M高空大悬挑支撑课件

78M高空悬挑结构模板支撑及外脚手施工平台的研制与应用目

录确定对策工程概况对策实施QC小组简介总体效果检查总结及巩固措施下一步打算选择课题设定课题目标提出方案，确定最佳方案问题假想预测一、工程概况扬州曙光电缆750KV超高压交联电缆及配套项目曙光电缆1号生产厂房位于扬州北郊菱塘填，由1a立塔和1b生产车间组成，总建筑面积为31358M2（其中地下建筑面积为369M

）。1a立塔长20.5M，宽218M，地下一层，地上十六层，全现浇剪力墙结构，层高最高为10M，其余为6~8M，建筑总高度达114.18M；1b生产车间东西长252.6M，南北宽96M，为单层厂房，现浇排架结构，钢结构屋盖。其中1a立塔从第12层中间+80.500M处（12层楼面标高为+78.000M）开始向四周悬挑扩大平面，最大挑出长度为3.4M，在建筑物东北和西南角楼面标高处挑出长度为1.6m，东南和西北角楼面标高处挑出长度为2.4m，东南和西北角楼层中间标高处挑出长度为3.4m，结构挑梁尺寸为0.35m×0.7m、0.3m×0.6m、0.25m×0.6m等，板厚120mm。12层以下平面图12层以上平面图二、QC小组简介扬州曙光电缆750KV超高压交联电缆及配套项目曙光电缆1号生产厂房工程QC小组，成立于2008年3月25日，属创新型，主要由总工程师，项目经理、技术负责人及高级技工组成，全体成员平均接受QC教育24课时，掌握了QC基本理论，施工技术管理强，人员搭配合理，小组简介如表2-1：表2-1

QC小组成员简介表江苏扬建集团扬州曙光电缆厂QC小组小组名称课题名称注册时间2008年3月25日高空悬挑结构模板支撑及外脚手施

小组注册号YJQC03-2008工平台的研制与应用课题注册号YJQCKT03-2008活动日期活动频率2008.3.25-2008.12.31小组类型创新型平均每周一次课题活动次数18组内职务姓名性别年龄文化程度职务职称顾问组长邹厚存祝寿均薛

峰男男男男男男男男男435232305350305535硕士大学大学大学中专中专大专中专中专总工副总工高工高工副组长副组长组员项目经理项目工程师项目副经理质检员工程师工程师工程师工程师技术员技术员高级技工孔祥峰周玉专金国强童元林孔祥干夏士文组员组员施工员组员安全员组员竹架工三、选择课题（一）问题的提出结构从+80.500M标高处向四周挑出，挑出的位置及尺寸多变，结构较为复杂，挑出长度较大，最大达到3.4M，安全施工面临严峻考验，质量要求严格，工期紧迫，本公司在此方面无类似工程可以借鉴。若使用传统模板支撑体系和外脚手体系存在以下问题：1、3.4M悬挑结构在+87.000M高空，若用落地支撑排架，工程量大，钢管、扣件和人工投入大，不仅增加成本，而且严重影响工期。2、地基需作处理，增加成本。3、由于结构挑出最大达3.4M，普通悬挑脚手架对悬挑梁要求太高，安全隐患较多。（二）课题确定由此可见，采用悬挑施工平台较为适合。另外，模板支撑用施工平台与脚手架用施工平台在高空没有空间独立设置，因此，传统模板支撑体系和脚手架体系无法满足要求，项目部需创建新型的体系来替代。本次QC小组活动的课题为：78M高空悬挑结构模板支撑及外脚手施工平台的研制与应用四、设定课题目标（一）目标扬州曙光电缆750KV超高压交联电缆及配套项目曙光电缆1a立塔工程高空悬挑结构模板支撑和外脚手架施工平台稳定、安全。（二）目标值1、悬挑端下挠不超过19mm（L/500）；2、支撑体系的制作、安装工期满足施工要求，确保主体结构施工进度。（三）目标可行性论证任何支撑体系均可根据受力情况计算出构件应力和应变；有利条件本工程高空支模体系和外脚手架体系的研制得到公司邹厚存总工程师的技术指导，并担任本小组的顾问；本小组技术力量强，全部由项目部技术骨干和高级技工组成；操作人员素质高，技术好，数量足，完全可以满足对施工工期的要求；工作量大，工期紧。安全隐患多；不利条件需投入大量人力，物力。工艺创新，施工过程中可能会遇到难以预计的问题。综合以上情况，经过客观分析，本小组一致认为目标及目标值完全能够实现。五、提出方案，确定最佳方案（一）方案的提出在塔楼结构施工之初，围绕课题，小组成员通过“头脑风暴法”集思广益对其高支撑模板方案及外脚手架体系进行讨论，提出方案的共同特点是，在高空制作一操作平台，模板支撑体系和外脚手架体系均落在同一平台上，实际即对操作平台的设计与制作进行讨论，归纳整理后形成三种方案：悬挑钢梁，拉绳反拉体系；悬挑钢梁，压杆支撑体系；悬挑桁架体系。（二）方案的分析、评估及选定方案的分析、评估及选定表序

