3-中铁一局天津-提高NF系列架桥机预制梁的安装效率

1,提高系列架桥机预制梁的安装效率,中铁一局集团天津建设工程有限公司架梁分公司QC小组发布人：李安超赵文祥,2011年中国建筑协会成果发布,2,一、课题简介,我分公司现有NF系列各型号公路架桥机四台及其它附属设备，其中NF250/50型公路双导梁架桥机是目前华北地区公跨铁施工领域起重量最大的架桥机，最大起重量为250吨，最大跨度为50m，由机械、液压、电气三大工作系统组成，可以满足各种桥型（直线桥、曲线桥、斜桥）的预制梁的架设。该系列机型采用三角桁架做主要承载受力构件，构件单元间采用销轴连接。该机型拆组装方便，是一种适应工作范围广、性能优良、结构安全的架梁施工设备，特别适用于跨铁路既有线架梁施工。,3,4,因架桥机在设备固有资产中占有较大的比重，但是预制梁安装效率偏低，其自身的价值没有得到有效利用。特别是在跨铁路既有线作业时候，铁路部门给架梁作业时间较短，时间紧，难度大，并且给铁路的正常运营带来很大的影响。于是本次QC小组的主要任务就是解决NF系列架桥机预制梁安装效率较低的实际问题。,吊梁小车总成,后拖轮总成,前支腿总成,中支腿总成,图1-2主要结构件总成,一、课题简介,5,二、小组简介,1、QC小组概况,制表：赵文祥,日期：2010年8月5日,表2-1QC小组概况一览表,6,2、小组活动情况表,制表人：赵文祥制表时间：2010年8月5日,表2-2QC小组活动计划表,二、小组简介,P,D,c,A,7,三、选题理由,预制梁的安装效率低,制图：赵文祥,日期：2010年8月7日,提高架桥机预制梁的安装效率,、在固有资产中占有比重较大，设备自身价值没有得到有效的利用,、市场竞争日趋激烈，急需提高公司在同行业的竞争实力,、在固有资产中占有比重较大，设备自身价值没有得到有效的利用,、在固有资产中占有比重较大，设备自身价值没有得到有效的利用,、市场竞争日趋激烈，急需提高公司在同行业中的竞争实力,、产生的经济效益低,、跨铁路既有线作业时铁路部门给时少，时间紧，难度大,、在设备固有资产中占有1/4的比重，比重大，设备自身价值没有得到有效的利用,目前架桥机的安装效率低（平均每个台班只架设3.5预制梁），架设边梁时倒钩速度慢，架设一片至少需要70-80分钟，既有作业时铁路一般给时只有30-60分钟不等。,8,四、现状调查,为了调查架桥机预制梁的安装效率，小组成员查阅了架桥机的架梁记录，统计出架桥机五个月的架梁情况：,表4-1架桥机单班工作量统计表,由上表可知：架桥机平均每个台班架设3.5片预制梁，经调查发现架桥机单个台班的最高架梁纪录达到过5片。,9,四、现状调查,为了找出影响架桥机工作效率的关键问题所在，QC小组召开了由领导、专业技术人员、一线指挥人员、一线作业人员参加的“优化架桥机架梁工序、提高预制梁安装效率”的研讨会，共收集到优化建议96条。经过整理归纳5大类问题，根据统计数据如下：,表4-2调查表,制图（表）：赵文祥日期：2010年8月10日,10,五、目标设定及依据,1、目标设定：使得架桥机预制梁安装效率提高14.3%。,2、目标设定依据：目前分公司一台架桥机的平均作业量为每个台班架设3.5片预制梁，调查发现架桥机曾经的最高纪录达到过每个台班架设5片。经过QC小组成员的深入研究以后，发现架桥机预制梁的安装效率有较大的提升空间，考虑实际情况等因素，我们设定了一台架桥机每个台班架设4片预制梁的目标，即使得架桥机预制梁安装效率提高14.3%。,11,六、原因分析,过孔时间长,架设边梁时间长,运输轨道不平行,专业技术水平欠缺,后托装置顶升过高或过低,倒钩速度慢,岗位职责不明确,前、中支腿不平行,物资供应不到位,物资管理不周全,拆卸吊具慢,缺乏相关技术培训,卷扬机空载转速慢,维护保养检修不到位,出现机械故障,铺轨技术不成熟,施工方法不合理,过孔高差计算不准确,作业指导书不规范,制度不完善不规范,测量不准确,制图：赵文祥日期：2010年8月11日,图6-1关联图,物资管理不周全,测量不准确,拆卸吊具慢,物资管理不周全,测量不准确,卷扬机空载转速慢,拆卸吊具慢,测量不准确,施工方法不合理,卷扬机空载转速慢,拆卸吊具慢,物资管理不周全,测量不准确,缺乏相关技术培训,施工方法不合理,卷扬机空载转速慢,拆卸吊具慢,物资管理不周全,测量不准确,作业指导书不规范,缺乏相关技术培训,施工方法不合理,卷扬机空载转速慢,拆卸吊具慢,物资管理不周全,测量不准确,制度不完善不规范,作业指导书不规范,缺乏相关技术培训,施工方法不合理,卷扬机空载转