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文档简介

1、烟囱专用钢结构安装平台研制赞比亚建筑工程公司非洲之巅QC小组前言: 赞比亚MCL燃煤电站项目为我公司非洲区域第一个EPC承包项目,该项目烟囱外筒高147m,其内部设计有5层钢结构平台,总计约80t,钢结构平台标高分别为:145.73m、111.73m、76.73m、40.73m、7.785m。一、小组概况:小组名称非洲之巅QC小组课题类型创新型注册编号2014-MTP-D-01注册时间2014年4月课题名称烟囱专用钢结构安装平台研制活动日期2014年9月1日-2014年10月31平均受教育时间40 课 时姓名性别职务学历组内 职务分 工小组成员贾同友男建筑工程处主任专科顾问策划指导朱礼盛男项目

2、总工本科顾问策划指导史光辉男项目主任本科组长策划组织柴建勋男项目副主任本科副组长方案策划何晋学男专 工专科组员技术负责乔士清男项目质保部主任本科组员编辑指导王贵全男班 长专科组员现场实施陈廷华 男技术组长本科组员技术指导李庆来男起重工本科组员现场实施王永正男焊工高中组员现场实施戴存山男焊工高中组员现场实施小组概况目前现状 1 赞比亚项目烟囱内部第五层钢结构吊装时,结合国内以往多数电厂施工经验,采用逐根进行安装,其缺点总结如下:水平安全绳均安装在钢梁上,违背“高挂低用”原则因作业面限制,焊接以及穿转螺栓困难施工作业面狭窄,初次安装时用吊笼载人作业领空面太高、施工人员心理因素干扰安装作业作业面安全

3、隐患较大钢梁吊装时容易碰撞混凝土外筒壁,造成钢梁角部变形,不利于安装因作业面限制中心线校核、位置调整困难、无法增加作业人员工具携带困难,附近需另有人员配合吊装过程中需拉舍溜绳控制钢梁方向,且溜绳只能控制一个方向钢丝绳转向吊点位置需随钢梁位置变动,造成重复劳动力,消耗时间课题选择目前现状 2 2014年9月12日9月29日期间我们对第五层钢结构吊装时间进行统计:序号编号数量(件)单根吊装时间(h)合计吊装时间(h)1GL50127142GL5021663GL50325104GL50445205GL50525.5116GL50644.5187GL50744168GL50844.5189GL5093

4、2.57.510GL51022.5511GL51112.52.512FBL8216合计37144平均吊装时间(h)3.892第五层钢结构第四层钢结构第三层钢结构第二层钢结构第一层钢结构构件数量3734323837计划安排9月12日9月27日9月28日10月12日10月13日10月26日10月27日11月12日11月12日11月28日计划时间16天15天14天17天17天实际完成时间18天完成情况9月29日未完成预计完成需要时间34*3.892/8=16.54(天)32*3.892/8=15.57(天)38*3.892/8=18.49(天)37*3.892/8=18.0(天)是否满足进度要求否否

5、否否 小组成员根据第五层钢结构安装时间,预测剩余四层钢结构安装需要的时间:课题选择 为确保烟囱钢结构能够按期并确保安全情况下完成任务:确立课题为: 烟囱专用钢结构安装平台研制课题选择0103.0小时3.892小时单件钢结构安装用时分析施工项目吊点焊接构件起吊构件就位连接板安装螺栓穿装焊接合计活动前0.20.31.050.80.7420.83.892 活动后0.20.30.70.60.50.73 目标设定烟囱钢结构安装专用平台研制安全保障完善临边安装有牢固的围栏具有施工人员安全通道安全绳能“高挂低用”减少构件与混凝土碰撞结构承载力满足要求进度满足要求不挪动吊点,节约时间方便人员焊接作业穿装螺栓方

