致其下挠和出现裂缝，甚至断裂等后果。针对以上问题，小组借鉴了大量同类型桥梁施工案例，仔细分析研究了各危桥预应力施工质量存在的 问题，结合现阶段施工情况进行汇总分析，做出如下质量缺陷调查表:表2、质量缺陷调查表序号项目检验指标检查点数不合格点1钢绞线穿束

9、过程中 互相缠绕穿束工艺是否合理，钢绞线是否互相缠绕情况70322张拉控制不到位张拉工艺是否合理，是否分段同步张拉70163锚垫板安装不到位锚垫板预埋位置是否准确，是否垂直混凝土面7064钢绞线定位不准确钢绞线定位是否准确，7055钢绞线材料缺陷钢绞线表回后无划痕、烧伤701合计35060制表人：俞志卿制表日期：2012年3月7日翻守7中铁十四局集团五公司汝郴高速项目部3表3、质量缺陷统计表序号项目频数频率累计频率1钢绞线穿束过程中互相缠绕3253.353.32张拉控制不到位1626.679.93锚垫板安装不到位61089.94钢绞线定位不准确58.498.35钢绞线材料缺陷11.7100合计

10、60制表人：俞志卿制表日期：2012年3月7日根据统计表画出排列图如下:504030201089.9%98.3%80.0%3279.9%60.0%jr53|3%/T1640.0%20.0%0.0%0.0%12345频数N=60频率100.0%60制图人：俞志卿制表日期：2012年3月7日图2、质量缺陷排列图结论：由排列图可以看出“钢绞线穿束过程中互相缠绕”、“张拉控制不到位”是症结问题所在，也是超长束预应力不均匀度高的主要因素。五、活动目标及可行性分析1、设定目标依据现状调查，设定目标为：超长束预应力锚下有效预应力不均匀度合格率提高至95%A上（不均匀度在5%A内视为合格）。中铁十四局集团五公

11、司汝郴高速项目部4提高超长束预应力不均匀度合格率中铁十四局集团五公司汝郴高速项目部7活动刖目标制图人：俞志卿制表日期：2012年3月8日图3、制定目标图2、目标可行性分析制图人：俞志卿制表日期：2012年3月8日图4、目标可行性分析图经过客观分析，小组成员综合对为实现目标， 在实施中考虑有利因素和不利因素两方面的情况,致认为：目标能够顺利完成。提高超长束预应力不均匀度合格率六、原因分析针对上述两个主要问题小组采用头脑风暴法，进行了多次的讨论，广泛收集现场工人、班组长、质检员、各级工程技术专家的意见，集思广益，相互启发、相互补充，根据“ 5M1E原则绘制出关联图如下:试验检测不未及时提供技术交底

12、不新试验数据到位生产工艺缺少针对性张拉持荷时间钢绞线计施工顺序未进行编束张拉控制不到不对称工控制精度差施工过程检千斤顶安读表精度不够测不到位未配备有效高既有设备无法满高空作业施工施工空间狭小空作业平台足施工要求千斤顶、压力表制图人：俞志卿制表日期：2012年3月10日图5、关联图中铁十四局集团五公司汝郴高速项目部提高超长束预应力不均匀度合格率七、要因确认我们小组采取调查分析、现场测量等方法，对以上8个末端因素进行要因确认，确认过程见下表:表4、要因确认计划表序号末端因素确认方法确认内容确认标准负责人确认时间1生产工艺缺少针对性现场调查完整合理的施 XX £施工满足设计规范 要求王保军

13、2012.3.102试验检测不到位现场调查检测到位满足规范要求梁乃强2012.3.103未配备有效地高空作 业平台现场调查配备高空作业 平台作业平台满足施工 要求俞志卿2012.3.114施工过程检测不到位现场测量检测到位符合规范允许偏差肖艳伟2012.3.115技术交底小到位调查分析技术交底情况交底记录齐全、全 后签字唐光富2012.3.126既有设备无法满足施，要求现场调查检查设备满足施，要求朱梅圣2012.3.127标定机具没有配套使 用现场调查设备标定使用 情况是否配套标定使用梁乃强2012.3.12制表人：俞志卿制表日期：2012年3月12日附表5、末端因素1 :生产工艺缺少针对性确

14、认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场调查完整合理的施工工艺流程施，满足设计规范要求王保军2012.3.10现场验证情况：小组成员于2012年3月10日对超长束预应力施工的技术交底进行了检查，检查结果表明，超长束预应力施工采用传统的施工方法。由于本工程钢束超长且根数多，与传统预应力施工存在较大区别。因此制定针对性的施工工艺、完善工艺流程对提高穿束质量，保证预应力施工质量至关重要。结论：工艺流程不完善是要因制表人：俞志卿制表日期：2012年3月10日附表6、末端因素2:试验检测不到位确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场调查检测到位满足规范要求梁乃强2012.3.10现场验证情况：小组成员