速慢,拆卸吊具慢,物资管理不周全,测量不准确,铺轨技术不成熟,制度不完善不规范,作业指导书不规范,缺乏相关技术培训,施工方法不合理,卷扬机空载转速慢,拆卸吊具慢,物资管理不周全,测量不准确,过孔高差计算不准确,铺轨技术不成熟,制度不完善不规范,作业指导书不规范,缺乏相关技术培训,施工方法不合理,拆卸吊具慢,物资管理不周全,测量不准确,维护保养检修不到位,过孔高差计算不准确,铺轨技术不成熟,制度不完善不规范,作业指导书不规范,缺乏相关技术培训,施工方法不合理,卷扬机空载转速慢,拆卸吊具慢,物资管理不周全,测量不准确,12,七、要因确定,针对可进行论证的11条末端因素，小组成员采用考核分析、现场调查及调查验证等方法进行逐条确认：,确认一：缺乏相关技术培训,会议室考核现场,要因找到啦！,制表：赵文祥,13,确认二:施工方法不合理,七、要因确定,制表：赵文祥,14,确认三：卷扬机空载转速慢,七、要因确定,倒钩时间调查表（单位：分钟）,要因找到啦！,制表：赵文祥,15,工作人员在拆卸吊具,确认四：拆装吊具慢,七、要因确定,制表：赵文祥,16,确认五：测量不准确,七、要因确定,制表：赵文祥,17,确认六：物资管理不周全,七、要因确定,制表：赵文祥,物资管理的现场,18,确认七：维护保养检修不到位,七、要因确定,制表：赵文祥,19,确认八：过孔高差计算不准确,七、要因确定,要因找到啦！,制表：赵文祥,20,确认九：铺轨技术不成熟,七、要因确定,检查轨道,要因找到啦！,制表：赵文祥,21,确认十：制度不完善，不规范,七、要因确定,制表：赵文祥,22,确认十一：作业指导书不规范,七、要因确定,制表：赵文祥,23,八、制定对策,我们用5W1H方法制订了对策表，针对要因制订了对策和措施，并落实了责任人和完成时间：,表8-1制定对策汇总表,制表：赵文祥,以上对策均通过公司领导审核，在资金和技术等方面均能够得到充分供应。,24,九、对策实施,对策实施一:加强技术和安全的培训,架桥机操作技能培训,架桥机由机械、电气、液压三大工作系统组成，结构件较多，作业时需要多人共同配合才能完成作业，操纵相对比较复杂，并且架桥机属于特种设备，危险系数相对较高，因此要求操作人员必须有良好的操作技能和全面的安全知识。因此，QC小组根据岗位要求，认真准备培训资料并确定考核办法。,(1)组织所有作业人员认真学习NF系列架桥机结构说明书，作业指导师，明确架桥机基本结构、工作原理等；(2)深入学习NF型公路架桥机综合施工技术与应用研究；,25,九、对策实施,对策实施一效果验证：经过全方面的准备，考核实现了通过率为100%的目标。,(3)认真阅读架桥机技术图纸，明确各结构材料，参数尺寸，在现场请设备专业技术人员详细介绍架桥机主要结构及受力类型；(4)开展新员工进厂安全培训和安全质量培训，加强安全质量教育；(5)建立科学的考核机制，对受训人员进行考核。,对员工进行考核,新员工进场安全培训,安全质量培训,26,九、对策实施,对策实施二：改进起升机构,1、分公司技术人员根据现场实际要求建议将起升机构的普通电机更换为变频电机，将方案报于公司施工技术部门审核；2、公司审核通过后，由相关技术人员和厂家联系沟通，进一步完善和改进方案，制定出具体的工艺流程，报公司施工技术部门批准；3、改进期间公司安排专人进厂监造，安装后进行空载试验和静载试验，满足设计要求后，架桥机正式投入施工生产。,特种设备安装改造许可证书,拆卸吊梁小车,重新组装,改进后架设第一片梁,27,改进前倒钩平均用时18.99分钟，改进后倒钩平均用时9.73分钟。卷扬机电机改进成变频后提高了卷扬机空载情况的的转速，不仅提升了架设边梁的效率，而且也提升了架设中梁和次边梁的效率。,九、对策实施,对策实施二效果验证：,改进完成后架桥机在西中环二期2标项目中投入使用，在2010年10月7日2010年10月13日之间，通过对架桥机架设边梁的10次调查，得到10次倒钩的时间，数据如下表所示：,表9-1改进后倒钩时间调查表（单位：分钟）,28,九、对策实施,对策实施三：针对过孔制定出可行的计算方法,1、纵坡i=0；（i坡度的大小，i=h/l）（1）H弯=H中时：过孔后H=H始-Hr其中：H弯弯梁（后托装置）的高度；H中中支腿高度；H过孔后前支腿距离下一盖梁的高度；H始过孔前前支腿距离盖梁的高度；Hr导梁产生的绕度；,架桥机过孔比较复杂，如果过孔计算出现错误，将会出现重复调整架桥机姿态，这样就增大过孔的时间，因此导致架桥机预制梁的安装效率降低。