6、便人员通行方便起吊节约时间施工成本控制现场加工制作施工材料节约组装快捷方便不增加起重机械机械利用率提高节约劳动力方案确定方案一制作一圆形平板式平台,圆形平台直径略小于烟囱筒壁内直径。平台中间预留一5m*3m孔洞,用于材料起吊孔。平台主受力体系为型钢结构组成的平面,主受力构件之间用钢结构连接,形成一个平面结构。平板式方案确定方案二制作一多边形桁架式平台,多边形交点均内接于烟囱内直径。平台中间预留一5m*3m孔洞,用于材料起吊孔。主受力体系为多榀钢结构桁架组成的受力体系,桁架之间采用型钢连接。桁架顶面组成一平面体系,用于施工作。桁架式方案确定方案对比示意图制作组装受力分析成本分析实用性分析优缺点平

7、板式 平台周边材料需用大型弯曲机提前制作后进行焊接,主受力构件需用起重工具就位焊接。受均布荷载作用,构件其受力简化为双悬臂简支梁结构。根据简支梁结构受力分析,构件受弯矩、剪力作用。 受结构弯矩作用力影响,其主受力构件以及连接件截面面积必须增大。则结构需大量钢材组成,导致成本较高。使用两台5t卷扬机起吊平台,起重总量不变,但平台自身较重,起重荷载能力变小。2、结构自身高度较低、方便装卸构件缺点:自重大、承载力小、成本高优点:装卸构件容易桁架式材料无需弯曲,原材料领用后直接加工制作。可提前进行预拼装后,分榀焊接完成后整体组装,拼装时构件可用人工进行搬运。单榀桁受力分析可简化为均布荷载作用下两点支撑

8、的桁架结构,桁架结构受力分析,构件均受轴向作用力,无弯矩作用。 根据结构受力特性,构件不受弯矩影响,其对构件及截面要求较低,截面面积较小,从而钢材用量,成本较少使用两台5t卷扬机起吊平台,起重总量不变,但平台自身较轻,起重荷载能力较大。2、桁架结构高度较平板式高,装卸构件较难缺点:装卸构件困难优点:自重轻、承载力大、成本较低方案确定烟囱钢结构安装专用平台研制方案平台高度连接方式起吊方式安全围栏吊点位置主材选择平台面层方案确定NO.1平台高度 小组成员从经济性、结构刚度、适用性三方面考虑,分析分别采用以下三种高度时优缺点,并确定出桁架高度。等于1m小于1m大于1m方案确定分类大于1m小于1m等于

9、1m方案描述上下弦高度大于1m上下弦高度小于1m上下弦高度等于1m方案论证利用桁架结构节点法对杆件进行受力分析如图所示:当tan a1tan a2,F1=F1时,F3F3.由此总结出:当桁架立杆长度越大时,水平杆件受力越小。方案分析竖杆每增加0.1m,整个吊盘需增加竖杆0.1*4*4=1.6m,增加斜撑0.13*5*16=10.4m。增加材料成本约(1.6m*12.4kg/m+10.4m*6.9kg/m)*5000元/t=458元竖向杆件高度减小时,桁架水平杆件受力增加,进而桁架需加大水平杆件的截面面积用于抵抗作用力,截面面积的增加同样使加大材料成本1/10L1m1/6L符合要求结论不采用不采

10、用采用方案确定NO.2连接方式螺栓连接焊接连接分类螺栓连接焊接连接模型图方案确定方案1:螺栓连接方案2:焊接连接方案描述受力构件按照图纸要求下料制作完毕后,通过连接板采用2个M22高强螺栓进行连接。受力构件按照图纸要求下料制作后,直接采用焊接连接。方案论证连接件以及构件连接点处必须提前制作螺栓孔,其连接板另一边必须与主受力构件相互焊接连接根据现场实际制作时的计时分析如下:下料制作:3分钟,焊接:2分钟,钻孔:9分钟,每个节点总计耗时:3+2+9=14分钟当平台使用工作结束后拆卸时直接拧开螺栓即可构件按图纸下料完毕后,直接与主节点相互焊接连接,经测时每个节点焊接时间约6分钟。当平台使用工作结束后

