现浇箱梁门式支架整体平移施工新法

现浇箱梁门式支架整体平移施工新法局集团有限公司湾大桥及接线工程QC小组一、工程概况省湾大桥及接线工程（宁波段）TJ1合同段工程起自象山县戴港，顺接象山港

大桥南接线终点，终点位于杨家岙村溪东线附近，起讫里程为YK46+912.043～YK54+400(ZK46+912.043～ZK54+413.346)，全长7.488Km。工程沿线相继经过戴港村、蔡家岙村，再由大

狮子隧道穿越山体，终点位于杨家岙村。含38省道分离大桥（长度1561.907m），蔡家岙桥

〔长度230m〕，龙溪庵大桥〔长度446m〕。38省道分离大桥起点接象山港大桥及接线工程戴港互通主线桥和E匝道桥，桥梁上部结

构第1-3联采用预应力砼连续箱梁（里程为K46+911.093-K47+155），其余联采用装配式预应力砼连续T梁，其中第一联采用简支预应力箱梁，作为本项目与象山港大桥戴港互通主线桥的调整跨。跨径布置一览表如表1所示：表1现浇段跨径布置一览表序号联号跨径箱梁底板宽（m）箱室数备注1115.90718.629-18.0814变宽2左幅24*28.518.08-13.2254变宽334*28.513.222-8.53变宽1115.9078.52等宽224*28.58.52等宽右幅334*28.58.5-9.52变宽制表人：制表时间：年9月15日0图1现浇段平面布置图制图人：制表时间：年9月15日二、QC概况本QC小组成立时间为2016年6月15日，主要成员由省湾大桥及接线工程（宁波段）TJ1标项目部施工技术及生产管理骨干组成，小组成员共有8人，均接受TQC知识培训，本小组曾获得2016年度全国工程建设优秀质量管理小组二等奖。表2QC小组简介小组名称湾大桥及接线工程项目部QC小组成立时间年6月15日课题类型创新型注册编号活动课题现浇箱梁门式支架整体平移施工新法课题活动时间年9月15～年10月30日活动次数7次小组成员序号姓名性别年龄文化程度职务职称组内分工出勤率1男32本科项目总工高工组长100%2男30本科工程部部长工程师副组长100%3男36本科实验员工程师组员100%4男30专科材料员工程师组员100%5男45大专现场副经理工程师组员100%6男24本科技术员助工组员100%7男24本科质检员助工组员100%8男23本科资料员助工组员100%QC教育情况小组成员平均接受QC教育时间48小时制表人：制表时间：年9月15日三、课题选题1、提出问题省湾大桥及接线工程（宁波段）TJ1标属于省级重点示范工程，现浇箱梁施工是桥梁工程施工至关重要的一环，目前工程将近尾端，且现浇箱梁施工进场较慢，严重影响项目1整体施工进度。在保证安全及质量的前提下，如何优化现浇箱梁施工技术，缩短施工周期，直接影响到本项目总体施工进度及桥梁工程安全及质量。2、现状分析38省道分离桥现浇箱梁共六联，左右幅各三联，共18跨（包含左右幅），其中第一联为1跨，第二、三联各4跨。现浇箱梁跨径为15.9m（第一跨为调整跨）和28.5m，高度约10m，顶板宽度12.3~21.88m。现浇箱梁施工工序包含：地基处理、地基预压、支架搭设、支架预压、底腹板模板安装、底腹板钢筋绑扎、底腹板浇筑、顶板钢筋绑扎、顶板浇筑、张拉及养护。支架搭设采用满堂支架搭设，预压采用预制块预压。其中满堂支架搭设施工简述如下：支架型号为HZ1019，L=1900mm，B=1000mm；支架搭设横桥向间距均为62cm；顺桥向间距不大于60cm设置一拼门架，在横隔板位置间距不大于50cm搭设门架。图2支架搭设拍摄人：制图时间：年9月25日现浇箱梁支架施工通常的施工方法是每跨箱梁都要进行一次支架的搭设与拆除，缺点较多：、1、安全方面：支架的搭设与拆除均是高空作业，全部靠人工进行，高支架施工，安全风险特别大；大量的门架、交叉拉杆、钢管、扣件需要进行垂直运输，拆除过程中，常常直接抛掷到地面，损耗较大。2、2、成本方面：支架的搭设及拆除人工需求量大，汽车吊、铲车等大型机械设备及施工用地占用时间长，材料租用需求量大及租用工期长。（3）进度方面：每一跨支架搭设及拆除需要花费大量时间，在每联箱梁施工中时间占用比例较大。表3传统支架安拆用时表名称拆除单跨支架（天）搭设单跨支架（天）单跨总时间（天）备注支架搭设及拆除81220制表人：制表时间：年9月26日3、确认课题现浇箱梁采用满堂门式支架施工，每跨箱梁都要进行一次支架的搭设与拆除，其中在安全、成本、进度方面都存在诸多缺点。假如存在一种针对现浇箱梁支架的施工方法，使支架整体横移，直接将一幅的支架整体拖到另一幅，可以免除一次支架拆除与搭设，将取得安全、成本效益、进度等多方面的良好效果。因此我们的课题确定为：现浇箱梁门式支架整体平移施工新法四、目标设定在保证现浇箱梁施工质量及安全的前提下，减少工序转换，小组根据问题，决定将目标设定位：每跨支架横移施工控制在8天之内，如图3：图3目标柱状图制图人：制图时间：年9月27日五、提出并确定最佳方案1、提出方案38省道分离桥现浇箱梁目前现状：（1）以门式支架搭设的现浇箱梁满堂门式支架；（2）左右幅箱梁设计基本对称，即箱梁几何尺寸、标高差异较小，左右幅墩位也基本对称；（3）地基经处理后基本平整，横移无障碍：（4）支架整体高度超过4层(8米以上)，宽度超过12m，跨径在20m以上。根据目前箱梁现状，基本满足支架整体横移要求。3QC小组全体成员围绕小组目标，讨论分析课题可行性方案，讨论现浇箱梁支架整体横移的各种思路，利用亲和图对各讨论方案进行了综合归纳，如下图4：现浇箱梁门式支架整体平移施工新法方案1：滚筒横移法方案2：撬棍拖拉法方案3：万向轮横移法大量滚筒、槽钢以及手拉两台50t汽车吊、大量工人大量万向轮、槽钢以及手葫芦拉葫芦在支架下设置足够ф48mm

