39 高层建筑受限空间大型设备移位方法的创新

高层建筑受限空间大型设备移位方法的创新 小组名称 奇思妙想QC小组 目录页 CONTENTSPAGE 1 工程概况 工程概况 Chapter1 2 1 工程概况 3 1 工程概况 广州环球都会广场 J2 2项目 位于广东省广州市天河区冼村中路 本项目是以办公 餐饮商业为主的超高层建筑 地下5层 主要为停车库 地上67层 裙楼为商业 餐饮 会议用 塔楼为办公写字楼 总建筑面积为18万平方米 建筑总高度318米 附图1项目效果图 3 1 工程概况 本项目中的制冷机组 发电机组等大型设备安装在地下一层的空调设备房内 设备单体重量和体积都比较大 其中最大制冷机组重量为15297kg 体积为969 L 2521 W 3046 H mm 最大发电机组重量为14329kg 体积为6450 L 2775 W 3550 H mm 地下室车道净空2 5m 受层高及操作空间的限制 吊装难度较大 附图2空调设备房实物图 小组介绍 Chapter2 4 2 QC小组简介 QC小组概况QC小组成员情况活动计划表 5 QC小组概况 2 小组介绍 1 QC小组概况2 QC小组成员情况3 小组荣誉 制表人 钟华斌制表日期 2017年4月3日 6 QC小组成员情况 2 小组介绍 1 QC小组概况2 QC小组成员情况3 小组荣誉 制表人 钟华斌制表日期 2017年4月4日 6 QC小组成员情况 2 小组介绍 1 QC小组概况2 QC小组成员情况3 小组荣誉 2017年度广东省工程建设优秀质量管理小组一等奖 2017年度全国工程建设优秀质量管理小组一等奖 2 小组介绍 活动计划表 7 制表人 钟华斌制表日期 2017年4月5日 计划进度 实际进度 课题选择 Chapter3 8 3 课题选择 9 提出问题 3 课题选择 项目中的空调制冷机组 发电机组等大型设备设于地下一层空调设备房内 安装工期紧 由于通往地下室的车道净空只有2 5m 而设备单体高度超过3 5m 不具备通过车道运输的条件 只能选择在首层底板预留吊装孔 通过孔洞将设备转移到负一层 在设备吊装施工中存在以下难题 1 设备单体重量和体积大 最大制冷机组重量为15297kg 体积为969 L 2521 W 3046 H mm 最大发电机组重量为14329kg 体积为6450 L 2775 W 3550 H mm 容易出现操作失误甚至安全事故 2 吊装空间狭窄 由于首层吊装孔洞位于室内 楼层层高及操作空间的限制给吊装带来很大施工难度 3 设备无法在楼板上平移运输 由于最大设备单体重量超过16吨 超过楼板所能承受的重量 楼板受力载荷的限制加大了吊装难度 9 课题方向 3 课题选择 小组成员采用头脑风暴法进行分析讨论 为此提出三种可选课题 并从可实施性 经济性 有效性等几个方面进行对比分析 制表人 佘峻锋制表日期 2017年4月22日 9 课题查新 3 课题选择 小组成员在万方数据 中国知网及国家课题图书文献中心等权威网站对课题进行了查新 检索词 高层建筑 受限空间 设备移位 组合吊装 通过查询 发现目前没有类似可借鉴的高层建筑受限空间大型设备移位方法及相关文献资料 因此 小组成员一致确定本次QC活动的课题为 高层建筑受限空间大型设备移位方法的创新 目标设定 Chapter4 10 4 设定目标及目标可行性分析 11 4 目标设定 4 1目标值设定 2017年4月25日 QC小组组长组织召开课题目标讨论会 经过分析讨论 一致确定本次QC活动的目标为 总目标 研究一种高层建筑受限空间大型设备移位方法 定量目标 空调设备房内主要设备安装工期节约8天 确保达成40天的工期目标 附图5受限空间大型设备移位方法时间目标设定柱状图制图人 佘峻锋制图日期 2017年5月2日 11 4 目标设定 目标可行性分析 4 数据分析 本项目空调设备房内制冷机组 发电机组等设备安装工期目标40天 其中包含5台空调冷水机组 