11、拆卸时需割断各构件予以拆除。方案分析工序复杂、 耗时长拆卸方便不需切割构件工序简单、耗时短拆卸不方便需切割构件,结论不采用采用方案确定NO.3起吊方式单滑轮滑轮组分类单滑轮起吊滑轮组起吊模型图方案确定分类方案1:单滑轮起吊方案2:滑轮组起吊方案描述钢丝绳从烟囱外的卷扬机通过烟囱内部地面上的导向轮,从烟囱筒顶的定滑轮穿过后直接提升专用安装平台钢丝绳从烟囱外的卷扬机通过烟囱内部地面上的导向轮,从烟囱筒顶的定滑轮穿过后在穿过与平台相连接的动滑轮,钢丝绳末端在烟囱筒顶上固定。方案论证需要工器具:卷扬机两台、定滑轮两个、钢丝绳约400m。根据机械受力分析,假设平台以及所有工器具总重15吨,使用两台卷扬机

12、同时起吊专用平台,则卷扬机起重能力每台至少7.5t需要工器具:卷扬机两台、定滑轮两个、动滑轮至少一个、钢丝绳至少550m。根据机械受力分析以及动滑轮定律,单个系统中的每个动滑轮在使用过程中可减少1/2荷载,假设平台以及所有工器具总重15吨,使用两台卷扬机同时起吊专用平台,则卷扬机起重能力每台至少3.75t方案分析穿装钢丝绳简单、钢丝绳较短起重量小、机械要求承载力大穿装钢丝绳复杂、钢丝绳较长起重量大、机械要求较小结论不采用采用方案确定NO.4吊点布置间距等于钢梁净宽间距大于钢梁净宽间距小于钢梁净宽模型图方案描述根据赞比亚MCL燃煤电站烟囱各层平台施工图,钢结构梁的间距为5m设专用平台吊点间距为5

13、m设专用平台吊点间距为7m设专用平台吊点间距为3m方案确定分类间距等于钢梁净宽间距小于钢梁净宽间距大于钢梁净宽方案论证取单边钢丝绳长度为5m,则钢丝绳交点距平台垂直距离为4.33m。平台只能上升至钢梁底部,此时平台适合安装钢梁,且施工方便取单边钢丝绳长度为5m,则钢丝绳交点距平台垂直距离为3.57m,当承载平台的钢丝绳上升至钢梁底部时,钢梁底部至平台面的距离为1.02m,钢梁自身高度为0.8m,则钢梁顶到平台的距离为1.82m,造成施工人员无法到达钢梁顶部施工,以及高度太高,无法穿装螺栓。取单边钢丝绳长度为5m,则钢丝绳交点距平台垂直距离为4.77m平台可以移动至钢梁底部,但吊点距离太近,当平

14、台所有荷载不一致时,平台发生“跷跷板”现象,平台荷载受力方向向下倾斜,受力较小方向向上倾斜。方案分析平台能提升到适宜安装及焊接作业的位置,且钢丝绳不受钢梁位置影响,结构平台稳定性强提升平台的钢丝绳受上部结构钢梁位置影响,从而不能继续上升,造成平台至钢梁之间的高度过大,不利于施工作业提升平台不受钢梁位置影响,可提升至钢梁位置,但平台稳定性较差。结论采用不采用不采用方案确定NO.5安全围栏固定式围栏活动式围栏分类固定式围栏活动式围栏模型图方案确定分类固定式围栏活动式围栏方案描述采用48*3.5mm钢管做为围栏立杆,立杆直接与提升平台边梁(连接件)焊接连接。水平横杆与立杆之间采用绑扎连接。立杆高1.

