3- 新型后浇带支撑体系装置的研制（4比3）

山东三箭建设工程管理有限公司创新SC小组新型后浇带支撑体系装置的研制二零二三年六月背景介绍1小组概况2选择课题3设定目标及目标可行性论证4提出方案并确定最佳方案5制定对策6对策实施7效果检查8标准化9总结和下一步打算10目录01背景介绍背景介绍

济南市历城区新东站张马屯片区三四期部分C-8地块项目，总建筑面积179557.86m²,其中地下车库建筑面积34951.5㎡，为防止出现钢筋混凝土结构由于自身收缩不均或沉降不均可能产生的有害裂缝，按照设计要求，在基础底板、墙、梁相应位置留设了多条后浇带。其中沉降后浇带610米，温度后浇带共966米，共计1566米。后浇带处的模板支撑需长时间占用大量的模板、木方、架管等周转材料，增加了较多的工程成本。如何在保证后浇带支撑安全的前提下，减少周转材料用量，节省工程成本，是摆在我们面前的一项难题。02小组概况SC小组概况1、小组概况及小组成员SC小组概况03选择课题本项目为我工程承建的重点项目，本项目自开工以来受到政府和社会各界关注，为此公司领导高度重视，组织业主及其他相关方召开了专题会议，会议中各方提出了如下表要求：选择课题1、需求分析需求分析统计表序号需求方需求内容1公司内部需求进行技术创新，研究一套新型后浇带撑体系装置，为类似工程所应用。2业主、主管部门需求后浇带支撑的搭设应满足结构要求，确保不发生安全事故。3项目成本方需求本项目为固定总价合同，在投标阶段为确保项目中标，后浇带支撑费用仅估算了40万元的成本费用，但是实际成本费用预计约77万元。因此为满足总价合同的成本要求，节省周材使用量，将后浇带将支撑的搭设成本降低50%以上。需求总结通过技术创新在确保后浇带支撑安全的、方便施工基础上，节省周材使用量，将后浇带将支撑的搭设成本降低50%以上。2022年3月12日-13日小组成员王国敬、赵旭到我公司正在施工的地下车库项目进行调研，经过调研分析发现目前的支撑体方式为后浇带所在区域内的模板及支撑单独设置，在后浇带混凝土浇筑后再拆除。具体成本分析如下：选择课题2、现有做法与需求分析综上所述，按现有后浇带支撑做法沉降后浇带需要599元/米，温度后浇带需要419元/米。本工程沉降后浇带共610米，温度后浇带共966米，如按现有做法后浇带支撑体系需要费用约770144元（599×610+419×966=770144元）。但是本项目为固定总价合同，在投标阶段为确保中标后浇带支撑仅考虑了400000元的成本费用。选择课题因此，我们能否找出一种新的后浇带支撑方式，既满足结构安全要求施工，又能将施工成本降低50%以上呢？选择课题3、广泛借鉴（1）小成员通过网络查询检索到“一种太阳伞支撑三脚架”实用新型专利，不适用本工程，但是创新思路可供借鉴。装置如下图。可借鉴原理及思路一：该使实用新型专利通过支撑管伸缩部件调节太阳伞的高低，三脚架部件则用于支撑整把太阳伞。该专利对地面适应性强，能同时调节太阳伞高度和支撑面积。小组成员受到上述专利的启发，设想后浇带处的支撑使用组合单元式可调节钢管独立支撑装置，混凝土结构混凝土施工完后原模板支撑拆除，保留独立支撑装置，用以达到减少周转材料的使用时间，从而减少实际成本。选择课题（2）小组成员通过身边事物发现，城市中的高架桥通过桥墩可以支撑整个桥面结构。因此受到桥墩支撑桥面结构的工作原理受到了启发。可借鉴原理及思路二：小组成员观察桥墩支撑桥面结构的工作原理受到了启发，设想后浇带处设置混凝土临时支撑柱，混凝土柱体的上端设置在后浇带相交的主梁及次梁的端部，混凝土柱体的下端支撑在地下室底板上，后浇带悬挑端可提前拆模，节省周转料具，同时节省地下室空间，地下施工材料转运方便。待后浇带封闭达到强度后，采用绳锯将支撑柱按尺寸切割，可用于部分门洞过梁以及窗户压顶。研发新型后浇带支撑体系装置04设定目标及目标可行性论证设定目标及目标可行性论证1、设定目标目标（1）目标：研发出一种新型后浇带撑体系装置。（2）目标值：在确保后浇带支撑安全的、方便施工基础上，节省周材使用量，将后浇带将支撑的搭设成本降低50%以上。根据选择课题中的客观现状需求，本次《研发新型后浇带支撑体系装置》课题目标设定为：可行性论证一：公司领导支持。降本增效已成为公司内部急需解决的问题之一，公司各层领导对于该课题的研发高度重视。可行性论证二：资金支持。