34施工升降机直达爬模作业平台施工技术研究

施工升降机直达爬模作业平台施工技术研究 恒丰 贵阳中心QC小组 发布人 张俊康 发布时间 2018 03 29 课题类型 创新型 目录 一工程简介 品质保障价值创造 项目名称 恒丰 贵阳中心项目项目地点 贵阳市中心城区河滨公园地块项目面积 78万m2 7栋超高层建筑 5层地下室 6层商业裙楼 代表建筑 1 楼 地上78层 建筑高度379 0m 外框钢管柱 内剪力墙核心筒的结构体系 1 楼核心筒使用液压爬模施工 本次QC活动就是围绕1 楼施工电梯与爬模架体展开的 一 项目概况 5 二QC小组介绍 品质保障价值创造 QC小组简介 7 品质保障价值创造 制表 喻军2017年2月25日 小组主要人员情况 8 品质保障价值创造 QC小组活动进度计划 制表人 喻军制表时间 2017年2月25日 三选择课题 品质保障价值创造 1 选择课题的背景 一 我国建筑行业发展迅速 传统的建造施工技术已很难满足当下对施工工期 质量 安全以及文明施工等各方面的综合要求 二 目前爬模技术发展较为成熟 但复杂多变的结构形式和对施工的新要求给爬模技术的创新也提出了考验 三 业主对工期要求较紧 传统爬模和施工升降机施工达不到工期要求 需要对爬模技术进行创新 11 品质保障价值创造 2 选题目的 通过对爬模技术进行创新 提高爬模生产效益以满足当今对施工工期 质量 安全以及文明施工等各方面的综合要求 研究施工升降机技术 保证施工升降机安装质量和运行安全 又不耽误施工进度 12 品质保障价值创造 3 课题确定 QC小组成员根据实际情况 最终选用 施工升降机直达爬模作业平台施工技术研究 为本次QC小组活动的课题 在确定本课题后 我们委托广东省科学技术情报研究所进行了科技查新 结论为 未见国内有与本项目 施工升降机直达爬模作业平台施工技术 查新点完全相同的文献报道 13 四设定目标 品质保障价值创造 1 目标的设定 2017年02月15日 QC小组全体成员召开会议 确定本次QC活动的目标及实施计划 我们对1 塔楼的施工升降机进行重新评估 要保证施工升降机的一次安装质量和安全性 且保证工人在上下班高峰期能直达爬模作业层 15 品质保障价值创造 2 设定目标值 16 品质保障价值创造 施工升降机各点检测结果统计表 初步安装 制表 喻军日期 2017年3月15日 3 目标值可行性分析 1 质量指标 要求施工升降机直达爬模作业层时各连接点最终合格率达到100 我们委托贵阳市特种设备检验所对施工升降机初步安装时 各连接点合格率进行了现场检测 结果如下 从表格中可看出 施工升降机初步安装时 各连接点的合格率并未达到我们要求的合格率 需要提高施工升降机的各连接点的连接质量 17 品质保障价值创造 根据调查表绘制直方图如下 制表 喻军日期 2017年3月15日 18 品质保障价值创造 3 目标值可行性分析 2 工期指标 要求每施工五层节省工期半天工期 QC活动缩短工期目标值设定折线图 上下班高峰期 通过施工升降机直达爬模作业平台 工人每次至少要2 5分钟的时间 我们可通过减少至少5分钟的上下班时间来缩短工期 每天两次共计10分钟 每层工期7天 所以每五层节约半天工期是可行的 制图 喻军日期 2017年3月15日 19 品质保障价值创造 4 经济指标 要求施工作业创造效益至少50万元 在保证工期和质量的情况下 经济效益的创造是可行的 3 目标值可行性分析 3 安全指标 确保0重伤0死亡 轻伤率控制在1 以内 施工电梯直达爬模作业平台施工技术 可以减少了从爬模下吊笼上人的步骤 减少了安全隐患 材料可直接运输至作业平台 减少了材料的二次搬运 也可以保证工人的安全 