15、于2012年3月10日对现场钢绞线及锚具检测记录进行详细检查，检查结果表明工地试验室仅对钢绞线常规试验检测。锚具及钢绞线还应进行进行综合试验检测，现场进行张拉锚固工艺试验，测定锚具现场使用性能，及时测定每批次钢束弹模、锚具回缩量及锚下预应力损失，以保证钢 绞线及锚具参数及时更新，确保计算数据准确。结论：试验检测不到位是要因制表人：俞志卿制表日期：2012年3月10日附表7、末端因素3:未配备有效地高空作业平台确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场调查配备高空作业平台作业平台满足施，要求俞志卿2012.3.11现场验证情况：小组成员于2012年3月11日对高空作业平台进行现场检查，检查结果表

16、E空施工作业平台，其作业空间能满足穿束及张拉施工。月现场有高结论：未配备有效地高空作业平台是非要因制表人：俞志卿制表日期：2012年3月11日附表8、末端因素4:过程检测不到位确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场测量检测到位符合规范允许偏差肖艳伟2012.3.11现场验证情况：小组成员于2012年3月11日对现场正在施工节段预应力进行实测实量，检查结果表明波纹管管道安装偏差、锚垫板预埋位置不符合预应力施工规范，预应力张拉过程中伸长量测量模棱两可，不符合操作规程。小组成员立即组织开会进行交底，在制作安装过程中必须严格控制波纹管坐标保证其顺直，锚垫板预埋应垂直混凝土面，张拉过程中应对伸长量仔

17、细测定，记录在案，并和理论伸长值进行比较，只有对上述工序做到全过程、全方位的跟踪控制，才能保证预应力施工质量。结论：过程检测不到位是要因制表人：俞志卿制表日期：2012年3月11日附表9、末端因素5:技术交底不到位确认方法确认内容确认标准确认人确认时间调查分析工人操作熟练程度考试合格率100%唐光富2012.3.12现场验证情况：小组成员于2012年3月12日对技术交底记录情况进行检查，技术交底记录完整， 并有各工班成员签字。结论：技术父底小到位是非要因制表人：俞志卿制表日期：2012年3月12日附表10、末端因素6:既有设备无法满足施工要求确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场调查检查设

18、备满足施，要求朱梅圣2012.3.12现场验证情况：小组成员于2012年3月12日对现场设备进行检查，结果显示现场机械设备能满足施可求，但是其在同步张拉过程中需通过对讲机喊话实现，在现场嘈杂环墉下易出现较大误差。小组引进了智能张拉仪进仃预应力张拉施工，由电脑进行预应力大小及伸长值控制，确保预应力同步张拉及张拉力。结论：既有设备尢法满足施，要求是要因制表人:俞志卿制表日期：2012年3月12日中铁十四局集团五公司汝郴高速项目部11提高超长束预应力不均匀度合格率附表11、末端因素7:标定机具没有配套使用确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场调查设备标定按要求标定梁乃强2012.3.12现场验证

19、情况：小组成员于2012年3月12日对现场千斤顶、 油表标定记录进行检查， 结果显示现场 千斤定、油表均由检测单位进行标定，在使用过程中做到一表一顶，不存在串用现象。小组讨论后认为千 斤顶、压力表和油泉应结合施工现场整体静态标定，张拉设备应配套标定并配套使用，标定时活塞的运行方向应与实际使用时一致。结论：标定机具未配套使用是非要因制表人：俞志卿制表日期：2012年3月12日八、制定对策小组成员针对四个主要因素，召开专题会议，进行讨论、分析和商量对策，制定相应的措施，如下对策表：表12、对策表序号主要原因对策目标措施地点完成时间1负责人1生产工艺 缺少针对 性针对超长束 预应力改进 施工工艺工艺

20、切实 有效我们组成技术攻关组对超长束穿束 工艺进行讨论，在原有工艺上进行完 善和改进使其能满足超长束预应力 施工需求，并制定完整合理的工艺流 程会议室施工现场2012.3.122012.3.15刘立新 王保军 俞志卿2试验检测 不到位加强试验检 测、严格按 批次送检、 及时更新数 据进场材料 使用合格 率 100%, 每批次材 料使用前 更新计算 参数1、现场进行张拉锚固工艺试验，测 定锚具现场使用性能。2、按批次对锚具进行抽查送检，对 锚具进行综合试验检测，测定锚具回 缩量及锚下预应力损失。3、对每批次进场钢绞线外观、抗拉 强度、弹模等进行试验测定，并根据 每批次钢绞线弹模重新复合理论伸 长

