QC成果造粒塔悬空喷头层结构施工创新

悬空喷头层结构施工创新

小组名称:江苏XXXX大化肥24m直径造粒塔QC小组发布日期：二○○九年二月

一、工程概况造粒塔是将尿素熔融液制造成直径为0.8～2.5mm粒状产品的设备,为大型圆柱形钢筋混凝土立式中空塔筒，塔顶有通风口、操作间，塔上部中央设置喷头，塔底有进风口和物料收集设备。造粒塔在生产使用中操作稳定,管理方便。它的工作原理是尿素溶液经蒸发系统浓缩至99.5%以上，所得的尿素熔融液经泵送至造粒塔顶，由造粒机喷头喷淋成液滴靠重力自由下落，与塔底上升空气逆流接触，冷却并固化成为颗粒尿素，最后由皮带送往包装工段进行成品包装。由XXXX建设有限公司承建的XXXX大化肥造粒塔，由圆形主塔和方形附属塔组成，圆形主塔内直径为24.00m，高93.90m的圆筒形结构；附属方库为9.50m×4.50m方筒形结构，高度101.10m，钢筋混凝土剪力墙结构。在93.90m以下与圆形主塔连成一个整体，其内部主要由电梯井和钢梯为造粒塔提供上下的通道。圆形主塔内7.90m标高以下设钢筋砼结构刮料层。80.90m处设钢筋砼结构喷头层。目前该塔属于国内最大的尿素造粒塔之一。

图180.9ｍ喷头层24根FL-1辐射梁结构布置示意图制图：XXX制图日期：2008年9月10日

一、工程概况其中造粒塔80.90m标高处有一悬空结构喷头层，布置由24根L-1、2劲性结构辐射梁、一根劲性2HL-1中央环梁及相关梁板组成的台体结构，如图1、图2所示。本工程难点在于进行主塔80.90m标高处喷头层结构施工时，由于主塔内喷头层向下无结构层，该层自重荷载较大，达12KN/㎡；也就是说整个喷头层施工荷载约500余吨。如果由室内地面向上搭设施工排架作为喷头层结构施工的支撑，则排架搭设工期长、周转材料消耗大、搭设高度过高（达80.90m）、施工难度大，将直接影响到造粒塔上部结构施工作业及造粒塔下部安装及后序安装作业的进行。

一、工程概况图2喷头层结构A-A剖面制图：XXX制图日期：2008年9月10日二、小组概况本QC小组成立于2008年9月，本次活动小组成员共10人，平均每10天活动一次，每次活动6小时。小组成员均受过QC小组知识培训，均为公司关键岗位上的质量技术骨干，具有精湛专业技术知识、良好的职业道德、丰富的施工经验。

