1、预预制箱梁高低吊安装制箱梁高低吊安装专专用吊具研用吊具研发发 甬台温4标QC小组一、工程概况一、工程概况甬台温高速公路复线温州瑞安至苍南段工程是甬台温高速公路复线的重要组成部分，起至瑞安市阁巷东，接甬台温高速公路复线温州灵昆至阁巷段工程终点与温州绕城高速公路西南线工程的阁巷枢纽，经平阳县、跨鳌江至苍南县，终于浙闽交界的岱岭隧道，与沙埕湾跨海通道工程（原福建省沈海高速公路扩建工程）相接，路线经平阳、苍南2个县，主线路线总长56.855km，连接路线长5.584km。本项目为甬台温高速公路复线温州瑞安至苍南段工程土建施工第4施工标段，起终点桩号为：K332+676-K338+226，主线全长5.52、5km。桥梁上部结构主要为预应力混凝土小箱梁，小箱梁高1.6m，长25-30m，重70-96t，共计1670片。目前，项目桥梁下部结构施工已进入尾声阶段，预制场迎来了生产高峰期，梁板的预制和安装成为了项目的主要生产任务。二、二、QCQC小组简介小组简介表表2-12-1 QCQC小组简介小组简介小组名称甬台温4标QC小组成立时间2017年5月1日课题名称预制箱梁高低吊安装专用吊具研发小组类型创新型组长范青武活动日期2017年5月-2017年9月注册时间2017年5月1日课题注册ZJJGQC2017-3-5小组注册QC2017-3-5活动频次3次/月，出勤率95%小组人数14人序号姓名性别年龄文化3、程度组内职务职称小组分工TQC教育时间1男37本科顾问高级工程师技术顾问2男49本科顾问高级工程师技术顾问3男32本科组长工程师方案策划4男41本科副组长高级工程师方案策划5男32本科组员工程师方案策划6男48本科组员工程师方案实施人均48学时7男29本科组员工程师方案实施8男28本科组员工程师实施总结9男24本科组员助理工程师实施总结制表：刘沁日期：2017年9月1日三、选题理由三、选题理由 1、问题的提出场地限制本项目预制场设置在全线中部位置，与标头、标尾的距离较远，相邻的两个标段下部施工开始较早，没有场地地方政策本项目沿线村庄众多，考虑到地方政策和红线位置的制约 为减少土地征用，加快征地4、交付，充分利用项目施工工艺鉴于以上两种原因，本项目所有的预制梁板只能采用高低吊的方法安装（如下图所示），但传统的使用钢丝安全因素本项目预制小箱梁数量较大，施工时梁板最大倾斜角度达到了12，虽然经计算钢丝绳与梁板之间的摩擦力 图图3-13-1 高低吊施工步骤一高低吊施工步骤一 图图3-23-2 高低吊施工步骤高低吊施工步骤2 2 图图3-33-3 高低吊施工步骤三高低吊施工步骤三 图图3-43-4 高低吊施工步骤四高低吊施工步骤四预制箱梁高低吊施工工艺：在梁板架设施工时，运输车将梁板运至安装跨下方略微靠后的位置，由架桥机将梁板的两端先同步提升至盖梁底，梁板后端暂停提升，前端继续提升至高于盖梁顶，5、然后将梁板后端移出盖梁垂直投影之外后继续提升至高于盖梁顶，最后定位、安放。2、课题确定由此可见，传统的采用钢丝绳兜底的梁板起吊、安装方法无法满足施工安全、标准化要求，项目部需要创新型的预制小箱梁吊具进行替代。因此本次QC活动的课题为：预制箱梁高低吊安装专用吊具研发。四、设定目标四、设定目标 1、确定目标避免吊装过程中钢丝绳损伤梁板翼缘板，提高梁板安装质量；确保梁板安装施工安全，避免事故发生。2、确定目标值梁板安装误差符合设计及规范要求，梁板翼缘板损伤率降低至1%以下；安装过程中的事故率控制为0%。3、目标可行性分析课题分析QC小组通过对首件安装的25片梁板进行观察后发现，其中两片梁板的翼缘板存6、在损伤的情况，都是在吊装过程中与钢丝绳发生挤压、摩擦造成的。目标分析预制箱梁的安装工作将持续近一年半的时间，安装数量为1670片，在高低吊专用吊具的研发过程中能够提供足够的样本，积累经验和数据，小组成员对于目标的实现有充足的信心。