6台发电机组 4台集水器及8台冷冻水泵 传统汽车吊吊装法方法 施工准备 包括临时措施的准备 需要20天 平均每天可完成1台设备的吊装就位 共需43个工作日 采用创新的受限空间大型设备移位方法 经过模拟实验计算 施工准备 包括临时措施的准备 需要20天 平均每天可完成2台设备的吊装就位 共需32个工作日 可实现节省工期8天 1 资金支持 为确保工期及施工质量目标的实现 公司对本项QC课题的开展全力支持 并提供课题活动经费2 5万元 2 技术基础 公司长期从事超高层建筑机电安装工作 完成过多项大型设备狭窄空间吊装课题研究 取得了多项设备吊装的科技成果和施工工法 具有丰富的设备吊装经验 3 人员保证 QC小组成员都是项目部技术骨干 施工经验丰富 QC基础知识扎实 同时小组成员组成合理 理论水平高 创新能力强 并参与完成过多项创新型QC成果活动 在技术水平 钻研精神 经验和干劲等方面的良好素质为课题的成功开展提供了有力保障 提出方案并确定最佳方案 Chapter5 13 5 提出方案并确定最佳方案 提出方案并确定最佳方案 14 在方案实施之前 围绕课题 采用头脑风暴法 我们小组成员就如何实现既定目标提出各自的想法和意见 最后整理出以上亲和图 主要归纳出三种可选实施方案 高层建筑受限空间大型设备移位方法的创新 附图6设备移位方法创新方案亲合图制图人 张美全制图日期 2017年5月15日 多滑轮接力移位法 5 提出方案并确定最佳方案 提出方案并确定最佳方案 14 通过以上亲和图的汇总整理 我们提出了三种可选方案 附图6初选方案系统图 制图人 张美全制图日期 2017年5月25日 高层建筑受限空间大型设备移位方法的创新 14 制图人 戴秘制图日期 2017年5月28日 方案一 临时行车起升移位法 方案原理 本方案在首层立柱上固定安装工字钢 采用斜撑固定 行车滑轨搭设在工字钢上部 确保临时行车平移吊装受力安全 临时行车安装完成后 设备由外至内平移至吊装孔 下放至负一层进行就位安装 方案特点 临时行车起升移位可快速安全实现设备的起升及平移 高效完成吊装作业 能够克服空间狭小带来的吊装困难 整个行车装置牢固稳定 安全性能高 根据现场立柱分布 需定制符合尺寸要求的行车 行车安拆成本较高 经过模拟实验计算 采用临时行车起升移位法 施工准备 包括临时措施的准备 需要25天 每天能完成3台设备的吊装 吊装工期为8天 总共需33天时间完成施工任务 工期目标可以达成 附图8临时行车起升移位动态图 5 提出方案并确定最佳方案 提出方案并确定最佳方案 14 附图9单滑轮平移下降示意图制图人 戴秘制图日期 2017年5月29日 方案二 单滑轮平移下降法 方案原理 本方案是在首层楼板上安装固定滑轨 为保证楼板受力安全 铺设多根横向槽钢 作为滑轨的支撑梁 滑轨从吊装孔两侧穿过 首层吊装孔一侧安装单个定滑轮 通过卷扬机的牵引力 将设备通过滑轨拉至吊装孔正上方 再连接吊装孔上的滑轮 拉升设备 移开装载小车 可将设备下放至负一层进行就位安装 5 提出方案并确定最佳方案 提出方案并确定最佳方案 14 方案二 单滑轮平移下降法 方案特点 单滑轮平移下降法铺设移位滑轨 通过滑轨的支撑梁及首层横梁的共同作用 克服了设备无法在楼板平面上平移运输的难题 提高吊装效率 本方法需铺设移动滑轨以及预制装载小车 临时措施费用较高 经过模拟实验计算 采用连接固定支架 1组工人两个 1天每天能完成32个安全疏散指示不锈钢支架的安装 总共仅需23天可完成全部支架安装 工期目标可以达成 5 提出方案并确定最佳方案 提出方案并确定最佳方案 14 附图10多滑轮接力移位示意图制图人 戴秘制图日期 2017年6月1日 方案三 多滑轮接力移位法 方案原理 本方案共布置四个滑轮组 两个为一组共同承担设备的重量 一组设于临近吊装孔边缘 一组设于吊装孔正上方 先是吊装孔边缘的两个滑轮组起吊受力 再过渡到吊装孔正上方的两个滑轮组受力 