1、T梁自梁自动动旋旋转喷转喷淋淋养护养护系系统统的研制的研制一、工程概况本标段位于连江县晓澳镇、琯头镇境内。正线起讫里程为K16+780K23+654，全长6.8km,线路起点位于安定隧道中部，桩号K16+780，终点位于琯头镇长门村，长门特大桥引桥终点，桩号K23+654，全长6.868km。含定安大桥（长度510m），寨洋分离式中桥长度70m，琯安互通区主线桥长度400m，长门特大桥引桥长度510m；隧道1.5座共912m；路基共4.5km；涵洞22座，共1098横延米；投标总价款4.3764亿元，工期24个月。定安大桥、寨洋分离式中桥和长门特大桥引桥为装配式预应力砼连续T梁，琯安互通主线桥2、梁上部结构第2-3联采用预应力砼现浇连续箱梁，其余联采用装配式预应力砼连续T梁，琯安互通D匝道采用预应力砼现浇连续箱梁。四座桥共有653片预制T梁，其25m预制T梁203片，30m预制T梁240片，35m预制T梁56片，40m预制T梁154片，T梁设计标号为C50。二、小组简介为加强本合同段预制T梁养护质量控制，科学组织施工，经项目部研究决定成立预制T梁养护质量控制QC小组，小组情况及各成员分工见表一:表2-1 QC小组情况及各成员分工小组名称争优创新QC小组小组成员7人课题名称T梁自动旋转喷淋养护系统的研制登记时间2016年9月16日课题类型创新型组长马建国活动时间2016年9月15日2013、6年10月15日序号姓名性别年龄职称小组分工1男34工程师课题策划2男32工程师技术指导3男32工程师方案策划4男30助工资料收集5男27助工组织实施6男24助工活动实施7男23助工活动实施制表人：刘宇 制表时间：2016年9月16日三、课题选择3.1、问题提出2016年9月16日QC小组对相邻项目部T梁养护现状进行进行调查研究，调查内容有：现场文明施工情况、养护方式、养护效果、人员配置、水资源浪费情况，如下图：图3-1 T梁养护现状调研图通过调查分析汇总得出下表：表3-1 T梁养护现状调查表序号检查项目检查数发生频数频率%累计频率%1人员配置多5526.3226.323养护不及时不到位5314、5.7957.94工序间干扰5315.7973.695现场文明施工差5526.31100合计2519根据上表分析得出，现阶段T梁养护方式存在以下缺陷：1、成本层面：本标段平均每天计划生产3片T梁，每片T梁若考虑养护7天，则每天约有21片梁需要养护，须6人保证T梁梁片正常养护，耗费大量人力物力；同时考虑到梁场机械设备、材料较多，施工工序交错，外露的养护水管干扰，施工人员效率降低，且养护水管易损坏，维护费用高。2、文明施工层面：传统人工洒水养护或半喷淋养护系统，水管布设杂乱，加之频繁的养护次数，现场清理难度大且凌乱，现场文明施工差。3.2、课题选择全体组员用“头脑风暴法”展开讨论，提出3个活动课题5、，课题如下：课题1、优化水管布线，采用多孔水管喷淋养护。课题2、养护水管采用预埋方式，连接移动多个喷头同步喷淋养护到位。课题3、研制新型养护系统，养护系统全部预埋，同时同步自动化全面养护到位。针对上述课题分析评价，综合课题共同点，小组成员一致通过把课题方向选定为“使得养护成本降低，保证梁片时刻湿润；同时提升梁场文明施工形象”。3.3、课题分析、评价、选择针对提出的3个活动课题进行分析评估如下表：表3-2 分析评估表序号课题分析评估选定可实施性经济性有效性其它影响课题1优化水管布线，采用多孔水管喷淋养护。1、可实施，但需要人工配合安装拆卸。2、人力成本较高。3、能够保证梁养护质量。4、水资源利用6、率低，浪费严重。OXOX舍弃2养护水管采用预埋方式，连接移动多个喷头同步喷淋养护到位。1、可实施，但需要人工配合才能养护。