20 五确定最佳方案 品质保障价值创造 提出解决方案如何解决工人直达爬模作业层的问题 小组成员立足自身 不受常规思维和经验的束缚 充分发挥创造性思维 借助 头脑风暴法 深入思考 互相启发 激发灵感 畅所欲言地发表了每个人的独立见解 方案 22 品质保障价值创造 此方案是充分利用1 楼的作业环境 将核心筒四周的空间利用起来 在核心筒电梯井内安装2台单笼施工升降机 对工人进行运输 直达爬模底层平台时 再通过爬模下吊笼的方式 将工人运送进爬模底层 人员通过爬模各层钢梯方可到达爬模顶部操作层 这个方法需要在核心筒内电梯井安装单笼施工升隆机 此方案是在核心筒内安装1台双笼施工升降机 对工人进行运输 直达爬模底层平台时 再通过爬模下吊笼的方式 将工人运送进爬模底层 人员通过爬模各层钢梯方可到达爬模顶部操作层 这个方法需要在核心筒内电梯井预留双笼施工升降机的安装位置 品质保障价值创造 此方案是一个全新的概念 打破了常规的施工理念 将液压爬模与施工升降机相结合 使施工升降机能够直达液压爬模作业层 从而减少了从爬模下吊笼上人的步骤 工人直达液压爬模操作层更加方便 且材料可直接运输至作业平台 减少了材料的二次搬运 保证了工期 也保证了工人的安全 25 品质保障价值创造 方案对比分析 制图 喻军日期 2017年3月15日 26 品质保障价值创造 方案确定 27 六制定对策 品质保障价值创造 1 施工工艺流程图制定 QC小组根据以上分析制定了施工升降机直达液压爬模作业平台施工技术流程图 2 工艺关键步骤细化及分解系统图 结合上述施工工艺流程图 QC小组对施工升降机直达液压爬模作业平台施工技术的关键步骤采用系统图逐层深入的进行分析 如下图 29 品质保障价值创造 2 工艺关键步骤细化及分解系统图 制图人 喻军制图时间 2017年5月5日 30 品质保障价值创造 3 对策表制定 对策表 制表人 喻军制表时间2017年5月10日 QC小组根据 施工升降机直达液压爬模作业平台施工技术 关键步的骤细化及分解 采用5W1H的方法绘制了关键步骤的对策表 31 七对策实施 品质保障价值创造 一 爬模架体加固 QC小组成员根据上述分析设计了爬模架体加固 加固荷载计算 1 恒荷载钢平台 0 4kN m2 外侧维护钢网 0 055kN m2 液压油缸每个0 3kN 泵站每个3 0kN 模板系统 1kN m2 2 活荷载 施工人员荷载标准值 0 75 100 75 0kN 3 风荷载 计算取风荷载标准值为6kN m 根据施施工升降机附着计算可知 施工升降机附着点位置支座反力较大 其反力值如下表所示 品质保障价值创造 一 爬模架体加固 品质保障价值创造 一 爬模架体加固 爬模上架架体加固 1 爬模上架立杆的截面加强 原截面型式为双12 槽钢 上部槽钢中间增加100 100方管 2 爬模上架立杆设置斜撑 斜撑采用100 100方管 3 施工升降机处两侧4组架体间设置斜撑 斜撑采用50 100矩形管 4 施工升降机附着位置设置附着钢梁 钢梁采用两根150 150H型钢 品质保障价值创造 一 爬模架体加固 爬模下架架体加固 1 上部钢梁间增设桁架支撑 支撑采用100 100方管 斜杆 和H150型钢 立杆 制作 2 下架体在钢梁位置增加斜撑 采用双100 50矩形管制作 架体加固示意图 品质保障价值创造 二 附墙架安装 QC小组成员根据上述分析设计了施工升降机附墙架的安装 超大附墙架安装 由于塔楼核心筒截面尺寸的变化 施工升降机与塔楼核心筒间的距离不断增加 从下部的3700mm附墙距离增加至上部的4550mm 需加长附着距离 为此我们直接与电梯生产厂家联系 定做合格的附墙件 