支撑体方案分析其优（缺）点号

系类型选择（1）传力明确，但端部挠度偏大（2）型钢用量大，回收利用率低（3）加工制作工作量大，工期长不采用悬挑桁架1体

系

（4）安全隐患偏多（5）楼面混凝土需达到较高强度后，才可施工，严重影响工期方案的分析、评估及选定表分析其优（缺）点序

支撑体方案号

系类型选择（1）传力明确，受力合理（2）安全可靠，万无一失（3）杆件定型，现场拼装（4）型钢可回收利用，但型钢用量大，一次性投入较多（5）加工制作工作量较大，工悬挑钢梁不采用2压杆支撑体

系期较长（6）成榀吊装，对尺寸精度要求高，不便施工（7）由于压杆长度较长，安装时，下层外脚手架对其影响较大，不便施工方案的分析、评估及选定表分析其优（缺）点序

支撑体方案号

系类型选择（1）安全性高，隐患较少（2）传力明确，受力合理（3）施工便捷，实施可行（4）现场制作，定型可靠（5）型钢及拉绳可回收利用，造悬挑钢梁价低，经济性好（6）加工制作工作量较少，工期采用3

拉

反拉绳体

系缩短（7）安装时仅吊装钢梁，安全、快捷（8）安装拉绳时，对尺寸精度要求较低，便于施工以上三个待选方案，小组成员通过多次讨论，大致形成以下意见：1、压杆支撑体系与拉绳反拉体系传力明确，受力合理；2、由于本工程层高较高，压杆支撑体系中压杆需很长，故截面会较大，用钢量大，且对下层外脚手架影响较大，相比拉绳反拉体系不便施工；3、压杆支撑体系需成榀吊装，对尺寸精度要求高，不便于施工，且影响工期，拉绳反拉体系则不存在这些问题。4、拉绳反拉体系较压杆支撑体系经济性好。5、悬挑桁架方案投入较大，且占用工期太长，不能满足本工程的工期目标，故不采用。通过对比分析，第一种方案（悬挑钢梁拉绳反拉体系）评为最佳方案。（三）细化方案方案选择序号方案细化工字钢待选方案优缺点分析①同高度工字钢较槽钢承载力大②工字钢为对称截面，受力均匀③工字钢较槽钢稳定性好①本工程对拉绳强度要求高，常用钢筋强度不够②型钢虽能满足承载力要求，但投入量较大，增加费用，且对尺寸精度要求高，不方便施工③钢丝绳强度高，安装方便，施工便捷①由于本工程选用的钢丝绳直径较大，包裹钢梁时，对钢丝绳损伤大悬挑型钢选1工字钢择槽钢钢筋型钢2拉绳选择钢丝绳钢丝绳钢丝绳包裹悬挑型钢②本工程选用的钢梁截面大，与其相适应的卸扣重量大，不方便安装③焊接吊环，强度高，可靠性好，虽焊接工程量偏大，但可提前加工制作焊接吊环3