在支架下安装足够万向轮把支架整体进行加固，用脚手管作为滚筒，通过手两台50t千斤顶同时固定在

作为动力系统基础，通过拉葫芦作为牵引动力进行两端相应位置上，通过人

手拉葫芦作为牵引动力进支架整体横移施工工辅助撬动达到横移目的行支架整体横移施工配合滚筒+手拉葫芦同时进配合汽车吊+人工撬动同配合万向轮+手拉葫芦同行支架横移时进行支架横移时进行支架横移图4现浇箱梁门式支架整体平移施工新法亲和图制图人：制图时间：年9月28日2、方案简述方案1：滚筒横移法支架设计在满足受力要求基础上应尽量考虑平移要求，在近墩身处最少预留不少于30cm的间隙，以满足支架平移过程的空间要求，避免支架局部偏移与墩身紧贴增加摩擦力；(1)上、下走板、滚筒的设置支架底部用[20型钢作为上走板，下垫ф48mm脚手管作为滚筒，滚筒间距100cm。单排脚手管旋松底托，垫入[20走板、滚筒后旋紧底托；依次单排操作其他滑道；在滚筒与基础间重新垫[20型钢并调整标高一致，作为下走板，上、下走板及滚筒均为钢质，确保平移过程是滚动摩擦，减小牵引力。 (2)牵引设备的布置考虑支架总重及型钢、脚手管滚筒抗弯、抗压强度，共取8组滑道，8个3t手拉葫芦作为牵引设备，横桥向平移支架，总牵引力满足要求。 牵引着力点为上走板[20型钢走板前端，利用8组手拉葫芦牵引上走板及支架整体沿下走板平移。方案2：撬棍拖拉法（1）人员、机械安排4整体指挥人员1名；支架移动时使用两台25t的吊车配合；施工人数按施工节段长度配置，根据现浇箱梁施工节段的具体长度20～40人即可满足要求，每人配备2m钢管1根。（2）支架平移方案此方案特点要求施工每一节段混凝土基础时，表面必须收光，保证平整度，减少摩擦力。1）在移动前先在底板确定脚手架移动后的最终位置，并弹线做标记。2）使用两台50t的吊车配合，吊车起吊作业点设置在施工节段两侧靠边墙处，位于施工节段前移的端头和节段的约1/4处。3）人员、机械就位：人员按前后间距1.2m进行布置，吊车缆绳收紧，现场移动总指挥就位，协调各方面衔接关系。4）由现场移动总指挥发出口令，先由吊车起吊，支架端头底部脱离底板基础；然后由现场移动总指挥采用喊口号的方式来协调施工人员和吊车统一用力进行撬动移动。图5撬棍拖拉法形象参考图拍摄人：制图时间：年9月28日方案3：万向轮横移法（1）横移装置拼接门式支架承重梁采用双拼[10，在每组槽钢下边安装数量足够，且与承重梁下带有螺栓孔垫板一一连接的万向轮作为横移动力系统基础。在万向轮下边安装数量一定的[10作为横移轨道。（2）牵引设备的布置考虑支架总重及型钢、钢轮抗压以及万向轮与地面、钢轨之间摩擦力，使用数量足够的手拉葫芦作为牵引设备，横桥向平移支架，总牵引力满足要求。 在场地的另外一侧，在地面上安装足够，强度满足要求的临时地锚。使用牵引设备，通过万向轮，达到支架整体横移的目的。3、方案对比分析针对上述三种方案，小组分别从特点分析、横移效率、质量控制、安全性等方面逐一进行分析对比。5表4分析对比表方案方案优点方案缺点备注1、结构受力明显，承载能力大，调速范围大；2、支架横移快；方案一：滚筒横移法1、滚筒受力不是很精确，对地面基础要求高；2、多组滚筒同步移动要求高，移动轨道不易控制，容易歪斜。1、人工需求较大，意外发生性较大；2、方案2：撬棍拖拉法1、整个支架横移系统制作简单；人工配合汽车吊撬动同步操作困难，费时费力；3、对支架整体性要求较高，横移效率及质量得不了保障。方案3：万向1、制作简单，成本相对较低；2、结构轮横移法受力明显，承载能力大，易于控制；3、对环境要求相对较低，支架横移效果高，操作较为安全；1、万向轮需求较大。制表人：制表时间：年9月30日4、确定最佳方案对以上三种方案，小组成员从安全性、可靠性、易操作性、时效性四个方面进行打分，见下表：表5方案评估表分析评估