15、2m。采用48*3.5mm钢管做为围栏立杆,提升平台边梁(连接件)上焊接400mm高的57*4mm套管,将立杆直接插入到套管中。水平横杆与立杆之间采用绑扎连接。立杆高1.2m。方案论证围栏牢固可靠,无法挪动,符合安全规范要求。立杆与平台边梁相互焊接,无法临时挪动,围栏无法周转使用,一次性投入材料。围栏拆除困难,需用气割切割。平台上放置钢梁或其它物件时受围栏影响或破坏围栏套管与边梁之间焊接牢固,围栏立杆插入套管中,无法水平方向移动,平台临空边缘防护可靠,符合安全规范要求。停止施工时或施工结束后,围栏可轻松拆除,不受焊接影响。围栏材料无需切割,可原模原样周转使用。节约材料成本。临时受施工影响的区域

16、方便拆除,且拆除后恢复简单、快捷。方案分析围栏稳固、立杆不易拆卸围栏稳固、立杆易拆卸结论不采用采用方案确定NO.6平台主材选择I36a工字钢I20a工字钢L76*6角钢模型图方案描述 专用平台主受力主构件采用I36a号工字钢,构件之间相互焊接连接,平台总计设计两组主力构件专用平台主受力主构件采用I20a号工字钢,构件之间相互焊接连接,平台总计设计两组主力构件专用平台主受力主构件采用L76*6等边角钢,构件之间相互焊接连接,平台总计设计两组主力构件方案确定分类36a工字钢20a工字钢76*6等边角钢方案论证计算I36a工字钢所承受的最大荷载弯矩值:根据 Mx/rx*Wnxf Mx=6.125qf

17、*rx*Wnx=235N/mm2*1.05*875cm3=215.9KNm 得q35.106KN/m平台可承受荷载:35.106KN/m*7*249t2、I36a工字钢自重59.9kg/m 主受力构件自重:(7*2+5*2)*59.9=1437.6kg计算I20a工字钢所承受的最大荷载弯矩值: 根据 Mx/rx*Wnxf Mx=6.125qf*rx*Wnx=235N/mm2*1.05*237cm3=215.9KNm 得q9.547KN/m平台可承受荷载:9.547KN/m*7*213t2、I20a工字钢自重27.9kg/m 主受力构件自重:(7*2+5*2)*27.9=669kg1、计算L75

18、*6等边角钢所承受的最大荷载弯矩值: 根据 Mx/rx*Wnxf Mx=6.125qf*rx*Wnx=235N/mm2*1.05*22.7cm3=215.9KNm 得q0.914KN/m平台可承受荷载:0.914KN/m*7*21.2t2、L75*6等边角钢自重6.9kg/m 主受力构件自重:(7*2+5*2)*6.9=165.6kg方案分析承载力大自重大承载较小自重较小承载力小自重轻结论不采用采用不采用方案确定NO.7平台面板选择 因地制宜,就地取材,赞比亚地区使用木架板比较普遍、且木架板具有周转使用、自重轻、承载力大等特点,所以我们直接用木架板铺设面层。方案确定烟囱钢结构安装专用平台研制最

19、佳方案吊点位置吊点间距等于钢梁净宽主材选择I20a工字钢起吊方式滑轮组连接方式焊接连接围栏形式活动式围栏平台高度1m面板材料木架板方案确定吊物孔平台面板主受力桁架安全围栏连接件平台俯视图平台侧视图滑轮组及吊钩钢丝绳安全围栏吊点平台面板受力桁架方案确定序号项目对策目标措施地点负责人实施时间1技术准备设计施工图纸绘图、批准专责工程师根据现场实际情况以及烟囱各层钢结构图纸绘制出专用平台施工图纸并报审主管部门进行审批项目部何晋学9月20日编写施工方案编写、报审通过根据施工图纸以及现场实际情况编写施工方案,说明具体施工程序。并报审安保部、工程部审批完善项目部何晋学9月25日2材料准备提审材料计划、购置施

20、工材料搜集准备施工材料、施工工器具1、根据图纸计算所需材料工程量,编制工字钢、角钢、电焊条、钢板等原材料计划。2、由物资公司人员负责采购后运输至现场进行验收项目部建材市场何晋学9月28日材料领用运输至制作场所有材料经物资公司及技术员验收合格后,从物资仓库运输至制作场物资仓库制作场王贵全9月30日3平台制作下料长度8mm 根据图纸诸根将构件进行翻样并经技术人员审核确认无误后,根据翻样表进行下料制作制作场王贵全10月1日焊接焊缝高度大于4mm 按照图纸要求,分榀将构建制作组装焊接戴存山10月8日组装形成整体系统,连接牢固,满足施工条件 将每榀桁架构建吊运至烟囱内部,按照图纸要求组装成一个整体系统,