2、喷头经常移动易损坏，养护系统后期维护费用较高。3、能够保证梁养护质量。4、系统安装须与梁场建设综合考虑。OXOO舍弃3研制新型养护系统，养护系统全部预埋，同时同步自动化全面养护到位。1、可实施。2、需一定费用,但运营成本低。3、可以保证养护质量，提升施工形象。4、系统安装须与梁场建设综合考虑。OOOO舍弃综上所述得出以下结论：（1）采用传统人工洒水养护方法，随意性强，拆模后养护时间间隔短，班组数量有限，无法保证T梁梁片同时同步充分养护；同时人工养护所需人员多，不适应劳动7、力成本日益上升的现状。（2）采用铺设水管养护，现场布管凌乱，文明施工差；同时一定程度上干扰其它工序施工。综上所述，目前普遍采用人工养护方法，不仅成本高，养护质量不易控制，而且干扰其它工序施工，文明施工差，无法满足现阶段施工生产的要求，所以研制一种新型T梁养护系统迫在眉睫。四、目标确定根据对T梁养护系统现状调查情况，新型养护系统须具备以下特性：T梁表面养护覆盖率达100%；同时节约劳动力，仅需1人杂工协代管理。五、方案优选5.1、针对目标提出方案2016年9月18日QC小组成员讨论分析课题可行性方案，讨论出自动喷淋养护的各种思路，利用亲和图对各讨论方案进行了综合归纳：T梁养护系统方案亲和图气缸式8、自动喷淋系统养护系统水管全部预埋在台座内养护系统水管全部预埋在台座内将喷水管道预埋在台座的凹槽内，实现T梁全方位养护使用气缸控制水管自动伸缩、使用增压泵提供足够水压使用增压泵增大水压控制喷头自动伸缩并自动旋转通过一定数量自动喷头，实现T梁全方位养护水压式自动喷淋系统水流通过沉降池处理后循环利用水流通过沉降池处理后循环利用梁场每个台座设置一个控制阀，操作简易。通过控制台控制每个台座的气缸带动水管伸缩养护时无需人员管理，节约劳动力。养护时无需人员管理，节约劳动力。人 人 人 人 人 人 人 人 人 人 2016人 9人 18人图5-1 T梁养护系统方案亲和图5.2、方案分解针对上述二种方案，设计图9、如下，方案1设计图 方案2设计图对以上二种方案，小组成员从安全性、可靠性、易操作性、高效性四个方面进行打分，根据价值工程理论及综合评分法优选方案，见下表：小组成员方案性能要求马建国段超波 刘宇陈栋良陈进良陈扬王功功能评分(F)成本（C）价值（V）结论安全性9991010910可靠性8998898易操作性7677686方案一高效性88998910233322000.0072不采用安全性99101010910可靠性8988798易操作性98910998方案二高效性9991089824860000.0413采用注释:1、价值(V)=功能(F)/成本（C）制表人：段超波 制表时间：2016年9月20日10、六、制定对策根据最佳方案，小组成员按照“5W1H”的原则制定对策表如下：表6-1 对策表序号对策目标措施地点完成时间负责人1养护水管预埋设计梁场内部养护水管全部预埋于硬化层下，管线布线最短，材料用量最小。根据施工需求研究和设计，通过理论、试验确定最佳水路设计方案。T梁预制场2016年9月23日马建国段超波2台座养护系统预埋设计确定预埋孔间间距，确保梁养护全覆盖，无死角。根据施工需求研究和设计，通过理论、试验确定最佳预埋孔位置。T梁预制场2016年9月23日马建国段超波3喷淋系统设计喷淋系统工作寿命长，水压驱动稳定，喷头自动伸缩与旋转。考虑喷淋系统与台座水管的相互关系，设计喷淋系统工作机理与方式11、。T梁预制场2016年9月2日段超波刘 宇4采集材料按照设计寻找所需材料。根据设计清单选取所需材料，购买可旋转喷头与水管。T梁预制场2016年9月25日刘 宇陈栋良5施工安装符合设计要求、外形美观、使用方便。指定专人现场指导工人施工，确保水管预埋准确。