18超高层动臂塔吊承力机构自提升设备研发

超高层动臂塔吊承力机构自提升设备研发,济南汉峪A5金谷之巅创新QC小组,汇报人：董森日期：2018年3月,01,工程概况,02,小组简介,03,选择课题,04,设定目标及目标可行性分析,05,提出方案并确定最佳方案,06,制定对策,07,对策实施,08,效果检查,09,标准化,10,总结和下一步打算,P,D,C,A,工程概况,PART1,总工期：879日历天,业态分布：地下4层为车库，地上76层，450层为办公楼，51-68层为酒店，69层为高端办公，RF01-05及两个夹层为设备用房。,设计顾问：悉地国际,设计单位：山东省建筑设计研究院,建设单位：济南高新控股集团有限公司,汉峪金融商务中心A5-3#楼及附属设施工程,总建筑面积：25.38万平米,塔楼结构形式：核心筒+外框钢管柱+外框楼层钢梁+水平桁架楼承板,1.1工程设计概况,塔楼建筑总高度：339米,施工单位：中国建筑第八工程局有限公司,1.2垂直运输设备概况,本工程塔楼起重设备采用2台内爬式ZSL750型动臂塔吊，塔机自由高度56米，爬升间距1620m，计划爬升次数为17次。1）每台动臂塔吊有三道C型梁，每道有2个C型梁，每次动臂塔吊需要提升一道(2个)C型梁，每个C型梁吊装时间为2小时，即：2个2小时=4小时。2）每台动臂塔吊有2条爬带，每个爬带的吊装时间需要2小时。即：2条2小时=4小时。动臂塔吊每次爬升（C型梁和爬带）提升时间为：2个C型梁2小时+2条爬带2小时=8小时,PART2,小组简介,制表人：董森审核人：赵忠杨制表日期：2016年9月13日,2.1小组信息情况表,表2-1,2.2小组荣誉奖项,制表人：董军业审核人：董森制表日期：2016年9月13日,2.3小组活动情况调查表,小组活动情况调查表,2016年7月2016年9月2016年10月2016年11月2016年12月2017年1月(小组成立)（活动结束）,表2-2,制表人：董军业审核人：董森制表日期：2016年9月13日,2.4小组活动计划表,小组活动计划表,表2-2,图例说明：,：计划时间,：实际时间,选择课题,PART3,3.1课题背景,3.1课题背景,天津周大福金融中心将动臂塔吊自提式设备设置在回转机构中，利用塔吊的旋转方向，分别进行C型梁和爬带的提升，且在提升时，塔吊大臂无法进行材料的吊装作业。,苏州九龙仓国际金融中心两台动臂塔吊相互配合，进行C型梁和爬带的提升。,武汉绿地中心由于采用三台动臂塔吊，所以在C型梁和爬带提升过程中，采用了两台塔吊相互辅助的形式进行。,天津现代城只进行动臂塔吊本身的构配件和机具的自提升，而塔吊支撑大梁、C型梁和爬带则采用辅助塔吊配合安装。,3.2现有技术分析,2016年9月15日，小组成员从安全性、可实施性、有效性和耗时性等方面，对同行业现有技术进行比较分析，发现现有技术未达到动臂塔吊完全自提升的要求，在一定程度仍然影响总体施工进度。,3分,2分,1分,课题的分析、评价、选择,制表人：张全审核人：董森制表日期：2016年9月15日,图例代表分值：,3.3确定课题,针对传统的动臂塔吊爬带与C型梁提升难题，QC小组选定课题为：,动臂塔吊承力机构自提升设备研发,该课题经山东省科技查新单位鉴定：国内未见有与本项课题相同文献报道。,收集人：董军业收集时间：2016年12月1日,设定目标及目标可行性分析,PART4,2016年9月22日，小组组长乔元亮组织小组成员召开目标讨论会，确定本次活动所要达到的目标。,研制一种动臂塔吊C型梁与爬带的自提升装置，且在提升作业过程中，动臂塔吊仍可进行正常的物资吊装作业。,4.1设定目标,C型梁和爬带提升功耗降低,在正常提升作业前提下动臂塔吊仍可进行物资吊装,+,单位：小时,经过分析，小组一致认为动臂塔吊承力结构的C型梁和爬带自动提升功能，是可以实现的！,QC小组利用5M1E分析法（人、机、料、法、环、测）对目标进行可行性分析：,4.2目标可行性分析,理由1：本工程配有5名安全管理人员，包括一名具有7年塔吊操作经验的管理人员，3名具有20年工作经验的资深安全工程师。理由2：承力机构的C型梁和爬带均为动臂塔吊自身所有，不需要二次处理。