与拉绳连结方式选择卸扣焊接吊环1、悬挑型钢选择。经计算，本方案采用20b号工字钢作悬挑钢梁。悬挑钢梁挑出长度为4.75M（角部最大为6.65M）钢梁布置间距为1.5M，钢梁锚入建筑物1.25M（角部则直接浇筑在混凝土墙体内），在楼板处采用预埋U型环（Φ14圆钢）+10号角钢压板固定。2、拉绳选择。经计算，选择Φ20钢丝绳（角部采用Φ22钢丝绳）。3、钢丝绳与钢梁连结方案选择。经计算，吊环选择Φ22圆钢（角部采用Φ32圆钢）。在混凝土墙体上吊点处，采用预埋Φ22吊环（角部采用Φ32吊环）。4、由于挑出部分达4.75m，锚入楼面部分只有1.25m，整个钢梁的重心偏向外侧400mm，故决定在原有脚手架上挑出1m长的三角架，用以临时支撑工字钢。5、平台示意图六、问题假想预测（一）悬挑钢梁拉绳反拉体系操作流程满铺笆片搭设外脚手架及模板支撑排架分工况建立体系受力模型铺设钢管深化设计制作专家反拉钢丝绳初步设计构件验算钢梁吊装钢笆下料评审方案间距节点设计竹笆各一层焊接局部焊接横向支撑搭设临时支撑架焊接水平阻铁不满足要求（二）问题假想原因预测我们组织小组成员经多次会议讨论，对此方案可能出现的质量、安全事故进行预测，假想问题主要归纳如下：1、由于模板支撑系统，落在此钢平台上，荷载很大，对钢丝绳拉环的要求很高，特别是拉环焊缝施工质量，拉环焊缝承载力可能达不到要求；2、由于悬挑长度较大，反拉角度为52°，接近45°，产生的水平力也很大，钢梁需克服较大水平力；3、角部钢梁最大悬挑长度达6.65M，若仍按悬挑端1.50M纵距布置钢梁，则角部埋入混凝土中的钢梁太密，且与墙体暗柱钢筋交错，造成角部混凝土浇筑质量得不到保证。4、钢梁吊装完成后，由于第十二层结构没有施工，无法拉钢丝绳，施工平台不能使用。5、由于结构最大悬挑长度为3.4M，钢梁挑出长度达到4.75M，悬挑长度较大，钢梁变形超过允许值；七、确定对策通过上述假想预测，所归纳的六个问题，结合施工流程，制订实施对策见下表。序号要求对策目标措施地点