更换受力滑轮完成设备空中接力平移的操作 实现设备吊装的目的 方案特点 本方案利用柱子受力 巧妙采用多个滑轮组接力的方法进行移位吊装 克服了空间的限制 无需制做钢架等大量的临时措施 安全可靠 节约时间和成本 经过模拟实验计算 采用多滑轮接力移位法 施工准备 包括临时措施的准备 需要20天 每天能完成2台设备的吊装 吊装工期为12天 总共需32天时间完成施工任务 工期目标可以达成 5 提出方案并确定最佳方案 提出方案并确定最佳方案 14 表5方案对比分析评价表 制表人 吴生房制表日期 2017年6月2日 5 提出方案并确定最佳方案 提出方案并确定最佳方案 14 制表人 卢雷斌制表日期 2016年4月20日 最佳方案 5 提出方案并确定最佳方案 提出方案并确定最佳方案 14 制图人 钟华斌制表日期 2017年6月5日 5 3初选方案的进一步细化 试验和选择 5 提出方案并确定最佳方案 提出方案并确定最佳方案 14 5 3初选方案的进一步细化 试验和选择 1 设备卸货 图12设备卸货分解系统图制图人 张美全制表日期 2017年6月6日 图13汽车吊卸货示意图 图14叉车卸货示意图 5 提出方案并确定最佳方案 提出方案并确定最佳方案 14 5 3初选方案的进一步细化 试验和选择 表6方案对比分析表 制表人 张美全制表日期 2017年6月6日 5 提出方案并确定最佳方案 提出方案并确定最佳方案 14 5 3初选方案的进一步细化 试验和选择 2 设备吊点设置 图15设备吊点设置分解系统图制表人 钟华斌制表日期 2017年6月7日 图16焊接吊耳示意图 图17起吊平台示意图 5 提出方案并确定最佳方案 提出方案并确定最佳方案 14 5 3初选方案的进一步细化 试验和选择 表6方案对比分析表 制表人 钟华斌制表日期 2017年6月7日 5 提出方案并确定最佳方案 提出方案并确定最佳方案 14 5 3初选方案的进一步细化 试验和选择 3 起吊受力点选择 图18起吊受力点分解系统图制表人 钟华斌制表日期 2017年6月8日 图19三楼主柱脚作为受力点示意图 图20二楼主柱脚作为受力点示意图 5 提出方案并确定最佳方案 提出方案并确定最佳方案 14 5 3初选方案的进一步细化 试验和选择 表6方案对比分析表 5 提出方案并确定最佳方案 提出方案并确定最佳方案 14 5 3初选方案的进一步细化 试验和选择 4 吊装方式 图21吊装方式分解系统图制表人 佘俊峰制表日期 2017年6月28日 图22二组滑轮组配合卷扬机起吊示意图 图23四组滑轮组配合卷扬机起吊示意图 5 提出方案并确定最佳方案 提出方案并确定最佳方案 14 5 3初选方案的进一步细化 试验和选择 表6方案对比分析表 5 提出方案并确定最佳方案 提出方案并确定最佳方案 14 5 3初选方案的进一步细化 试验和选择 图24最佳方案分解系统图制表人 钟华斌制表日期 2017年6月11日 5 提出方案并确定最佳方案 提出方案并确定最佳方案 14 5 3初选方案的进一步细化 试验和选择 图25最佳方案效果示意图 步骤一 设备起吊 步骤二 操作滑轮组 设备空中平移 步骤三 设备平移至吊装孔 开始下放至负一层 5 提出方案并确定最佳方案 提出方案并确定最佳方案 14 5 4工艺控制流程 图21最佳方案实施工艺流程图 5 提出方案并确定最佳方案 提出方案并确定最佳方案 制定对策 Chapter6 15 6 制定对策 6 制定对策 制定对策 14 表8控制因素对策表 制表人 钟华斌制表日期 2017年6月20日 对策实施 Chapter7 18 7 对策实施 7 对策实施 对策实施 14 根据对策表 我们QC小组在活动中针对对策表进行实施 落实各项对策 实施一 设备卸货采用汽车吊 1 汽车吊规格型号选择根据设备的重量 采用25T汽车吊进行缷车 查其数据表 吊机出臂10 2米 作业半径5米时 许吊重量为18000kg 大于设备15297kg 