施工电梯的安装总高度为358 5m 共安装43道附墙 其中 第1 7道附墙采用 II型附墙 方式 第8 22道附墙采用 II型附墙 配500mm加长架 方式 第23 43道附墙采用 II型附墙 配1000mm加长架 方式 品质保障价值创造 二 附墙架安装 滚动附墙架安装 1 普通施工升降机 附墙两端均选择固定铰支座相连接 在核心筒剪力墙截面发生变化的过程中 势必将进行拆卸 而且拆卸难度较大 关键点 同步爬升2 本技术升降机附墙件 可调节式滚动附墙连接方式 一端通过螺栓与爬模架体上的附墙支座相连 另一端则通过片式辅助节与施工电梯标准节相连接 品质保障价值创造 二 附墙架安装 滚动附墙架零件图 滚动连墙架实图 品质保障价值创造 三 同步爬升 更换滚动附墙的上 下主架 升降机直达爬模顶部的操作平台层上 施工升降机不上至爬模架体顶部的操作平台上 在爬模架体底部的下挂平台上设置一个门 供人员进入爬模 爬模爬升为标准爬升 升降机直达爬模顶部的操作平台层上 3 爬模变截面收缩提升 1 截面无内缩工况 2 截面有内缩工况 品质保障价值创造 四 变截面位置爬升步骤 2 3层之间截面收缩 第一步 变截面的第一层 安装好固定附墙及以上的滚动附墙 第二步 爬模架升到第二层 升降机在爬模架最底层的下挂笼设置门进出 此时升降机不上至模架顶层 第三步 在模架底部安装一道临时附墙 拆卸顶部2套滚动附墙及顶部3套标准节 第四步 爬模架升到第三层 安装滚动附墙和施工升降机标准节 升降机此时可以进出爬模架体内 品质保障价值创造 五 附墙架安装要求 焊缝应杜绝以下缺陷 1 未满焊 表现为填充金属不足 在焊缝表面形成的连续或断续的沟槽 原因为 偷工减料 2 根部收缩 表现为对接焊缝时根部收缩造成的浅沟槽 原因为 焊接电流过大或火焰能效过大 使熔池体积过大 3 咬边 焊接造成的焊趾或焊根外的连续的或间断的沟槽 咬边 原因为 电流过大或电弧过长 焊条和焊丝的角度不合适或埋弧焊时电压过低 4 弧坑裂纹 焊缝收弧弧坑处的裂纹 原因为 焊接时存在低熔点杂质 焊接坡口未清理干净 焊接接头存在淬硬组织 为满足安装安全和质量要求 QC小组对附墙架安装制定了相关要求 并进行了相应计算 品质保障价值创造 五 附墙架安装要求 焊缝应杜绝以下缺陷 5 电弧擦伤 焊缝坡口外部引弧或打火时产生于母材金属表面上的局部损伤 原因为 焊把与工件无意碰摸 焊接电缆破损 未在坡口内引弧 在母材上任意打火 6 接头不良 焊缝衔接处的局部表面不规则 原因为 焊接层次布置不好 操作不熟练 7 表面夹渣 残留在焊缝中的熔渣 原因为 多道焊层间清理不彻底 焊接电流过小 焊接速度快 熔渣未浮出 操作不熟练 坡口设计不合理 焊层性状不良 8 表面气孔 暴露在焊缝表面的气孔 原因为 焊条 焊剂潮湿 药皮剥落 填充金属与母材坡口表面油 水 锈 污等未清理干净 电弧过长 熔池面积过大 焊接电流过大 焊条发红 保护作用减弱 保护气体流量小 纯度低 气体保护效果差 焊接环境湿度大 品质保障价值创造 五 附墙架安装要求 螺栓应杜绝以下缺陷 1 连接螺栓的螺母采用单螺母 未采用双螺母或者单螺母未加压弹簧垫圈 2 连接螺栓过短 螺杆露出螺母端部未留出足够的丝扣长度 3 连接螺栓锈蚀严重 4 连接螺栓螺母松动情况突出 品质保障价值创造 六 有限元计算 有限元计算分析 基于大型有限元分析软件MidasGen建立爬模架体的有限元模型 计算模型中 爬模架体构件采用梁单元模拟 侧向导轮只受压不能受拉 故采用受压单元模拟 计算模型中正常工况支点位置在爬模架体的挂件处 架体应力等值线图 品质保障价值创造 六 有限元计算 有限元计算分析 如上图所示 由分析结果可知 