QC小组成员简介表表1小组名称江苏XXXX大化肥24m直径造粒塔QC小组注册编号Zj4j-2008-QC003课题悬空喷头层结构施工创新年检注册号/小组活动时间2008.9～2008.12小组类型创新型TQC培训学习小组成员接受过TQC学习培训学习课时40小时/人序号姓名性别年龄文化程度职务职称组内职务职责1男43大专总工程师高级工程师组长负责方案策划设计2男54大专项目经理工程师副组长全面负责实施3男59大专工程科科长高级工程师技术支持4男52大专技术经理工程师方案实施5男44大专生产经理技师生产安排6男26大专技术员助工方案实施7男28本科钢构项目经理工程师钢构施工8男24本科施工员助工资料收集9男47大专质安员助工质量安全监管10男44高中工长技师现场实施制表：XX制表时间：2008年9月10日三、课题的选择与理由四、QC小组活动目标与可行性分析五、方案的选择与确定（一）方案的提出在开工之初，围绕课题，小组成员通过“头脑风暴法”集思广益对其悬空喷头层结构施工支撑方案进行讨论，按支撑结构形式共提出四种方案及其立面图：全钢桁架支撑方案;钢管脚手架支撑方案;悬索结构模板支撑方案;标准节钢梁支撑方案。（二）方案的分析、评估及选定方案一：钢管脚脚手架支撑方案案分析一览表制表：XXX复核：XXX制表日期：2008年9月30日表2方案二：全钢桁桁架支撑方案分分析一览表制表：XXX复核：XXX制表日期：2008年9月30日表3方案三：悬索结结构模板支撑方方案分析一览表表制表：XXX复核：XXX制表日期：2008年9月30日表四方案四：标准节节钢梁支撑方案案分析一览表制表：XXX复核：XXX制表日期：2008年9月30日表5（三）确定最佳方案---伞形结构支撑方方案我们QC小组召开头脑风风暴会议，针对对上述三项支撑撑方案进行分析析，发现上述前前二项方案仍以以当前施工技术术理论界流行的的刚性支撑体系系理论为基础提提出的方案，它它的特点是以压压或压弯控制设设计，设计计算算简单，方案实实施可行，但现现场安装作业工工作量大、危险险控制点多面广广。而后一种悬悬索结构模板支支撑体系，该体体系突出的特点点是最大限度地地运用拉杆，以以拉杆控制设计计，自重轻，节节省建筑材料，，具有较高的安安全可靠度，但但设计计算较复复杂，挠度控制制与荷载控制要要求高。由于该该体系是柔形体体系，易变形且且只能适用于跨跨度较小的空间间结构，安装与与拆除过程悬空空作业量仍较多多；因而有小组组成员提出，由由于库内径大，，在库内安装80塔吊标准节在中中心作为一个支支撑点，支撑平平台采用H型钢梁组成，组组成一个形如伞伞形状的结构体体系，这样大大大减少了安装时时的作业量，利利用塔吊可以安安全并快速的吊吊装到位。因而而又产生了第四四种方案—标准节、钢梁伞伞形结构支撑方方案。最后的方方案用钢量估算算仅为21吨左右，用钢量量约计49㎏/㎡。见图3所示。伞形结构模板支支撑体系优化分分析一览表表6环节方案优化主要针对性内容特点结论设计1支撑主钢梁改为900×300×12×16mmH型钢，次钢梁改为500×200×9×14mm在不减少承载力的情况下，减少了钢梁的用钢量，可行2钢梁的中央支撑采用公司闲置80塔吊标准节33节。80塔吊标准节支撑重量大，采用公司闲置设备，费用底。标准节基础座落造粒塔的基础上。可行3主钢梁面与滑升平台用钢管两端焊牢。标准节支撑附墙为20m一道，附墙材料为20槽钢对口焊接而成。增加支撑钢梁的整体稳定性。利用槽钢对口焊好后形成的整体结构，支撑住标准节，使标准节更加稳固。可行4次梁塔壁端搁置在预埋的库壁滑槽口铁件上，并焊牢。减小了支撑钢梁变形，增加了钢梁的整体性可行5考虑在安装及悬空结构施工阶段可能产生的不均衡荷载的影响设计保证安装及使用各阶段的模板支撑体系的安全稳定性，24根劲形骨架梁的施工采用吊模施工，进一步减小了上部荷载对操作平台的影响。可行制作安装1支撑体系主要钢梁构件采用地面拼装焊接，采用塔吊吊装至标高减少了悬空安装作业量，保证制作质量可行2库壁支座节点滑槽口预埋埋件，中心支座安装钢板钢帽，安装方便。易于安装操作，避免安装时悬空焊接作业可行3对称安装保证受力体系受力基本均衡可行施工1整个80.90m标高部位结构主要分三次进行施工。考虑第二次与第三次施工荷载均由第一次施工后的辐射梁、环梁组成的钢混组合空间拱架结构本身承担减小了操作平台模板支撑体系设计荷载值，减小了支撑体系用钢量可行2对称浇筑施工确保结构施工荷载布置基本均衡可行拆除采用先安后拆的方法，均衡拆卸，最后塔吊吊到地面。保证拆除时受力体系均衡，减小悬空作业量可行制表：XXX制表日期：2008年9月31日图3优化后的伞形结结构模板支撑体体系设计方案示示意图制图：XX、XXX制图日期：2008年9月31日通过对喷头层结结构的模板支撑撑设计方案的优优化分析，标准准节钢梁支撑结结构体系模板支支撑方案在资源源节约、工时消消耗、操作安全全性等方面优势势明显，只要做做好设计与施工工控制，可有效效克服喷头层结结构荷载和安拆拆危险源所带来来的影响，保证证模板支撑结构构安全可靠。