符合安全吊装要求 图27额定起重量表 7 对策实施 对策实施 14 实施一 设备卸货采用汽车吊 2 设备卸载 设备到达工地大门口后 由汽车转运沿搬运路线运至首层外空地后 将设备安全卸载至指定位置点 图28设备首层运输路线 图29设备安全卸载至指定位置点 7 对策实施 对策实施 14 实施效果 2017年7月1日 由QC小组成员组织现场工人对采用1台25T汽车吊对设备进行卸载 平稳放置到位 共计用时4天完成卸载工作 按期完成任务 未增加额外费用 效果良好 实施效果检查表 制表人 钟华斌制表日期 2017年7月6日 7 对策实施 对策实施 14 实施二 采用自制四吊耳起吊平台辅助设备吊装 自制四吊耳起吊平台采用工字钢与槽钢组合而成 根据最大制冷机组的尺寸重量为15297kg 体积为969 L 2521 W 3046 H mm 最大发电机组重量为14329kg 体积为6450 L 2775 W 3550 H mm 长7m 宽3m 满足所有设备的装载需求 图31吊耳与钢索连接图 图30设备置于起吊平台上牢固安全 7 对策实施 对策实施 14 实施效果 2017年7月6日 QC小组成员组织现场工人采用槽钢及工字钢制作出长7m 宽3m的起吊平台 制作2人用时4工日 按期完成任务 未增加额外费用 小组成员对起吊平台的承载力及结构稳定性进行了测试 未出现弯曲开裂现象 效果良好 实施效果检查表 制表人 钟华斌制表日期 2017年7月6日 7 对策实施 对策实施 14 实施三 起吊受力点选择三楼主柱脚 1 主吊钢索的选择及主体柱子的受力分析 设备在整体由一组滑轮组起吊时钢丝绳和立柱或横梁受力最大 因此以此两种工况进行受力分析 根据计算 计算过程省略 吊装时钢丝绳最大受力为N4 96962 176N 96 96KN 钢丝绳许用拉力按6倍安全系数计算 96 96kN 6 581 76kN 选用6 37 FC 32 5 1700MPa下同 钢丝绳做吊索 查钢丝绳抗拉强度表可知 该绳破断拉力为666 50kN 则有666 50kN 581 76kN 符合安全要求 吊装点柱子受力 根据荷载分析 受力区域的安全荷载受力验算已由业主及设计单位确认 吊装过程不会对柱体结构造成影响 图33受力计算 7 对策实施 对策实施 14 实施三 起吊受力点选择三楼主柱脚 2 进行了钢索固定及楼板开孔 钢索捆绑在三层柱子根部 下方用木方及电缆皮做垫层 保护钢丝绳 图32钢丝绳捆绑在立柱上 图33钢丝绳穿过二层楼板 下到首层 7 对策实施 对策实施 14 实施效果 2017年7月11日 QC小组成员组织现场工人进行钢索固定及楼板开孔 4人用时5工日 按期完成任务 未增加额外费用 工期和成本都在控制范围内 效果良好 实施效果检查表 制表人 钟华斌制表日期 2017年7月16日 7 对策实施 对策实施 14 实施四 吊装方式采用二组滑轮组配合卷扬机起吊 1 吊具选择1 卷扬机的选择 钢索捆绑在三层柱子根部 下方用木方及电缆皮做垫层 保护钢丝绳 设备每端提升所需的牵引拉力S 0 114Q 2式中0 114为11绳滑轮组系数 Q为设备重量 选最重的一台计算 其一端的出绳拉力 S 0 114 20792 9 8 2 11614 41N 11 61kN滑轮组跑绳的最大拉力不能大于电动卷扬机额定拉力的85 即电动卷扬机拉力不得小于11 61 0 85 13 66kN 垂直吊装时使用二台3吨卷扬机进行操作 吊装时选用3T 32kN 卷扬机符合吊装安全操作 7 对策实施 对策实施 14 实施四 吊装方式采用二组滑轮组配合卷扬机起吊 2 滑轮组钢丝绳 跑绳 的选择 根据以上计算 滑轮组 跑绳 的牵引力为11 71kN 钢丝绳许用拉力按8倍安全系数计算 11 61kN 8 92 88kN 选用6 37 FC 15钢丝绳做调幅跑绳 查钢丝绳抗拉强度表可知 该绳破断拉力为145kN 则有145kN 92 88kN 