为了减少过孔对架桥机预制梁安装效率的影响，技术人员根据现场的经验，理论结合实际总结了一套完整的公式：,图9-1架桥机过孔计算示意图,29,（2）H弯H中时：过孔后H=H始+H增Hr(H中H弯)/H增=(L间L跨)/L跨综合以上两式得到：H=H始+(H中H弯)L跨/(L间L跨)Hr其中：H增前支腿过孔后产生增加的高度；L跨过孔的长度；L间前支腿与中支腿之间的距离；,九、对策实施,图9-2架桥机过孔计算示意图,30,2、纵坡i0时：（1）i1=i2时：H弯=H中；H=H始+H纵-Hr-H盖,H纵=L跨i1H弯H中；H=H始+H增+H纵-Hr-H盖，H纵=L跨i1其中：H纵因纵坡而产生的高度；H盖相邻的两盖梁的高差：,九、对策实施,图9-3架桥机过孔计算示意图,纵坡i1,纵坡i2,31,（2）i1i2时：H弯=H中H=H始+H变+H纵-Hr-H盖;H变=L1i1+（L跨-L1）i2H弯H中H=H始+H变+H增+H纵-Hr-H盖；H变=L1i1+（L跨-L1）i2其中：H变弯梁从i1的纵坡行走到的i2坡度，前支腿的高度变化：,纵坡i1,纵坡i2,九、对策实施,图9-4架桥机过孔计算示意图,注：下坡情况同理。,32,九、对策实施,对策实施三效果验证：根据以上总结出的公式，现场的一线操作人员进行了实施，QC小组人员对具体实施情况进行了20次调查验证：,表9-2过孔实施调查表,由调查结果可知：解决了过孔高差计算不准确的问题，实现了一次性顺利过孔从而节省过孔的时间，提高了架桥机预制梁的安装效率。,33,对策实施四效果验证:经过一段时间的现场指导学习，作业人员已掌握了铺轨的技术要领。为了了解作业人员的学习成效，QC小组成员李安超、王天亮，在2010年11月28日2010年12月15日之间，进行了10次抽查检查，发现铺轨合格率达到100%。,九、对策实施,为了进一步学习铺轨技术，QC小组请来了专业的铺轨技术人员进行现场指导，纠正了以前铺轨方法中欠合理的地方。从而实现了：1、两轨道平行，间距误差小于1cm；2、紧固螺栓完好并上紧；3、连接处两钢轨的高差小于2mm；4、枕木铺设均匀，垫实。,对策实施四：学习完善铺轨技术,学习铺轨技术,现场指导,34,十、效果检查,1、目标实现情况,由图可知：优化后架桥机预制梁的安装效率提高了28.6%，实现了预期14.3%的目标。,为了验证优化各工序后，架桥机预制梁安装效率是否实现了预期的目标，QC小组成员又随机抽查了10个台班的工作情况：,表10-1各个工序优化后的架桥机的工作量,制表（图）：赵文祥日期：2010年11月25日,35,2、效益分析：,1）可计算的直接经济效益：改进前一台架桥机平均每天架设3.5片梁，改进后平均每天可以架设4.5片梁，按照一台架桥机每年工作210台班计算，架设单片梁的价格为0.5万元，则一台架桥机每年可创造的经济效益为210台班0.5万元/台班=105万元；完成相同的工作量，改进前一台架桥机需要210台班4.5片/台班3.5片/台班=270台班，改进后节约270210=60个台班，每人每天按130元的工资计算，一台架桥机需要20个人，可节约工人工资开支：1302060=15.6万元；2）能源节约上：生产中，NF系列架桥机平均工作功率为90KW，平均每天运转6h，完成相同的工作量节省60个台班，一度电费1.2元，则一台架桥机可节省电费：906601.2=3.888万元；,十、效果检查,36,考虑工程完工，下一工程尚未开始的工程间隙，转场保养等因素，每年四台架桥机中平均有三台处于施工中，共计：每年四台架桥机可以产生的经济效益为：3105+315.6+33.888=373.464万元。（注：第一年四台架桥机需要投入改进成本：410.06=40.24万元，以后不再投入）3）间接经济效益和社会效益：1、架桥机预制梁的安装效率提高后，在跨铁路施工时明显缩短了铁路封闭时间，减少施工作业对于铁路的影响，确保铁路运输的安全畅通；2、提升了公司在同行业中的竞争实力，展示中铁一局的品牌形象，为企业创造更大的经济和社会效益。,十、效果检查,改进成果的效益核算表,37,专业技术方面：本次QC小组活动取得了良好的效果，在充分的学习掌握架桥机工作原理和结构基础知识之上，优化了架桥机预制梁的安装工序，超额的实现了最初定下的目标。小组的管理技术方面：在解决问题的全过程中，小组活动严格按照PDCA程序进行，思路较清晰，逻辑性较强，依据客观事实，使用数据来判断是否符合标准。但是，小组成员应用QC工具的能力和技巧还有待进一步提高，需要在今后继续大力开展QC小组活动，不断积累此方面的经验。小