可行性分析参与本次研发的QC小组成员拥有丰富的施工经验，理论水平较高、实践能力较强，参加过多次QC小组技术攻关；目前，通过在钢丝绳和梁体之间加垫钢板可以减少翼缘板的损伤，通过控制好起吊的角度可以避免梁板滑移，因此经过设计优化后的吊具理论上能更好的解决这两个问题；本项目为公司重点管控项目，在在人力、物力、财力上给予了很大支持。五、方案比选五、方案比选 1、方案的提出207、17年5月10日，QC小组成员围绕课题和预定目标，结合现场实际情况召开讨论会，集思广益，运用“头脑风暴法”，提出了3个具体实施方案。方案一：柔性框形吊具根据预制小箱梁图纸设计尺寸截取两段工字钢，其中一段工字钢长度比小箱梁顶板宽度略长，另一段长度比底板宽度略长，并在其顶面设置两个突起用于梁板横向限位，两个突起之间设置一段橡胶防滑，两端工字钢两边各设置一个穿绳孔并用钢丝绳将两段工字钢相连，钢丝绳的长度以能使两段工字钢之间的间距略大于小箱梁高度为宜。结构特点：吊具顶部和底部采用刚性结构，中间以柔性的钢丝绳相连接。工作原理：梁板运输至安装施工地点后，架桥机下放吊具，将吊具下层工字钢从小箱梁底部穿过，连8、接钢丝绳后起吊。此方案通过设置穿绳孔避免钢丝绳与梁板接触，通过使用工字钢增大梁底与吊具的接触面积增大摩擦，提高安全性。方案二：预埋钢筋吊具小箱梁施工时，预先在其腹板中预埋圆钢，并在顶部进行套丝。吊具横梁为实心结构以保证其强度，并在相应位置开孔使得吊装时小箱梁预埋的圆钢能从中穿过，起吊前用螺母将梁板与吊具固定起来。结构特点：吊具全部采用刚性结构连接，能很好的保证连接的牢固度。工作原理：梁板运输至安装施工地点后，架桥机下放吊具，将箱梁预埋钢筋穿入吊具的预留孔中，拧上螺母进行固定。此方案不使用钢丝绳从而避免因钢丝绳与梁板接触造成翼缘板的损坏，通过与梁板的刚性连接防止滑移，提高安全性。方案三：刚性框形9、吊具吊具分上下两个横梁，中间由拉杆连接，所有连接部分均采用插销。上横梁略宽于小箱梁顶板，采用铰接与架桥机吊钩相接；下横梁略宽于底板，顶面设置两个突起用于梁板横向限位，两个突起之间设置一段橡胶防滑。结构特点：吊具全部采用刚性结构，并采用铰接，能很好的保证吊具强度。工作原理：梁板运输至安装施工地点后，架桥机下放吊具，将吊具下横梁从小箱梁底部穿过，连接拉杆后起吊。此方案通过固定拉杆位置避免与梁板接触，通过下横梁增大梁底与吊具的接触面积增大摩擦，提高安全性。2、方案的选定表表5-15-1 方案比选方案比选编号名称可实施性安全性施工质量成本优点综合评价方案一柔性框形吊具1、吊具结构简单，可自行加工2、吊10、具整体刚性不足，梁板与地面呈一定夹角后整体稳定性欠佳由于上下横梁使用钢丝绳连接，梁板与地面呈一定夹角后整体稳定性欠佳，依然存在滑移的风险通过穿绳孔使钢丝绳与梁板分离，避免了翼缘板在吊装过程中的损伤，但由于上、下横梁采用柔性连接，平移时梁板可能产生晃动，从而影响安装精度吊具结构最为简单，加工也最方便，成本最低吊具结构简单，成本低此方案虽然能有效避免梁板安装过程中的损伤，但安全性方面的提升有限。不选方案二预埋钢筋专用吊具1、吊具结构较为简单，加工、使用方便2、为配合该吊具使用，须修改小箱梁设计，增加预埋钢筋3、起吊后当梁板与地面呈一定夹角后，预埋钢筋可能会弯曲，导致后续施工无法进行小箱梁通过预埋钢11、筋和螺母与吊具刚性连接，整体稳定性好通过弃用钢丝绳避免了梁板在吊装过程中的损伤，但起吊后当梁板与地面呈一定夹角后，预埋钢筋可能会弯曲，导致后续施工无法进行，梁板安装精度不可控吊具结构虽较为简单，但修改梁板设计后每片梁板须多预埋两根圆钢，综合成本最高吊具结构较为简单，使用最为方便此方案安全性较高，但成本最高，吊装过程中预埋钢筋可能产生变形，导致后续施工无法进行。