综合得序号方案结论分安全性可靠性易操作性时效性1方案1897832不采用2方案2777829不采用3方案3998834采用制表人：制表时间：年9月30日经上述分析论证及评估分析，确认方案三:万向轮横移法为实施方案。5、方案细化本小组在确定最佳方案后，对万向轮选择、支架横移轨道设置、牵引系统装置设置等进行了详细对比优选，并制定了方案细化对比图：6每组万向轮均单独设置牵引系统相邻两组万向轮两两合用一组牵引系统图6方案细化对比图制图人：制图时间：年9月30日通过讨论分析各部件各工序设计的优缺点，对方案三进一步细化，对细化方案逐一确认，优选出最佳设计。（1）万向轮选择表6两种万向轮对比表钢轮橡胶轮图片介绍钢轮：万向轮支架采用不锈钢冲压成型，轮子由优质球墨铸铁铸造成型，配优点有优质紧密双203轴承，耐负荷、耐磨损、耐高温、低温，适用于地面保护要7求不高的环境及其他相关的恶劣环境☆与地面摩擦力大，牵引系统操作困难缺点☆重量大，携带麻烦☆轮径与槽钢轨道相近，增加轮子与轨道之间摩擦力☆轮子橡胶易破损，其破损之后，对承载系统及牵引系统影响较大结果选择不选择制表人：制表时间：年10月1日（2）支架横移轨道设置表7支架横移轨道设置对比表名称每组万向轮下均设置轨道两端及中间设置轨道受力作用承受支架整体重力的是所有行走轮子，与钢轨之间存在摩擦力受力图分析轮子与所有[10钢轨之间存在摩擦力，结构只有中间及两端与[10钢轨接触，受力特牵引系统不易控制，当局部横向受力发一方面可以作为系统导引指导方向，另点生偏斜，容易导致钢轨拉裂，引起一系一方面，当局部横向受力发生偏斜，可列后续受力结果在控制范围内结果不选择选择制表人：制表时间：年10月1日（3）牵引系统装置设置表8牵引系统手拉葫芦设置对比表手拉葫每组万向轮下均设置单独牵引系统（手相邻两组万向轮两两合用一组牵引系芦设置统（手拉葫芦）拉葫芦）受力分析图8支架整体纵向设置10排外向轮，牵引支架整体纵向设置10排外向轮，牵引受力分系统配置10套，牵引力10组，需要10系统配置5套，相邻两排万向轮共使用析人操作，操作困难，容易发生支架横一组迁移系统，组成“Y”型受力结构