21、值。施工现场2012.3.122012.3.15王保军 梁乃强 俞志卿3过程检测不到位安排专人用 测量仪器对 施工过程进 行全程监控波纹管偏 差、锚具安 装合格率 100%伸长 量测定准 确1、加强施工过程检查，确保波纹管、 锚具定位准确2、采用智能张拉仪进行预应力张拉 施工，由电脑进行预应力大小及伸长 值控制，确保过程数据及时准确有效施工现场2012.3.12-2012.3.15王保军 俞志卿 肖艳伟 张秉东 唐光富4既有设备 无法满足 施工要求使用智能张 拉仪进行施 工控制满足施工 要求引进智能张拉仪进行施工控制施工现场2012.3.12-2012.3.15王保军 俞志卿 肖艳伟制表人：俞

22、志卿制表日期：2012年3月15日九、对策实施小组成员根据对策表，组织实施山店江大桥箱梁18#至20理纵向预应力束施工，实施如下：1、实施一：生产工艺缺少针对性措施：为了有效地解决超长束预应力穿束过程中互相缠绕引起的质量问题，结合同类型桥梁先进施工经验，小组成员总结编制了 “超长束预应力疏编穿束工艺流程”，具体如下：钢绞线下料完毕后在其一端套入锚板作为疏束工具（也可用限位板），用砂轮锯将该端钢绞线各索端头切割2030cm,但保留中心一根钢丝；将中心丝穿入具有与锚具相似位置孔的牵引螺塞（牵引螺塞上各孔距略大于钢绞线直径）后锁头，徽头直径大于牵引螺塞孔的直径，以满足整束穿束时拖动钢绞线平动的要求；

23、锁头后的整束钢绞线通过牵引螺塞和螺旋套连接，牵引螺塞外径和螺旋套内径相同，均带有丝口，拧紧即可；图6、钢绞线的墩头图7、锁头后整束钢绞线图8、牵引螺塞和螺旋套连接图9、整束穿束的牵引套钢绞线穿束前钢绞线端头（包括切割部分）须用胶带缠绕保护（注意牵引头缠胶带以前，应先用卷扬机牵引，使各根钢绞线在徽头处长短一致），防止穿束过程中钢绞线端头散索；将牵引螺塞与螺旋套连接，螺旋套另一端由卷扬机上的钢丝绳牵引，穿束时由卷扬机缓慢牵引整束钢绞线平动完成整束穿束。若受场地限制可利用转向滑轮，也可增加卷扬机，钢绞线牵引时应采用锚板边中铁十四局集团五公司汝郴高速项目部10提高超长束预应力不均匀度合格率疏理边绑扎，

24、绑扎间距宜为1.0m。在穿束过程中，注意只克服钢绞线与波纹管的摩阻，便于对系统的保护。色映秀 中铁十四局集团五公司汝郴高速项目部.- 中 1151.疏束板(或锚具)2.钢绞线3.牵引螺塞7.绑扎胶带13.扎丝图10、疏编穿束示意图小目标验证：通过几个阶段的预应力束施工检查结果表明，采用疏编穿束整束穿束的方法进行施工后，取得了明显效果，同束索力不均匀度大为改观，绝不会出现张拉中的断丝现象。且疏束与穿束可分别同时进行，在熟练掌握后不仅不会耽误工期，还能大大提高工程效率，并消除各根绞线受力不均引起的滑丝、 断丝等事故。2、实施二：试验检测不到位措施：钢绞线进场时应分批验收，验收时，除应核对其质量证明

25、书、包装、标志、规格和逐盘进行外观质量检查外，尚须委托有相应资质的公路工程试验检测机构按照下列规定进行检验。中铁十四局集团五公司汝郴高速项目部11表13、钢绞线检验项目、频次、取样数量与质量要求检验项目取样数量抽验项目频次质里要求1.外观3根1.1m/每批每批w 60t同厂家、 同规格、同品种、同批号钢绞线符合切应力混凝土用钢绞线(GB/T 5224-2003 )2.外形尺寸3.抗拉强度4.最大力总伸长率3根1.1m/每批每批w 60t同厂家、 同规格、同品种、同 批号钢绞线符合预应力混凝土用钢绞线(GB/T 5224-2003 )5.规定非比例延伸力6.弹性模量7.松弛性能1根1.5m/每合

26、同批制表人：俞志卿制表日期：2012年3月16日锚具、夹具和连接器进场时，除应按出厂合格证和质量证明书核查其锚固性能类别、型号、规格及数量外，还应委托有相应资质的公路工程试验检测机构进行检验。表14、锚具、夹具、连接器检验项目、频次、取样数量与质量要求检验项目取样数量检验频次质量要求1.外观10%不少于10套/每批每批w 1000套，同类产 品、同类原料、同种工 艺一次投料生产的数 量符合切应力筋锚具、 夹具、连接器（GB/T 14370-2000）2.硬度5%不少于5套/每批3.静载锚固性能试验6套/每批制表人：俞志卿制表日期：2012年3月16日钢绞线及锚具参数测定应及时提供给施工现场，用