时间

负责人进行焊缝验算，确定焊缝长度及高度，并保证一定的安全系数确保拉环焊缝强度焊缝承载力达到保证焊缝高度，施工设计要求

过程中严格控制质量2008年

孔祥峰1现场7月金国强在钢梁与混凝土墙交点处，焊接一短工字钢，并通过计算，确定焊缝长度及高度薛

峰孔祥峰孔祥干钢梁水平方向无位移钢梁水平向无位严格按设计要求施工，移

且保证施工质量现场

2008年7月23确保角部混凝土浇筑密实且悬挑端可搭设脚手调整钢梁布置后悬挑钢梁间隔布置，确保凝土浇筑密

悬挑端搁置14号工字实且悬挑端可搭钢，且与悬挑钢梁焊调整钢梁布置，悬挑端增加钢梁搁置在悬挑钢梁上，并进行验算是否满足要求2008年

周玉专现场现场8月孔祥峰设脚手牢编制搭设方案，明确合理安施工平台搭设及使用

满足施工要求，

搭设流程2008年

周玉专45求，确保安全程序，保证施工正常进行确保安全合理安排使用程序确保安全8月孔祥峰吊装钢梁时，给予钢梁预挠度，进行验算确定钢梁允许

钢梁下挠值不大变形值，施工过程中严密监

于19mm确保钢梁变形不超过根据需要，适时调整孔祥峰童元林夏士文2008年8~12月钢丝绳，确保钢梁变

现场允许值形值在允许范围内测钢梁变形八、对策实施实施一：选择合理焊接参数，保证焊接质量。1、通过计算，确定拉环钢筋直径和焊缝高度及长度。设计选用Φ22钢筋，焊缝高度为10mm，长度为200mm，焊条为E43型，实际操作中，焊缝长度均为满焊。2、现场施工时，首先对材料进行严格检查，确保材料符合要求；施焊时，保证足够的熔深，主焊缝与定位焊缝应结合良好，无气孔、夹渣和烧伤缺陷；由于钢筋直径较大，分三层间断施焊，每焊一层后，清理完焊渣后，再焊接下一层，确保焊缝的高度和长度。结果：所有拉环在浇筑+78.000M标高楼面前焊接完成，焊缝经探伤，满足要求，且实际使用中，焊缝牢固。实施二：采取措施确保钢梁水平无位移。1、根据计算得知，钢梁最大水平力达54.55KN，为避免钢梁在巨大水平力作用下，沿钢梁自身方向不发生位移，采用14号工字钢作为阻铁（长度为100mm），与20号工字进行焊接，以阻止钢梁水平向位移。2、为保证阻铁位置准确，经多次商讨决定待钢梁就位后，现场焊接。焊接时，采用小电流短弧焊接，第一层焊缝用短电弧作前后推拉动作，焊条与焊接方向成8°～90°角。其余各层焊条横摆，并在坡口侧略停顿稳弧，保证两侧熔合。结果：阻铁在钢梁就位后即完成焊接，使用过程中，钢梁无位移。实施三：角部钢梁特殊处理。1、由于角部最大悬挑达为6.65M，若悬挑端钢梁间距仍按1.5M布置，则角部钢梁太密，此处混凝土浇筑质量不能保证。经小组成员研究决定，为确保凝土浇筑质量，将角部钢梁间隔布置。钢梁间隔布置后，钢梁端部间距达3M，若直接搭设脚手架和排架肯定不能满足要求。通过验算，决定在20号工字钢梁上搁置14号工字钢，且与20号工字钢焊牢，角部钢梁形成一整体共同受力，在14号工字钢上再立一排脚手管，以满足脚手架立杆纵距要求。2、

由于角部钢梁是埋入混凝土中，在楼面固定的钢梁很短，只有不到800mm，故在安装工字钢时，需设置临时支撑，支撑不参与悬挑平台受力计算，只承受平台上钢管及钢笆自重和操作人员荷载。经验算，临时支撑杆选用4根钢管组合截面，具体设计见附图。结果：角部混凝土浇筑密实，强度达到设计要求；角部搭设脚手架和排架，使用安全，可靠。实施四：合理安排使用程序确保安全。1、施工流程：预埋U型环→

搭支撑工字钢三角架

→

吊装工字钢→加高下层脚手架→

施工第十二层→

反拉钢丝绳→

拆除加高的脚手架→

搭设外脚手架及模板支撑排架2、将工字钢安装在楼面后，钢梁不允许承受任何荷载。此时利用下层的脚手架再搭高一层施工第十二层，待十二层施工完成后，再将其拆除，待混凝土有一定的龄期后，拉好钢丝绳。然后在钢梁上满铺钢管（间距45cm）以及钢笆片和竹笆片各一层，到此操作平台安装完成。经验收后方可投入使用。3、在+87.000挑板施工时，外脚手加仅作为维护栏杆用，不允许承受任何荷载。实施五：严密监测钢梁变形，确保钢梁变形不超过允许值。1、钢梁允许变形为L/500（19mm），在反拉钢丝绳时，将钢梁端部抬高6cm。2、将每根钢梁进行编号，反拉完钢丝绳后，逐根测定端部标高并做好钢梁沉降观测记录，每搭一次脚手后，进行一次标高复查，计算每根钢梁的沉降值，严密监测钢梁变形。若钢梁变形值达到或接近允许变形值时，即收紧钢丝绳，确保钢梁变形值控制在允许范围内。结果：根据监测，钢