21、并将钢丝绳等穿装完善,安装安全围栏现场(烟囱内)李庆来10月15日4平台检验验收验收通过,同意使用组织项目相关部门对平台进行检查验收,整改检查出的问题并会签使用。现场(烟囱内)柴建勋10月17日王贵全10月19日试验安全、可靠 验收合格后进行空载、正常荷载、超载试验5方案实施平台使用平均用时3小时零安全事故 根据已批准的施工方案,按照施工步骤分别进行烟第四层、第三层、第二层、第一层钢结构安装焊接。现场(烟囱内)王贵全10月20日方案施工对策表:对策制定对策实施一:确定技术及施工方案FOR USE 小组成员根据平台受力分析并按照已确定的桁架形式的专用平台绘制出具体实施的施工图纸,并经过技术负责人

22、审核,项目总工批准。 根据项目具体实际情况,编写出符合本项目施工的烟囱钢结构施工措施,在措施中编制出具体的实施方案以及项目施工安全分析等。编写完毕后经本项目技术负责人、项目工程部、项目安保部、项目经理等相关部门审核批准。对策实施对策实施二:材料准备 小组成员根据已批准的烟囱专用提升平台制作图,计算出所需的钢材用量,并报批材料计划给物资公司。物资公司根据材料计划将所有材料购置现场,并由技术人员经验收材料后,提写领料单,并将所有需制作的从物资仓库运输至制作现场。对策实施对策实施三:平台制作 小组成员根据经审核完毕的构件翻样表现场进行材料切割、半成品制作。构件制作长度L误差控制在-8mmL8mm内。

23、原材料现场下料、切割材料放样、测量半成品材料对策实施 从直方图可以看出,下料尺寸全部符合长度偏差8mm的要求,通过验收,且70%的误差在-2,4的区间内,下料质量控制良好。构件制作误差统计表(单位:mm)-1320-1-547350312-2-3-30-4-102-24-15-44-15246835-23-12-3-1-63724-13-304124-10-1100-21-13小组对下料完的构件尺寸进行了验收,并对误差进行了统计如下表:对策实施 构件半成品材料经质检人员验收合格后,小组成员根据批准的施工图纸分榀进行焊接现场分榀进行焊接部件之间连接组装构件节点焊缝高度偏差统计(单位:mm)554

24、67657686765567445466555645565675564656656656465555644565556565 根据上图所示,焊缝高度均大于4mm,满足设计焊缝不低于4mm的要去,符合质量要求。对策实施 小组成员将半成品部件焊接完善后,运输至烟囱内部,各部件之间采用焊接连接。形成一个整体的吊装平台系统。整体连接焊接构件运至烟囱内构件预拼装顶部滑轮及钢丝绳穿装底部滑轮及钢丝绳穿装平台围栏安装对策实施对策实施四:平台试验及验收OK! 烟囱专用安装平台组装完成后,经自检合格,并组织项目检测中心、资产管理部、质保部、安全保卫部、工程部、项目经理 对平台系统进行检查验收,经各部门检查验收合

25、格后,进行负荷试验。对策实施对策实施五:平台使用准备起升起升中俯视平台应用施工人员在平台上作业利用平台部分钢结构安装完成对策实施活动前水平安全绳均安装在钢梁上,违背“高挂低用”原则因作业面限制,焊接以及穿转螺栓困难施工作业面狭窄,初次安装时用吊笼载人作业领空面太高、施工人员心理因素干扰安装作业作业面安全隐患较大活动后人员在平台上作业,安全带悬挂符合“高挂低用”原则 无作业面限制,焊接、就位、起吊等工作可以同时方便进行施工作业面宽广,无需吊笼载人,施工人员均在平台上作业作业面宽广,人员焊接作业方便平台具有安全通道、安全围栏,施工无安全隐患效果检查安全篇效果检查效果检查活动前钢梁吊装时容易碰撞混凝土外筒壁无

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