为为此我们QC小组确定的可行行方案是：标准节、钢梁组组成的伞形结构构支撑方案六、问题假想预预测（一）标准节结结合钢梁平台支支撑系统流程六、问题假想预预测（二）问题假想想原因预测上述方案设计与与分析表明，中中央标准节钢梁梁支撑方案经济济可行，可适用用于本工程悬空空结构支撑施工工，但仍存在下下列需改进的问问题：1、相对一般建筑筑结构中央标准准节钢梁体系，，本工程所设计的的体系用钢量较较大；2、中央标准节钢钢梁模板支撑体体系属大型构件件，重量较大，对标标准节的基础要要求高。解决办法：经体系的内力计计算和工况分析析，可将24根劲性骨架梁的的施工，利用其其本身的骨架刚刚度吊模施工，，对称均衡加载载施工，进一步步减小上部荷载载对钢梁操作平平台的影响，从从而减小钢梁的的选型尺寸，以以达到减少型钢钢的用钢量。解决办法：经对塔吊标准节节稳定性验算后后，利用造粒塔塔本身的基础（（筏板基础1500mm厚），可直接将将其标准节落在在基础上，另标标准节支撑附墙墙每20m一道，设四道，，以增加其稳定定性。3、安装与拆除过过程悬空作业量量仍较多；解决办法：支撑体系主要钢钢梁构件采用地地面拼装焊接，，24根劲性骨架的钢钢筋绑扎采用地地面绑扎，然后后用塔吊吊装至至标高处安装，，以减少悬空安安装作业量，同同时保证制作和和绑扎质量。4、如何降低安装装与拆除的难度度，解决办法：悬空作业段安装装保险绳，张挂挂安全网等措施施，采用先安后后拆的方法，均均衡拆拆卸。七、制定对策我们QC小组根据确定的的最佳方案的分分解步骤逐一制制定对策，以便便正确组织实施施。见表7所示。对策表表7序号控制环节对策目标措施地点责任人期限1设计提供技术经济合理、易组织实施并经权威部门认可的施工设计方案设计技术经济合理，安全可靠，满足制作安装与使用要求充分考虑全过程工况条件进行综合分析、计算、设计，专人逐项校核，通过公司内部及监理工程师的审核、审批程序；通过行业专家的评审论证，取得行业主管部门的高架制模施工许可现场XXXXXX9.10—9.302钢结构的制与安装采取技术经济合理的制作与安装工艺符合施工设计与计划要求，测点合格率95%，安全无事故H型钢主梁分体地面制作，控制好制作与焊接质量；主次钢梁塔吊吊装到位；钢梁支座在塔壁滑槽口预埋件和标准节钢帽上；对称安装。现场XXXXXX10.10---10.253施工做好施工荷载的控制与施工设计工况相符，满足计划要求，安全无事故，分项工程质量合格率100%整个75m标高以上部位结构主要分三次进行施工。考虑第三次施工荷载均由第一次和第二次施工后的环梁组成的钢混组合空间拱架结构本身承担；对称浇筑施工现场XXXXXXXX10.30---11.254监测控制验证施工设计与现场实际施工效果的相符性监测有效性与到位率100%分安装、施工过程各阶段对支撑平台进行挠度变形监测现场刘跃云XX10.30---11.255拆除提供安全可靠的拆除方案并实施满足施工计划要求，安全无事故采用先安后拆的方法，均衡拆卸，最后塔吊吊到地面。现场XXX刘跃云XXX12.10---12.30八、组织实施实施一：提供技技术经济合理、、组织实施并经经权威部门认可可的施工设计方方案(XXX、XXX负责实施，XX、XXX复查，XXX审核批准。）1.我们QC小组成员在公司司领导之下，依依据初步设计方方案，针对策划划要求，结合安安装、施工与拆拆除各工况情况况，制定了“喷喷头层结构模板板支撑系统设计计专项方案”，，由小组成员进进行了仔细的、、逐项校核，提提交公司技术科科、工程科、安安全设备监督科科、总工程师室室审核批准。2．2008年9月26日，由建建设单位位邀请宜宜兴市建建管处、、设计单单位、监监理单位位等相关关单位，，组织了了施工技技术行业业及结构构设计与与科研单单位的专专家对本本悬空结结构伞型型结构支支撑体系系设计方方案进行行了评审审论证。。实施效果果评价：：一次性性通过了了专家评评审论证证，顺利利取得了了行业主主管部门门颁发的的高架制制模施工工许可单单。专家家评审论论证一致致认定本本方案技技术经济济合理，，充分考考虑到施施工全过过程各个个工况及及不均衡衡荷载的的影响，，有效利利用于已已浇筑结结构本身身的承载载力，安安装与应应用简便便，安全全可靠；；并突破破了传统统高架制制模刚性性支撑设设计理论论限制，，设计新新颖，施施工设计计工艺有有所创新新。实施二：：采取技技术经济济合理的的制作与与安装工工艺（由XXX负责实施施，XXX检查，XXX复查。））1．钢梁先先进行地地面制作作，钢结结构制作作用材均采采用普通通Q235钢材，E43焊条，普通持证证焊工操操作；所所有焊缝缝采用二二级焊缝质量量控制并并设加强强拼接板板，保证证钢梁的等强强连接，，其余焊焊节节点点均按三三级焊缝质量量控制。。