27、以对钢绞线伸长量及张拉控制应力计算依据调整。未测定数据前，所有材料不得用于现场施工。小目标验证：通过加强进场原材料的试验检测，确保材料性能合格的同时，也提供了准确可靠的参数（钢绞线的弹模、锚具的回缩值等），为后续工序施工提供可靠依据，保证了预应力施工计算参数的准确性、有效性。3、实施三：过程检测不到位措施：波纹管安装前，应准确确定波纹管（或定位钢筋）的位置，尤其是曲线段。先按设计图纸中预应 力筋的曲线坐标，以梁底模板为基准，直接量出相应点的高度，标在箍筋上，定出波纹管曲线位置。定位 筋间距要符合要求，一般情况下，波纹管管道不宜大于1.0m,曲线管道与扁平波纹管道应适当加密。管道纵、横坐标定位宜

28、采用 12钢筋焊接成“井”字型定位架，并按标定位置点焊在箍筋上，箍筋下面用 垫块垫实。锚垫板安装定位应严格图纸设计，混凝土浇注前、浇注过程中均应对锚垫板预埋位置检查校核。预应力张拉采用联智智能张拉仪，通过计算机软件控制实现预应力张拉全过程自动化，杜绝人为因素干扰，能有效确保预应力张拉施工质量，是目前国内预应力张拉领域最先进的工艺。小目标验证：通过对波纹管安装全过程、全方位跟踪检查，使波纹管安装偏差控制在10mn1,而智能张拉以的运用也保证了张拉过程中数据准确。4、实施四：既有设备无法满足施工要求措施：通过引入智能张拉仪进行施工，智能张拉系统由系统主机、油泵、千斤顶三大部分组成，通过电脑指 令控

29、制代替人工喊话控制。其具有以下功能：提高超长束预应力不均匀度合格率精确施加应力智能张拉系统能精确控制预应力张拉施工过程中施加的预应力值，将误差范围由传统张拉的士15麻小到± 1%及时校核伸长量，实现“双控”系统传感器实时采集钢绞线数据，反馈到计算机，自动计算伸长量，及时校核伸长量误差是否在土 6%以内，实现应力与伸长量“双控”。对称同步张拉一台计算机控制两台或多台千斤顶同时、同步对称预应力张拉，实现“多顶同步张拉”工艺。规范张拉过程，减少预应力损失实现了预应力张拉程序智能控制，不受人为、环境因素影响；停顿点、加载速率、持荷时间等张拉过程要素完全符合桥梁设计和施工技术规范要求，避免或大

30、幅减少了张拉过程中预应力的损失。自动生成报表杜绝数据造假自动生成张拉记录表，杜绝人为造假的可能，可进行真实的施工过程还原。同时还省去了张拉力、伸 长量等数据的计算、填写过程，提高了工作效率。图11、智能张拉仪示意图小目标验证：通过智能张拉仪的引入和运用，避免了人为控制误差，通过电脑控制、计算，实现了预 应力同步有效张拉，同时确保数据真实准确有效。十、效果检查1、直接效果QC小组成员与业主、监理及桥梁专家对桥梁预应力施工锚下应力及不均匀进行多次检查验收，共检查8个节段共计32束预应力束:表15、锚下有效预应力不均匀度检测数据表编R不均匀度编R不均匀度编R不均匀度1Z5-15C3.8212Y5-1

31、8C'4.3223Z6-18A4.072Z5-15C'4.0413Y5-17A3.5624Z6-18A'4.883Z5-16C4.9914Y5-17A'4.2425Y6-19C2.564Z5-16C'4.0515Y5-18A4.3326Y6-19C'2.895Z5-15A2.5616Y5-18A'3.2527Y6-20C4.026Z5-15A'3.4817Z6-17C5.1328Y6-20C'3.247Z5-16A2.6718Z6-17C'4.2129Y6-19A2.148Z5-16A'2.8819Z6-1

32、8C3.4430Y6-19A'3.679Y5-17C3.6220Z6-18C'3.6831Y6-20A4.2210Y5-17C'4.0621Z6-17A4.1532Y6-20A'3.1311Y5-18C4.1822Z6-17A'2.06合格率=31/32*100%=96.8%制表人：俞志卿制表日期：2012年3月21日制图人：俞志卿活动前T-活动后制表日期：2012年3月21日图13、有效预应力不均匀度分布值 中铁十四局集团五公司汝郴高速项目部14提高超长束预应力不均匀度合格率1009通过QC小组活动，使全桥预应力施工质量有了一个质的飞跃，确保了山店江特大桥施工质量。QC活动经济效林计算表节约金额（元