由于公司的高度重视，公司内部多次召开会议讨论及可行性研究，特为本课题研究拨付专项研究费用。可行性论证三：物资资源支持。我公司拥有配套的专业投资公司，拥有多种大中小型施工机械设备及各类大宗型材供应商可供小组选择，随时可为小组提供充足的物资资源，方便进行各类试验。可行性论证四：人员支持。由于本课题公司高度重视，特安排公司技术骨干组成SC小组，SC小组共有10名组员，其中8名本科生，2名专科生，工程应用研究员1名，高级工程师5名，工程师4名。小组成员极具丰富的施工经验，创新意识强，曾获多次国家级SC成果，在提升方法方面，有深入的研究，对此具有丰富的研制经验。设定目标及目标可行性论证2、目标可行性论证可行性论证五：数据模拟分析。对照借鉴的两种思路进行模拟成本计算，详见下表。设定目标及目标可行性论证将后浇带将支撑的搭设成本降低50%以上目标可行05提出方案并确定最佳方案提出方案并确定最佳方案后浇带处的支撑使用组合单元式可调节钢管独立支撑后浇带处设置混凝土临时支撑柱12根据借鉴一进行创新根据借鉴二进行创新提出方案并确定最佳方案2、方案分解123组合单元形式立杆调节形式后浇带组合单元式可调节钢管独立支撑装置带调节螺旋的钢管支撑带可调顶托的钢管支撑三根立杆“品字形”三角布置四根立杆矩形布置立杆连接方式水平钢管脚手架扣件连接水平杆承插盘扣连接提出方案并确定最佳方案分级方案一：组合单元形式提出方案并确定最佳方案分级方案二：立杆调节形式提出方案并确定最佳方案分级方案三：立杆连接方式提出方案并确定最佳方案3、确定最佳方案123组合单元形式立杆调节形式后浇带组合单元式可调节钢管独立支撑装置带调节螺旋的钢管支撑三根立杆“品字形”三角布置立杆连接方式水平杆承插盘扣连接06制定对策制定对策序号对策目标措施地点时间负责人1针对三根立杆“品字形”三角布置的单元组合形式细化详细方案，并设计出图。装置各部件设计方案出图率100%。方案编制、审核并对加工工人交底，工人考核平均成绩80分以上。1、根据最佳方案优化材料设计。2、针对所得到的模型进行受力验算。3、绘制装置设计图，进行优化调整，并进行模拟施工，确定最佳施工步骤。4、根据设计进行方案编制并报公司总工办总工程师处审核，经审核通过后组织对施工工人进行技术交底。总工办及公司技术中心2022.6.30李景泉2带调节螺旋的钢管支撑选购钢支撑进场抽检合格率100%。根据设计方案规格选购钢支撑材料。钢支撑材料进场检验。施工现场2022.7.5王国敬序号对策目标措施地点时间负责人3立杆与水平杆承插盘扣连接1、圆盘扣与立杆抽样焊接平均合格率95%以上。圆盘扣抽检样本间距偏差小于等于5mm。样本销紧后再次锤击，插销平均下沉量小于3mm。根据设计方案规格选购水平杆、圆盘扣、插销。圆盘扣与立杆焊接。并对加工的15个样本进行焊接检查。水平杆与立杆承插盘扣，连接时用锤子敲击连接盘插销顶面，确保锤击自锁后不拔脱。公司技术中心2022.7.15孙辉4整体组装调试并验证组装后现场应用，安装后安全可靠，抽检样本立杆垂直度≤L/500且不大于5mm。变形挠度小于2mm。将装置各部分组装后进行现场实操作业。现场检查安全性能。技术中心2022.7.23李景泉07对策实施（1）根据最佳方案优化材料设计。采用品茗安全计算软件进行架体设计，并通过计算可得到以下结果：。对策实施1、针对三根立杆“品字形”三角布置的单元组合形式细化详细方案，并设计出图装置材料一览表材料项目规格型号可调钢支撑可调节2500mm-3500mm（长）×48mm（内管直径）×60mm（外管直径）水平杆厚2.4mm，直径42mm，长300mm圆盘扣60系列盘扣，八孔。插销插销厚度为5mm，材质为Q235（2）针对所得到的模型进行受力验算。对策实施使用安全计算软件针对不同支撑高度及后浇带的不同位置进行受力计算。（3）绘制装置设计图，进行优化调整，并进行模拟施工，确定最佳施工步骤。对策实施小组成员根据设计方案对装置各个部件进行CAD图纸绘制。BIM中心根据CAD图纸组织技术人员进行建模模拟施工。（4）根据设计进行方案编制并报公司总工办总工程师处审核，经审核通过后组织对施工工人进行技术交底。对策实施小组成员通过设计计算与施工模拟优化，以及确定最佳施工工序后，进行施工方案的编制，在上报公司审核同意后。依照方案进行对工人技术交底，并进行考核。