不选方案三刚性框形吊具1、吊具结构较为复杂2、吊具使用过程中稳定性较好3、通用性强，无需修改小箱梁设计吊具整体采用铰接，确保梁板吊装稳定性通过施工拉杆连接上、下横梁避免了梁板在吊装过程中的损伤，整体采用铰接，具有较好的刚度，能够确保梁板安12、装精度吊具结构虽较为复杂，前期定做投入较高，但后期使用和维护成本最低，综合成本较低吊具通用性强，使用过程中稳定性好此方案通用性强，能够兼顾梁板安装施工过程中的安全与质量。选择制表：刘沁日期：2017年9月1日 小组认为，从可实施性、安全性、施工质量、成本等方面分析，通过对三个方案的综合比较分析，方案三更具优势，因此，选定方案三为最佳方案。3、方案实施需要解决的问题六、制订对策表六、制订对策表序号方案要素对策目标措施地点完成时间负责人1确定整体布局方案召开QC小组会议，集体讨论确定合理的吊具形式实地考察梁板各部尺寸和安装施工现场情况会议室预制场2017-6-10范青武2具体图纸设计由厂家负责主要13、设计工作设计符合本标段预制箱梁吊装要求的吊具根据梁板各部尺寸画出吊具各部的图纸办公室2017-6-11范青武3设计优化召开QC小组会议，设想使用过程中可能出现的问题，并有针对性的对图纸进行优化确保吊具与梁板能够适配吊具与梁板冲突的部位进行重新设计，并针对边梁修改图纸确保起吊时稳定会议室办公室2017-6-20毛金龙4材料选购按设计图纸确定吊具材料确保选购的材料满足设计要求由主要设计人员对材料进行把关工厂2017-6-30段秀智5吊具制造按设计图纸进行吊具的制造确保吊具符合设计要求吊具每个部分生产完成后由厂家进行检验工厂2017-7-10范青武6吊具测试将吊具运到施工现场进行测试测试吊具是否达到14、设计目标如出现问题，对照图纸进行分析并查找原因施工现场2017-7-20毛金龙7效果评估、改进针对测试时遇到的问题进行分析，提出改进措施进一步提高配吊具的安全质量、兼容性和操作效率测试、发现问题、分析、改进，不断循环直至达到设计目标办公室施工现场2017-8-15范青武制表：刘沁日期：2017年9月1日七、按对策表实施七、按对策表实施 1、确定整体布局方案 由于采用的是高低吊的吊装方式，传统使用钢丝绳兜梁底吊装的方法使用两条钢丝绳分别固定在梁板两端，为最大限度兼容现有设备，预制箱梁高低吊安装专用吊具共有两套，分别用于梁板固定两端。图图7-17-1 吊具整体布局方案吊具整体布局方案 实施结果：经15、过现场考察，在检查了现有机具后表明此整体布局方案科学合理，无需对现有设备进行改装即可使用。2、具体图纸设计 确定整体布局方案后，由QC小组组长范青武联系厂家代表，通过翻阅图纸、现场考察，确定了我标段预制箱梁的各部尺寸，为吊具的具体设计做好了充分的准备。经过一个星期的努力，绘制出了具体图纸。图图7-27-2 吊具图纸设计吊具图纸设计如上图所示，吊具主要由底梁、上吊梁和拉板装置组成，底梁上设置两道突起用于梁板的横向限位，上吊梁通过插销与架桥机吊钩铰接，以确保梁板与地面有夹角时架桥机的钢丝绳和吊钩能始终处于垂直状态。梁板放置在上吊梁和底梁之间，通过上吊梁上的手动顶紧装置固定牢固，手动顶紧装置采用旋拧16、式，上吊梁预留孔位内部设置螺纹，顶紧杆使用螺杆，底部采用橡胶防滑材料。使用时，架桥机将吊具下放至地面，拆除底梁上的两个销轴，待梁板运输到位后，将底梁从梁板底下穿过，再安装好销轴，最后人工将上吊梁上的顶紧装置拧到位，完成梁板的固定并起吊。实施结果：底梁、上吊梁均有梁板限位装置，极大的提高了梁板起吊时的稳定性，使用拉板装置连接避免了梁板在起吊时的损伤，本课题制定的安全、质量两大目标得以实现。3、设计优化 由于边梁与中梁两侧翼缘板长度不同，在起吊边梁时拉板装置会与翼缘板发生冲突，无法将梁板放入吊具内。图图7-37-3 边梁吊具图纸设计边梁吊具图纸设计图图7-57-5 吊具实物图吊具实物图为了兼容左边17、梁和右边梁，上吊梁外侧增加了两个拉板装置固定孔位，使边梁翼缘板与拉板装置保持一定距离，同时确保梁板重心与架桥机钢丝绳重合，保证起吊平稳。