移偏移，牵引力5组，受力稳定，操作简单结果不选择选择制表人：制表时间：年10月1日钢轮万向轮选择橡胶轮万向轮支架横移法支架横移轨道设置每组万向轮下均设置轨道两端及中间设置轨道每组万向轮均单独设置牵引系统牵引系统装置设置相邻两组万向轮两两合用一组牵引系统根据以上一系列的分析试验和对比选择，小组成员确定了现浇箱梁支架整体横移的设计方案：图7方案细化选择图制图人：制图时间：年10月2日六、制定对策小组成员根据最终确定的方案，针对要达到的目标，从有效、可行、经济及可靠等多角度出发，按照5W1H原则制定了如下对策表9。表95W1H对策表序号对策目标措施负责人地点完成时间1万向轮承重系统组装设计拼装施工保证整个支架动力系统能满足横移抗压、抗弯作用①购买足够优质千斤顶、万向轮、手拉葫芦②承重系统组装设计、、现浇箱梁施工现场.10.92支架横移轨道系统拼装施工保证整个支架体系能成功顶开①采用千斤顶，使支架整体顶开，承重系统及横移轨道全部安装、程江山现浇箱梁施工现场.10.123牵引系统装置设置及支架横移施工支架整体横移成功，横移达到目标设置位置①牵引系统组装设计及安装②支架整体横移、程江山现浇箱梁施工现场.10.14制表人：制表时间：2016年10月2日9七、对策实施1、实施一：万向轮承重系统组装设计拼装施工（1）现场施工准备场地平整及控制线设置：支架横移前，将施工场地清理干净，对现场进行平整处理，场地不得存在明显凹凸地方，以防引起牵引系统轨道的偏移。控制线设置：支架横移前，在门式支架前面弹线，设置支架横移后控制线。图8场地平整及控制线设置拍摄人：制图时间：年10月9日（2）材料准备材料准备：准备足够的3T千斤顶、万向轮、[10、钢管、手拉葫芦、钢绞线、U型钢筋、钢板以及螺栓。图9万向轮、千斤顶拍摄人：制图时间：年10月9日（3）承重系统设计拼装承重梁及临时地锚施工：门式支架承重梁采用双拼[10，为加强承重梁与万向轮之间固定作用，在双拼槽钢之间进行焊接，再在双拼[10下边两侧加工数量足够，且带有与万向轮一一对应螺栓孔的钢板。在场地的另外一侧，在地面上安装足够，强度满足要求的临时地锚。10图10双拼[10=加工、临时地锚拍摄人：制图时间：年10月9日实施效果：对厂家产品进行比对，选择较好的千斤顶、万向轮，为支架整体横移施工做好准备。承重梁设计及加工，其结构简单，受力优越，符合本施工场合。2、实施二：支架横移轨道系统拼装施工采用千斤顶，把整个支架体系顶开，将支架体系的自重由底托转移到行走钢轮（万向轮）上。（1）解除约束在单幅现浇箱梁完成预应力施工后，解除支架体系横移的所有约束。支架体系与箱梁之间的约束。主要是拆除外侧翼板的支架和模板，通过支架顶托，整体调低箱梁底板的模板，使支架体系与已经完成的箱梁之间没有接触。支架体系之间的约束。首跨箱粱支架体系的约束，在墩柱间断开；标准段箱梁支架体系的约束，在施工缝位置断开(悬臂端部分支架采用人工搭拆，不必横移)。图11解除支架体系与现浇箱梁之间约束图12解除支架体系之间约束拍摄人：制图时间：年10月10日（2）安装门架承重梁和钢轨门架承重梁采用双拼[10，在纵向每隔2.5m位置处安装承重梁，横向穿过整个门架体系的下横杆，在横杆上放两根钢管，采用U型钢筋使承重梁固定在两根钢管上，使承重梁与支

架体系进行固定。在承重梁下边安装[10作为钢轨（万向轮轮宽75mm），钢轨两边用钢钉打入地面以下进行固定。为减小万向轮与钢轨之间摩擦力，同时又保证牵引系统的正确引导，