理由3：在动臂塔吊的标准节内和外框安装自提升设备，完全仅需螺栓铰接，不会改变动臂塔吊原始结构设计。理由4：施工现场具有提升设备的材料、工具等资源。,提出方案并确定最佳方案,PART5,小组组长于2016年10月11日召开专题会议，采用头脑风暴法，集思广益，提出多种方案进行分析。通过分类整理确定了三种方案，如下图所示：,5.1提出方案,制表人：张全审核人：董森制表日期：2016年10月11日,小组组长于2016年10月11日召开专题会议，采用头脑风暴法，集思广益，提出各种方案进行分析。通过分类整理确定了三种方案，具体如下表所示。,5.2确定最佳方案,制表人：张全审核人：董森制表日期：2016年10月11日,小组组长于2016年10月11日召开专题会议，采用头脑风暴法，集思广益，提出各种方案进行分析。通过分类整理确定了三种方案，具体如下表所示。,5.2确定最佳方案,制表人：张全审核人：董森制表日期：2016年10月11日,制定对策,PART6,超高层动臂塔吊承力机构自提升设备研发课题的对策表,制表人：董森审核人：赵忠杨制表日期：2016年10月23日,对策实施,PART7,7.1确定研发步骤,超高层动臂塔吊承力机构自提升设备研发步骤图,7.2绘制设计图纸,H型钢Q345HW3503501219，长度3米，每台2根,共4根。,角钢Q34520020018长度350mm，每台4根,共8根,支撑图,抱箍节点,H型钢剖面图,支撑图,滑轮组模拟分析初想设计,螺栓铰接,螺栓铰接,7.3塔吊套架外侧H型钢（爬带使用）设计,2016年10月，小组成员开始进行现场实施，在套架外侧两端（垂直于爬带方向）安装H型钢梁，固定方式为高强螺栓。在顶升节拆除后，将H型钢的上翼缘提前进行钻孔螺栓处理，然后通过动臂塔吊将20#H型钢吊装至回转机构下方的套架支座上。为了保证其刚度，H型钢的长度为3100mm，相比塔吊标准节，H型钢两端各挑出100mm，H型钢梁中部安装固定滑轮，用于爬带提升。,7.4塔吊回转机构下方标准节中部方钢设计（C型梁使用）,在塔吊标准节回转机构底座下方安装支撑梁，材质为1606510型的方钢。支撑梁两侧各安装一个定滑轮用于C型梁提升。通过三维模型的建立和计算最终确定滑轮位置为挑出标准节650mm，该位置为最适合爬带的吊装角度位置。,7.5回转机构下方矩形钢（支撑梁）滑轮设计,在支撑梁的中间位置，设置第二个滑轮点，该滑轮点的主要作用为将卷扬机钢丝绳与支撑梁端部滑轮点进行正常连接，以达到正常吊装C型梁作业的目的。滑轮点制作方法：采用QB345材质钢板，厚度为12mm，与支撑方钢进行焊接连接固定。,7.6C型梁与爬带用的钢丝绳方向90转换设计,转换系统的设计：在方钢上部设置垂直于方钢下部的滑轮点，如图中蓝点所示，上下滑轮规格大小一致，均为20#铸铁滑轮。在标准节的外侧的H型钢下翼缘位置，需进行做开口处理，如图中红点所示，该滑轮用于将卷扬机钢丝绳与H型钢中部的滑轮有效连接实现爬带的提升。当进行爬带提升作业时，可将钢丝绳导入到方钢下部的滑轮点处。,7.7电动卷扬机底座H型钢铰接塔吊标准节抱箍件节点设计,采用22#H型钢制作成为卷扬机的放置支座，在H型钢吊装前，需提前进行钻孔，孔径为20mm，采用18#螺栓紧固。安装位置为动臂塔吊标准节的上弦杆位置，采用200mm（宽）200mm（高）10mm（厚）的钢板进行螺栓固定。,每个支座固定点采用4个螺栓紧固，通过螺栓铰接的方式，可完全避免塔吊标准节化学焊接影响，有效保证动臂塔吊本身构配件装置的规范性和可操作性。,7.8电动卷扬机底座固定装置设计,为了保证电动卷扬机作业运行的安全性和受力的稳定性，电动卷扬机下方采用300mm300mm10mm钢板焊接至16#工字钢上，从而保证在任何恶劣环境天气时的安全性和作业运行过程中的受力性能。,7.9爬带自提升设计作业工况,内爬式动臂塔吊爬带正常工作展示,内爬式动臂塔吊爬带自提升状态下的工况展示,7.10C型梁自提升作业工况,集动臂塔吊“C型梁和爬带”自提升装置系统开发完成后的效果,动臂塔吊正常提升C型梁时的作业工况,动臂塔吊正常提升C型梁时的作业工况,效果检查,PART8,8.1实施情况,通过本次创新活动，将支撑梁、滑轮组、钢丝绳、卷扬机等设备的资源整合运用，顺利实现了动臂塔吊C型梁和爬带的自提升功能。