实施结果：通过设计优化，预制箱梁高低吊安装专用吊具能够满足我标段各种规格预制箱梁的吊装需求。4、材料选购经受力验算，吊具部分结构的最大应力超过了205MPa，超过了Q235钢材的承载力，因此主结构的材料均采用Q345B钢材，其力学性能及规范如下：表表7-17-1 Q345BQ345B钢材力学性能表钢材力学性能表(GB/T1591-1994)(GB/T1591-1994)力学性能屈服点s/MPa冲剂吸收功（纵向）Akv/J厚度（直径、边长）/mm钢号质量等级1618、1635355050100抗拉强度b/MPa伸长率5/MPa+200Q345B3453252952754706302134 实施结果：选用的Q345B钢材力学性能能够满足设计和使用需求。5、吊具制造 吊具制造由厂家负责，QC小组组长范青武全程与厂家代表进行沟通并负责制造完成后的成品检验。实施结果：吊具各部尺寸符合图纸设计要求。6、吊具测试 图图7-67-6 吊具测试吊具测试2017年7月19日吊具进场，20日进行了测试。运梁车将梁板运至安装跨处并略微靠后，使梁板前端处于盖梁投影之外，安装专用吊具后起吊，先同步提升至接近盖梁底，梁板后端暂停提升，前端继续提升，直至梁板前端底部高于盖梁顶部后，将梁19、板前移，梁板后端移出盖梁垂直投影之外后再继续提升，直至高于盖梁顶部后调整位置并下放至支座上。实施结果：吊具基本能够满足梁板吊装需求。7、效果评估、改进 在吊具测试时，小组成员发现上吊梁上的手动顶紧装置与梁板顶部的负弯矩张拉槽存在冲突，实际操作中装置位于张拉槽口边缘，影响固定效果。在与厂家沟通后调整了手动顶紧装置的位置，改善了吊具的兼容性，提高了操作效率。实施结果：吊具的安全、质量、兼容性和操作效率达到设计目标。八、效果检查八、效果检查通过QC小组两个多月的不懈努力，预制箱梁高低吊安装专用吊具研发成功。该吊具成功应用于甬台温高速公路复线温州瑞安至苍南段工程土建施工第4施工标段梁板安装施工中，实践20、证明该吊具具有安全性高、兼容性好的优点，降低了翼缘板损伤率，提高了梁板安装施工质量，确保了施工安全。1、预制小箱梁翼缘板损伤率通过底梁、上吊梁、拉板装置连接的设计，摒弃了钢丝绳的使用，通过插销铰接的方式给梁板起吊时预留了足够的空间，避免了梁板在吊装过程中损伤。2、梁板安装施工安全情况 自预制箱梁高低吊安装专用吊具使用以来，梁板安装现场安全情况良好，未发生一起安全责任事故。九、标准化九、标准化1、标准化预制箱梁高低吊安装专用吊具的研发，使得梁板安装施工更为安全、经济和高效，同时也为施工质量的提高起到了促进作用。我们将QC小组活动成果中的照片和图纸进行整理，上报公司进行备案，并编写预制箱梁高低吊安21、装专用吊具施工作业指导书，以便此配吊具进行标准化应用。2、标准实施 项目部将预制箱梁高低吊安装专用吊具投入到全线的梁板安装施工中，大大提高了施工质量，确保了梁板安装施工安全，截止至目前，未发生过一起安全质量事故。十、总结与今后打算十、总结与今后打算通过本次QC小组活动，小组成员对梁板高低吊安装施工工艺有了更深入的了解，创新意识得到了大大增强，分析解决问题的能力有明显的提高，小组活动过程中各小组成员的团队精神和合作意识得到了培养。本次QC小组活动的成果预制箱梁高低吊安装专用吊具，在实际使用中达到了预定目标。在后续改进的过程中，小组成员也意识到吊具前期设计上的缺陷可以通过翻阅图纸、细致考虑而避免，为今后的创新型课题研究积累了经验。表表10-110-1 活动前后综合素质评价表活动前后综合素质评价表序号自评项目活动前活动后1团队精神70802创新意识75903个人能力65804质量意识80905解决问题能力75856QC知识7090 今后打算：本项目主体工程以桥梁为主，随着梁板预制施工进入高峰期，为提高预制场施工安全质量，加快施工进度，本小组将以“分离式智能语音配电箱”为研究方向，为公司的发展做出更大的贡献。