施工升降机附着时 施工工况下爬模架体杆件上的最大应力为144 3MPa 小于钢材的设计强度215MPa故能满足要求 附着钢梁处应力等值线图如下图所示 其应力值范围在40 6 92 4Mpa 故能满足要求 根据反力计算可知 爬模架体附墙支座最大剪力值为140 2KN 最大拉力值为140 1KN 由于爬模架体设置防倾装置 在外力作用下 倾覆力矩通过防倾装置相抵消 故需对附墙处螺栓承载力进行验算 爬模采用8 8级承压型高强螺栓 采用与锥形承载连接形式 螺栓直径42mm 由计算结果可知 螺栓受剪力和拉力共同作用 最大剪力值149 2KN 最大拉力值162 3kN 品质保障价值创造 六 有限元计算 有限元计算分析 根据 钢结构设计规范 GB50017 2003中7 2 1 单个高强螺栓的抗剪承载力 单个高强螺栓的抗拉承载力 品质保障价值创造 六 有限元计算 有限元计算分析 单个高强度螺栓的实际剪力 Nv 140 1 2 70 1kN每个高强度螺栓的实际拉力 Nt 140 2 2 70 1kN高强螺栓受剪力和拉力共同作用 根据 液压爬升模板工程技术规程 JGJ195 2010中B 0 1 应满足下式要求 即 品质保障价值创造 六 有限元计算 有限元计算分析 根据 液压爬升模板工程技术规程 JGJ195 2010中B 0 2 当承载螺栓与锥形承载接头连接时应满足下式要求 即 品质保障价值创造 七 施工注意要点 4 检查保养 定期对附着部位进行检查维修保养 50 八效果确认 品质保障价值创造 2017年7月 我项目部委托贵阳市特种设备检验所对本工程施工升降机进行实体最终检测 相应的连接点检查结果如下表所示 施工升降机各连接点检测结果统计表 制表 喻军日期 2017年7月10日 1 质量效果 从表格中可看出 施工升降机的最终安装各连接点的合格率达到了本QC小组设定的目标值100 同时也达到了特检所的安装要求 获得了合格 52 品质保障价值创造 通过本次QC活动 严格按照相关规范要求 施工升降机各连接点平均质量标准由94 45 提升为100 可见其改进效果是十分明显的 质量效果前后对比 制图 喻军日期 2017年7月10日 53 品质保障价值创造 自从运用施工升降机直达爬模作业平台新技术以来 平均每天节约时间10分钟 按7天一层的施工速度 则每五层节约工期达 10 7 5 60 5 8个小时 节约工期半天 2 工期效果 54 品质保障价值创造 3 安全效果 在施工过程中 严格执行施工电梯上人严格按8 1 司机 制度 运送材料时严格控制材料质量在1 5T内 爬模上施工电梯附墙件安排专人日常进行检查保养 液压爬模与施工升降机相结合 使施工升降机能够直达液压爬模作业层 从而减少了从爬模下吊笼上人的步骤 减少了安全隐患 工人直达液压爬模操作层更加方便 且材料可直接运输至作业平台 减少了材料的二次搬运 保证了工人的安全 实现了0重伤0死亡 轻伤率控制在1 以内的目标 55 品质保障价值创造 施工升降机直达爬模作业平台施工方法经济效益 以该施工升降机使用时间为计算依据 不考虑常规方法对工程进度的影响 1 传统技术费用施工升降机费用 时间 电梯数 电梯租赁费 进出场费 24 2 5 5万 2 5万 274万 2 新技术费用施工升降机费用 时间 电梯数 电梯租赁费 进出场费 特殊构造费用 滚动附墙 超长附墙 24 1 4万 5万 25万 121万上述对比得出 采用新型施工技术可节省成本153万元 4 经济效果 56 品质保障价值创造 通过本次活动 提高了升降机使用效率 减少劳动力上下爬模时间 为主体核心筒竖向结构的施工进度提供必要条件 同时开创性将施工升降机与爬