因此只在两边及中间三个地方安装行走钢轨，其它地方不安装行走轨道。11图13承重梁固定图14轨道安装拍摄人：制图时间：年10月11日（3）支架整体顶开及钢轮安装完成上述准备之后，可进行整个支架体系顶开作用。参照湾大桥及接线工程38省道分离桥：右幅第二联现浇箱梁第一跨门式支架为4层，高度8m-9m，宽度12.4m，长度26.9m,搭设纵向间距40cm-60cm，横向间距均为62cm。采用千斤顶，使支架底托脱离地面，在承重梁下安装万向轮。钢轮直径为150mm，轮宽75mm，单轮承载力约为3.5吨，利用四角螺栓固定在双拼槽钢两侧钢板上。为防止门架变形，承重粱上滑轮间距控制在2-3m内。为保证钢轮能承受整跨支架体系的重量，钢轮按纵向安装10排，每排横向安装6个，共60个钢轮进行受力。钢轮承受支架受力验算如下：单跨支架数量：21*18*4层=1512片，单跨支架重量：1512片*60Kg=90720Kg=90.72t,纵横钢管加固杆件及水平加固杆件约：20t，安全系数；1.2。钢轮承受力=60*3.5=210t因此单跨支架整体总重量=（90.72+20）*1.2=132.8t<210t（钢轮承受力)。通过验算得出，60个钢轮足够承受1跨支架重量。图15支架数量：21*18*4层=1512片制图人：制图时间：年10月11日12在安装钢轮，把支撑受力点转移到钢轮上同时，逐排上调底托使之悬空，使每个底托离开地面2-5cm，用铁丝对其进行固定。图16钢轮安装拍摄人：制图时间：年10月12日检查有没有高差比较大的钢轮，对于悬空的钢轮，可加钢垫板调整，使钢轮整体受力。确认效果：支架整体顶开、承重梁及钢轨的合理组合，为支架整体横移的完成奠定了坚实的基础。3、实施三：牵引系统装置设置及支架横移施工支架整体横移，是把现浇箱梁支架整体从右幅整体移动到另一幅待施工箱梁位置的过程。（1）牵引系统装置设置清理场地障碍，检查受力稳定性，保证横移顺利。安装横移牵引系统。牵引系统由手拉葫芦和钢丝绳组成，一端绑在支架体系上，另一端固定在箱梁外侧的临时地锚上。考虑到支架体系的同步性，使相邻两排行走钢轨通过一组手拉葫芦进行连接，组成多个“Y”型的同步牵引系统。图17支架横移牵引系统安装拍摄人：制图时间：年10月14日（2）支架横移施工13准备完后后，由多个工人操作手拉葫芦，牵引速度控制在6-8m／h，将支架整体牵引到位，通过支架行走过程中，对各个手拉葫芦速度进行调整控制，使之牵引到指定控制线位置处。牵引系统也可以采用电动方法操作。整体横移过程，需要安排人员做好以下监控。首先是协调横移速度，避免局部过快引起横移系统受力不均或支架偏向。其次是监控支架体系的行走方向、与墩身、箱梁的间距，保证成品的安全。最后是注意高空安全。图18支架横移过程拍摄人：制图时间：年10月14日图19支架横移完成拍摄人：制图时间：年10月14日（3）支架整体归位施工通过千斤顶作用，下放底托，使支架体系荷载由钢轮转移到底托上。这个过程是支架体

系第一次顶开的逆过程，每个底托要进行检查，保证支架体系均匀受力。确认效果：合理的千斤顶作用，使整个支架体系全部落地，完成的实现了支架整体横移效率、进度要求以及安全目标。确认效果：牵引系统的合理设计以及组装，为整个支架横移系统提供了充实的动力。完美的达到了支架整体横移效果。八、确认效果通过本次QC活动的开展，对支架整体进行横移，使得现浇箱梁支架在安全、进度、效益方面有了明显的提升。与传统门式支架搭设及拆除方法相比，支架横移法具有明显的优势。1、安全优势14免去了一次直接搭设及拆除的过程，安全风险降低了50%。且由于本工程地理条件因素，右侧现浇箱梁边侧无施工便道，如使用传统工艺进行拆搭时，在拆除右幅第二联时，无法使用汽车吊进行吊装作业，拆除现浇箱梁以下的支架都需人工进行转移，使得工程量增加，安全风险增加。然而在支架搭设前，已经对地基经行处理，对于地基平整度和强度有着较为严格的控制，故使用支架整体横移法，可以解决这一难题。图20传统门式支架搭设图21支架整体平移拍摄人：制图时间：年10月14日2、成本优势右幅现浇箱梁，单跨支架搭设需要10个工人，拆除和搭设一跨支架约需要20天（搭设12天，拆除8天），支架搭设及拆除均需要占用大量汽车吊及铲车时间。但左幅现浇箱梁单跨支架横移只需要8个工人，5天时间（包括准备工作和支架横移时间），人工费用、机械占用时间、支架质量损耗均得到有效控制，搬运工作量也降低50%以上。相较于传统工艺，采用支架整体横移法，需要投入的仅仅是钢轮和牵引系统，大多可以重复利用，成本较低。表10