所有节节点焊缝缝质量（包括埋埋件）均均经严格格验收确确认。八、组织织实施八、组织织实施图4支撑平台台示意图图及钢梁梁布置图图图5主次钢梁梁与塔壁壁节点示示意3.主次钢梁梁与塔壁壁连接处处节点图图。如图图5所示。2．标准节节和钢梁梁用塔吊吊吊装到到位，见见图4所示。八、组织织实施八、组织织实施八、组织织实施4．中央支支撑标准准节支撑撑方案，，标准节节底部与与基础承承台预埋埋的4块450××450×16mm铁板的埋埋件焊牢牢。安装装标准节节时每20m安装附墙墙一道，，附墙一一头安装装在标准准节抱箍箍的四个个角上，，另一头头搁置在在塔壁上上预埋的的M-1、M-2牛腿埋件件上，并并焊牢，，保证焊焊缝高度度和强度度。待标标准节安安装到要要求标高高时，在在标准节节顶部安安装一座座1700×1700××16mm的钢帽，，用于作作为主钢钢梁的另另一个支支座。主主钢梁搁搁置在钢钢模上，，钢梁与与钢帽焊焊牢。如如下图：：实施效果果评价：：所有钢钢梁制作作安装后后，经检检查该施施工操作作平台在在支座和和连接处处均达到到设计施工安全全要求，，平台体体系受力力均衡，，满足上上部喷头头层施工工要求。。八、组织织实施实施三：：做好施施工荷载载的控制制（由XXX、XXX实施，XXX检查，XXX、XX复查。））1．75m以上标高高部位结结构主要要分三次次进行施施工：第第一次进进行75m-77.75mHL-3环梁砼结结构的施施工，在在劲性梁梁梁处留留置施工工缝；第第二次进进行24榀劲性钢钢梁的砼砼施工，，也在劲劲性梁处处留设施施工缝；；第三次次进行劲劲性钢梁梁砼施工工。每次次施工间间隔考虑虑约7～8天。混凝凝土浇筑筑时考虑虑径向对对称浇筑筑施工，，即在塔塔心一侧侧下一斗斗砼料后后，下一一斗砼料料浇筑径径向相对对称的一一面。考考虑第三三次施工工荷载均均由第一一次和第第二次施施工后的的环梁组组成的钢钢混组合合空间拱拱架结构构本身承承担。实施效果果评价:施工荷载载控制满满足施工工设计方方案要求求，分项项工程质质量合格格率100%。如下图图：八、组织织实施八、组织织实施实施四：：提供安安全可靠靠的拆除除方案并并实施（由XXX、XXX实施，XXX跟踪监督督检查。。）拆除作业业，我们们QC小组成员员制定了了严密的的拆除方方案，经经小组成成员讨论论，提交交公司及及监理工工程师审审核、审审批后组组织实施施。采用用先安后后拆的方方法，均均衡拆卸卸。实施效果果评价:由于构件件间节点点大量采采用装配配式，拆拆除简便便，拆除除准备时时间2天，拆除除用了5天。整体体拆除过过程安全全无事故故。九、实施施效果1．目标实现现情况：本工程悬悬空喷头头层结构构施工由由2008年10月5日开始深深化设计计至2008年12月30日悬索结结构支撑撑平台拆拆除结束束，总历历时85d。实际在在施工中中制作安安装支撑撑平台为为15天，拆除除平台为为7天；支撑撑平台用用钢量约约21吨，用钢钢量仅49㎏/㎡。通过QC小组创新新活动，，完成实实现了QC活动策划划的目标标。资源源投入大大大减少少，支撑撑费用控控制在最最佳施工工设计方方案预算算范围之之内。喷喷头层结结构施工工过程中中未发生生安全事事故。工工程质量量优良，，该结构构分项工工程合格格率100%，测点合合格率均均满足策策划目标标要求。。受到业业主方、、监理方方及当地地建筑行行业管理理部门的的好评。。喷头层结结构标准准节钢梁梁支撑体体系施工工质量检检查记录录汇总表表检查人：：XXX制表人：：XX日期：2008.12.302．经济效效益：方案创新新，技术术经济合合理，目目标明确确，实施施正确有有力，与与投标施施工方案案相比取取得直接接经济效效益，经经测算节节约成本本17.225万元。(见QC成果确认认表)3．社会效效益：“悬空喷喷头层结结构施工工创新””的成功功实施，，即学习习知识，，又增长长了才干干，丰富富了经验验。突破破了传统统的高架架刚性模模板支撑撑理论局局限，为为空间钢钢结构体体系在施施工技术术领域应应用增加加了一个个新型典典型实例例。序号

检查项目

检查次数

不合格次数

整改次数

最终合格率%

1体系受力分析的准确性

2001002钢梁制作质量

2001003标准节安装与附墙质量

2001004钢梁的安装质量

3111005施工荷载的控制

4111006支撑体系拆除的控制

2001007合计1522分项合格率100%九、实施施效果4．无形效效益：本次活动动后，我我们QC小组组长长带领全全体小组组成员对对活动前前后进行行了自我我评价。。见图7所示。序号评价项目活动前活动后1质量意识84962参与意识76953个人能力68784创新能力57875持续改进85956团队精神72877QC知识6587图7活动前后后自我评评价雷达达分布图图制图：XXX、XX制图日期