T梁预制场2016年10月5日陈栋良陈进良6现场试验能全方位无死角养护T梁。现场进行试验。T梁预制场2016年10月15日赵 求王 功制表人:段超波 制表时间：2016年9月20日七、实施对策7.1、实施一：养护水管预埋设计图7-1 梁场预埋水管布置图1、自动旋转喷头孔洞位置根据T梁设计横隔板位置确定，每2道横隔板中间设置预留自动旋转喷头孔洞。212、每个预留孔洞设置左右两个自动旋转喷头。7.2、实施二：台座养护系统预埋设计图 7-2 台座喷淋系统细部图1、自动旋转喷头孔洞位置根据T梁设计横隔板位置确定，每2道横隔板中间设置预留自动旋转喷头孔洞。2、每个预留孔洞设置左右两个自动旋转喷头。7.3、实施三：喷淋系统设计 本系统采用一台增压水泵，并在每个台座端头预埋一个水管阀门，泵送水通过预埋台座内PVC水管（7和6）致使喷水管驱动机构（5）经过水压自动伸出管道（4）外，水从喷淋头（5）喷出，并随着水压力来回旋转180度，当养护结束时关掉台座预埋阀门或水泵，喷头将自动缩入喷水管驱动机构内，所述动力源通过水压控制系统形成用于预制T梁的自动化喷淋装13、置。图中：1、T梁；2、台座钢板；3、台座；4、预埋PVC管道；5、喷水管驱动机构；6、竖向支架PVC水管；7、纵向PVC水管图7-3 喷淋系统构造图7.4、实施四：材料采集（1）喷头选择第一，因台座宽度为50cm，考虑台座两侧均须安装喷头，故选择的喷头长度在15cm-25cm之间；第二；喷头可在水压驱动下自动伸缩，不工作状态下自动隐藏在台座内，工作状态下伸出的长度可保证T梁养护全面,根据实际情况结合市场选择的喷头长度为17cm，内腔口径为2.5cm，可在水压驱动下伸出11cm，且180度自动旋转的喷头。（2）PVC管选择根据喷头直径大小，台座水管采用直径2.5cmPVC水管；考虑30片梁片能14、够得到同时养护水的流量，增大水管直径可有效减少功率配比，支水管选择直径5cmPVC水管，主水管采用直径10cmPVC水管。（3）阀门选择根据实际情况选择经久易用的，后续维护方便，价格合适的阀门。（4）增压泵选择根据主水管，支水管、台座水管的长度、喷头养护全面所需最小水压结合管道及喷头的抗压性能，根据现场试验，选择合适的增压泵功率。T梁梁片计算高度2.5m，根据能量守恒定律得出理想状态下喷头出水流速为：smghvmghmv/07.75.2*10*22212喷头出水口口径为0.8cm,每个台座8个喷头，共30个台座。主水管管道直径为10cm,设水流经增压泵增压后流速为 ，截面积为,喷头出水口流速为15、 0V0A1V,截面积为，得出：1AsmAAVVAVAV/10.8521.020.0087.0724001124001183000 若与增压泵功率全部转化为主水管内动能，得出理论增压泵功率为：kWPWtWPAtvWmvW5501310.85*)05.0(*14.310002121213232考虑现场实际情况，正常施工情况下并非每个台座全部开启，结合市场情况，选择3.8kW增压泵足以满足施工要求。主要材料采集图如下:可180往复旋转喷头PVC管增压泵阀门图7-4 主要材料采集图7.5、实施五：施工安装图7-5 现场施工安装过程图7.6、实施六：现场试验图7-6 喷头自动伸出喷淋养护图7-7 养护16、后喷头自动缩入台座内八、效果检查8.1、效果检查通过本次QC活动的开展，T梁养护系统得到了研制创新。新型养护系统使用180自动旋转的喷头，配合合适的喷头间距、水压，后期检验T梁表面养护覆盖率达100%，并且解决了人工养护T梁梁片无法做到同时同步养护的问题，保证了T梁梁片各部分时刻具有足够的湿度，取得了较大的技术效益；同时采用该养护系统，养护工序人力、物力的投入大大减少，仅需1名杂工协助管理，成本降低效果显著，取得了较大的经济效益。