符合安全要求 3 吊索的选择 设备按最重的 台计算 Q 20792kg 连接设备的的吊索与水平成60 夹角 吊索条数为n 4 每条吊索的受力为S g 9 8m s2 钢丝绳与钢丝绳的安全系数K取8 则 S 58822 63N 58 82kN钢丝绳的破断拉力 58 82 8 470 56kN吊装时选用钢丝绳6 37 FC 30 其破断拉力为500 50kN 470 56kN 选用钢丝绳是安全可靠的 7 对策实施 对策实施 14 实施四 吊装方式采用二组滑轮组配合卷扬机起吊 2 专家论证 方案及吊具规格确定后 根据 危险性较大的分部分项工程安全管理办法 的规定 小组成员对本吊装移位方案进行了专家论证 论证结果 通过 图34专家论证表 7 对策实施 对策实施 14 实施四 吊装方式采用二组滑轮组配合卷扬机起吊 3 吊装过程 1 首层布置四个滑轮组 由四台卷扬机做牵引 卷扬机用钢丝绳固定在柱子上 图35滑轮组安装就位 图36卷扬机安装就位 7 对策实施 对策实施 14 实施四 吊装方式采用二组滑轮组配合卷扬机起吊 3 吊装过程 2 启动卷扬机缓慢收起四个滑轮组 并让吊装孔边缘的两个滑轮组逐渐受力 由吊装孔边缘的两个滑轮组共同承受设备重量将设备吊起 图37设备起吊 图38设备空中移位 7 对策实施 对策实施 14 实施四 吊装方式采用二组滑轮组配合卷扬机起吊 3 吊装过程 3 缓慢收紧吊装孔洞中央的两个滑轮组 同时缓慢放开孔洞边缘的两个滑轮组 做均匀的水平过渡 设备水平过渡到四个滑轮两两成V字形共同承担设备重量 图39设备空中移位1 图40设备空中移位2 7 对策实施 对策实施 14 实施四 吊装方式采用二组滑轮组配合卷扬机起吊 3 吊装过程 4 缓慢收紧吊装孔洞中央的两个滑轮组 同时缓慢放开孔洞边缘的两个滑轮组 做均匀过渡 最后由吊装孔中央的两个滑轮组承受设备重量 吊装孔边缘的两个滑轮组完全松开 由吊装孔中央的两个滑轮组承受设备重量后 四个滑轮组同时缓慢放开 让设备垂直下放 安全平稳吊落至负一层楼面 图40设备移动至吊装孔上方 图41设备缓慢下放 7 对策实施 对策实施 14 实施效果 2017年7月18日 QC小组成员组织现场工人采用二组滑轮组配合卷扬机对设备进行吊装 卷扬机及滑轮组安装用时4工日 每天能完成2台设备的吊装 吊装共计用时12天 按期完成任务 未增加额外费用 整个吊装过程安全稳定 效果良好 实施效果检查表 制表人 钟华斌制表日期 2017年8月12日 效果检查 Chapter8 30 8 效果检查 效果检查 14 1 目标完成情况 经过全体小组成员的共同努力 2017年7月22日项目部开始采用多滑轮接力移位法对制冷机组 发电机组等设备进行吊装 2017年8月4日完成全部设备的吊装 每天能完成2台设备的吊装 吊装用时12天 加上临时措施的准备时间 整个设备吊装共计用时29个工作日 实现节省工期11天 达成32天的工期目标 我们克服了高层建筑受限空间大型设备移位的难题 创新的研究出多滑轮接力移位法 保证了工期及施工安全 说明本次QC活动成功 附图43多滑轮接力移位工期目标设定柱状图制图人 吴生房绘制时间 2017年8月16日 8 效果检查 效果检查 14 2 经济效益 通过多滑轮接力移位法的应用 巧妙采用多个滑轮组接力的方法进行移位吊装 相比传统吊装方法 无需制做钢架等大量的临时措施 能安全高效完成吊装工作 传统方法临时措施费用 临时措施费用6 2万元 吊装费用 含起吊设备租赁费和人工费 4 5万元 共计费用约10 7万元 采用多滑轮接力移位法临时安装滑轮组及楼板打孔安装费用为1 35万元 设备租赁吊装费用 2 1万元 共计费用3 45万元 共计产生经济效益7 25万元 附图44QC活动成果效益认证表 8 效果检查 效果检查 14 3 社会效益 受限空间内大型设备移位吊装 吊装工作面位于室内 受限层高及操作空间的限制 汽车吊等吊装设备无法使用 多滑轮接力