符合要求（1）根据设计方案规格选购钢支撑材料。2022年7月1日小组成员刘燕京根据设计方案并通过市场调研及比选，确定了材料供应厂家。并根据进场计划批量进场。对策实施2、带调节螺旋的钢管支撑选购（2）钢支撑材料进场检验材料进场后，小组成员组织相关人员进行进场抽检，共抽查15个样本进行外观尺寸及力学性能的进场检验。对策实施

对策实施

钢支撑立杆外观尺寸进场检验统计表检验项目样本1样本2样本3样本4样本5样本6样本7样本8样本9样本10样本11样本12样本13样本14样本15壁厚（±0.2mm）-0.1-0.2﹢0.1-0.10-0.1-0.1-0.2﹢0.2-0.2-0.2-0.100-0.1外径（±0.5mm）-0.1-0.2﹢0.2-0.30﹢40-0.2﹢40-0.2-0.300-0.3长度（±5mm）﹢4-2-4-40-1-2﹢1﹢1-30-1﹢3-2-1力学性能合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格符合要求（1）根据设计方案规格选购水平杆、圆盘扣、插销。2022年7月6日小组成员赵旭根据设计方案并通过市场调研及比选，确定了材料供应厂家。并根据进场计划批量进场。对策实施3、立杆与水平杆承插盘扣连接

（2）圆盘扣与立杆焊接。并对加工的25个样本进行焊接检查。施工过程中要求一级焊工，严格施焊，焊接过程中避免气泡、夹渣等通病，做到逐个检查。对加工的15个样本进行焊接质量检查。对策实施

（3）水平杆与立杆承插盘扣连接时用锤子敲击连接盘插销顶面，确保锤击自锁后不拔脱。端扣接头与连接盘的插销连接锤击自锁后不应拔脱。搭设脚手架时宜采用不小于0.5kg锤子敲击插销顶面不少于2次，直至插销销紧。销紧后应再次击打，插销下沉量不应大于3mm。对策实施