,每台动臂塔吊的提升作业相比传统施工方法，工作效率大大提高，且在提升作业过程中，动臂塔吊完全不受影响，可进行正常的吊装物资作业。,本技术创新所采用的卷扬机、钢丝绳、支撑梁、滑轮组等设备，可重复周转利用率达95%。,8.2经济效益,1、动臂塔吊简介本工程共两台ZSL750型动臂塔吊，自安装到塔吊拆除计划爬升17次。2、动臂塔吊C型梁和爬带的传统提升作业1）当某一台动臂塔吊进行C型梁和爬带进行提升时，必须由第二台动臂塔吊进行吊装、安装、就位等辅助工作；在整个过程中，两台动臂塔吊均不得吊装工程物资材料。2）由于每台动臂塔吊有三道C型梁，每次动臂塔吊需要提升一道C型梁，每道有2个C型梁，共提升2个；每台动臂塔吊有2条爬带。每个C型梁的吊装时间需要2小时，每个爬带的吊装时间需要2小时。所以，动臂塔吊每次爬升前后需要对C型梁和爬带提升的时间为：2个C型梁2小时+2条爬带2小时=8小时。因本工程每台动臂塔吊需要爬升17次，共计两台动臂塔吊，则传统提升作业时间总计为：17次8小时/次2台=272小时3、自提升设备研发后1）动臂塔吊不再需要第二台动臂塔吊辅助。2）C型梁和爬带需要提升时，动臂塔吊自身仍然可以进行物资吊装作业，故影响工期时间为零。3）自提升设备：超过90%的装置材料可以周转再使用，一般情况可周转10年。4、最终经济效益计算以本工程为例，每天（8小时/天）成本投入约6万元，自提升设备的研发和使用，完全避免了第二台动臂塔吊辅助吊装的情况，同时动臂塔吊自身仍然可以进行物资吊装作业。故动臂塔吊自提升设备研发技术的经济效益=（传统两台动臂塔吊进行C型梁和爬带提升占用时间+传统提升过程中无法吊装工程物资时间）本工程每日成本投入费用-自提升设备研发费用（见表4.1和4.2所示），即：（272小时+272小时）/8小时6万元（12576元+1880元）=406.5万元。,小组目标顺利实现，小组成员从经济方面进行分析和计算：,社会效益：,经济效益：本次QC活动实现了小组设定的目标值，并取得了可观的经济效益，公司认证的直接经济效益406.5万。,技术进步经济效益与节约三材计算认证书,收集人：董军业收集时间：2017年6月20日,8.2经济效益,该项技术先后获得：中国建筑第八工程局2017年度局QC成果一等奖中建八局第一建设有限公司2017年度QC成果一等奖中建八局第一建设有限公司2017年度科技进步奖中建八局第一建设有限公司2017年度优秀工法第一名,8.3科技成果获奖,在本次QC创新实践中，我们小组完全具备了“超高层动臂塔吊承力结构自提升设备研发”设计、加工、安装和运行的成功经验，为后期同类项目的实施积累了宝贵的经验。活动成果得到了监理单位、建设单位和兄弟单位的一致认可和好评，为企业赢得了声誉，提升了企业形象，为企业进一步开拓地区市场增加了影响力。截至目前为止，本工程接待超高层创新技术应用、智慧建造交流等活动，已达6200余人次，其中包括国务委员王勇、住房和城乡建设部、山东省住房和城乡建设厅、省市建筑业协会、中建股份高层领导和各地方企事业单位等。,8.5社会效益,标准化,PART9,2017年5月1日，小组成员通过自提升设备的研发，一致认为该设备可大大提高施工效率，也进一步增强了小组创新意识，小组成员认为该工艺有一定的前瞻性和先进性，对于与本工程类似的动臂塔吊均可采用该创新工艺进行施工。目前小组为巩固本创新工艺，编制并形成了超高层动臂塔吊承力机构自提升设备的作业指导书、动臂塔吊承力机构运行管理制度，并申报了发明专利“一种超高层动臂式塔吊自提式C型梁和爬带装置”，获得中建八局第一建设有限公司2017年度科技进步奖及优秀工法。,作业指导书管理制度申请专利保护,总结和下一步打算,PART10,1、总结1）专业技术方面通过创新QC的活动实施，使小组成员提高了思考问题和解决问题的能力，专业技能得到进一步提升。2）管理技术方面小组成员形成了一套系统的质量管理方法，运用PDCA循环，进行项目管理工作。3）小组综合素质小组成员分工明确，协调合作，增强了团队意识，在QC知识运用能力、专业知识掌握能力、自我管理能力和创新意识等方面有了显著提高。,制