通过综合考虑梁场建设和T梁养护系统，将所有养护系统输水管道预埋至场地硬化层底和台座内，使得梁场布局整洁；同时采用水压驱动自动伸缩喷头，在养护期间内，喷头在台座两侧各伸17、出长度短仅为10cm，喷头所喷出的水利用率高，现场不会出现水花溢流情况，台座间的通道通畅且干燥，不影响其它工序的施工；在养护结束后喷头自动缩进至台座内，不占用空间，施工形象得到大大提升。图8-1 T梁表面养护覆盖率100%图8-2 自动喷淋养护仅需1人监管图8-3 场地整洁施工形象提升图8-4 与其它工序施工无干扰8.2、经济性一个梁场以30个台座为例，每个台座预埋三个自动收缩喷淋管（市场价30元/个），每个台座预埋PVC水管40m(市场价1元/m)，每个台座预埋施工需花费0.2个工作日,30个台座预埋自动喷淋系统总费用：30个*（8个*30元/个+40m*1元/m)+30个*0.2工作日/个18、*240元/工作日=9840元，假如一个月节约2名施工人员费用：3人*3500元/人=10500元，养护水管费用：200m*5元/m=1000元，一般一个标段梁场施工时间为10个月，人工费节约=105000元+1000元-9840元=95260元，其他节约施工用水和用电费用根据不同实际施工情况均有可观的经济性。8.3、安质性采用自动喷淋系统养护T梁，不需要施工人员对T梁洒水养护，大大降低了酷暑天气环境及施工过程中造成的人员伤害，质量方面能在任何时间同时对梁场内所有T梁全方位，不留死角养护到位，防止因T梁养护不到位导致表面开裂、强度达不到设计要求等质量问题，给T梁提供了更好质量保障。8.4、技术19、先进性采用自动喷淋系统养护T梁，不需要施工人员拖拉水管洒水养护，只需要一个开关按钮，喷淋系统自动伸出台座外，180度自动旋转喷洒水，全方位养护T梁，养护结束时只需按钮一下，喷淋头自动停止喷淋洒水且同时缩入台座内。8.5、节能环保性采用自动喷淋系统养护T梁，喷淋头喷洒水量为施工人员正常洒水量的八之一，大大节约了水资源和施工用电，且梁场场地内没有养护水管乱拉现象，场地清洁，整体形象美观，更加方便其他工作面施工人员施工。8.6、社会效益性在目前市场内，T梁养护系统大多数采用人工或半喷淋系统或使用预埋方式养护，我部通过自我创新采用自动喷淋系统，自动伸缩且自动旋转180度喷淋养护。提高公司、项目的信誉和20、知名度，为我公司在今后的公路建设市场上拥有更广阔的市场打下了坚实的基础。采用自动喷淋养护系统后，无论是T梁的外观质量还是文明施工情况都符合标准化施工要求，取得了业主的一致好评。业主多次组织福建省其它建设项目单位、青海省交通厅、西藏自治区昌都市交通厅等到我们项目梁场观摩，得到了参观单位的一致好评。图8-5 省内外建设单位观摩照片9、标准化9.1、持续性效果随着将本次QC成果的推广应用，项目其他标段也开始使用本QC小组研制的新型养护系统投入现场使用，并取得了良好的效益。9.2、标准化为了给以后的施工提供借鉴，我们把本次QC活动总结的经验规范化，本小组将该成果编制成T梁自动旋转喷淋养护系统作业指导书，在以后的施工过程中严格按照指导书施工，保证安全质量，提高施工效率，为进一步推动行业升级创新奠定技术基础。十、总结及今后打算通过此次QC活动，小组成员充分发挥聪明才智，大家的管理能力、发现问题、分析问题、解决问题的能力均得到了最大的发挥及提高。同时，T梁养护质量及现场场地清洁，整体形象美观程度得到了明显提高。虽然本次QC活动已经结束，但是也存在一些不足，比如台座阀门需要人工开启，系统对喷头旋转功能质量要求较高。今后我们还将一如既往地把技术攻关坚持下去，继续围绕桥梁施工，研发新技术、新工艺、新标准，以提高我项目、公司在市场上的竞争力。