对策实施

符合要求将装置各部分组装后进行现场实操作业，确保安装后安全可靠，并可周转提升。小组成员通过车库7-15轴交E-F轴后浇带应用新型支撑并进行目标验证。在支设模架体系时，后浇带独立支撑系统随其他支模架一同搭设，在后浇带两侧均设立，每侧间距2m，保持与周边支模系统独立设置。待建筑结构达到拆模条件时候，所有周边模板均拆除，单独留置后浇带独立支撑系统。对策实施4、整体组装调试并验证

符合要求08效果检查效果检查1、目标检查本新型后浇带撑体系装置有效解决后浇带独立支撑问题，防止以往实际施工时出现不独立搭设传统支模架体，而是拆除后回顶架体,伪造独立支撑后浇带的假象，避免了后浇带两侧构件下沉引起的质量事故出现。同时本支撑系统便于后浇带两侧混凝土面剃凿清理，最后封闭后浇带时不存在后浇带底模内有大量垃圾情况，避免了因为后浇带剃凿、清理而出现的将传统独立支模架体拆除后回顶情况；而且不积压传统支模体系材料，大大节省周材使用量和实用时间，保障了建筑物内通畅的交通。效果检查新型后浇带撑体系装置使用情况检查表检验项目样本1样本2样本3样本4样本5样本6样本7样本8样本9样本10样本11样本12样本13样本14样本15平均值垂直度（mm）1112321233121241.9mm变形挠（mm）1111222121221211.47mm允许偏差：立杆垂直度≤L/500且不大于5mm。变形挠度小于2mm。效果检查所支撑的后浇带结构沉降变形情况检验项目样本1样本2样本3样本4样本5样本6样本7样本8样本9样本10样本11样本12样本13样本14样本15平均值悬臂结构沉降值（mm）1111222121121121.4允许偏差：悬臂结构沉降值不大于2mm。效果检查成本分析表单个装置制作人工费（元）单个装置制作材料费（元）单个装置制作合计费用周转残值单个装置安装、拆卸费用（元）单个装置维护、保管等其他费用每米后浇带使用装置数量每米后浇带合计费用1、人工单价300元/工日。2、每制作一个装置需用0.3工日。3、人工费=300×0.3=90元。单个装置材料费用为716元。90+716=806元装置可周转循环使用，按可10次周转使用考虑。单次使用成本为80.6元1、人工单价300元/工日。2、每安装、拆卸一个装置需用0.3工日。3、人工费=300×0.3=90元。单个装置维护、保管等其他费用为20元1、根据方案每2米后浇带使用两个装置。2、每米后浇带折合使用1个装置。80.6+90+20=190.6元1、本项目沉降后浇带610米，温度后浇带共966米，共计1566米。2、合计：190.61×1566=298495.26元。效果检查经过SC活动，我们研发出了一种新型后浇带撑体系装置。通过对装置的垂直度、变形挠以及后浇带悬臂结构沉降值的检测均满足安全的要求，且该装置方便施工基础上，节省周材使用量。通过使用该装置，将后浇带将支撑的搭设成本由使用前的770144元降低到298495.26元，成本降低了61.24%，因此目标实现！效果检查2、效益分析

（1）活动的成功，创优领导组和SC小组发挥了积极作用，体现了我公司先进的管理水平和能力，受到了设计、建设、监理单位的一致好评，展示了企业的综合实力，为企业的发展拓展了空间，维护了集团公司良好的社会形象，也为保证工程创优作出了积极的贡献。（2）经过本次活动的开展，采用的新型后浇带撑体系装置降低了成本、保证了安全性能。受到质监站的表扬，并在项目召开了观摩会，为我公司树立了良好的形象。效果检查

（3）本新型后浇带撑体系装置有效解决后浇带独立支撑问题，防止以往实际施工时出现不独立搭设传统支模架体，而是拆除后回顶架体,伪造独立支撑后浇带的假象，避免了后浇带