预制箱梁高低吊安装专用吊具研发 详细

1、预制箱梁高低吊安装专用吊具研发浙江交工钱潮建设有限公司 甬台温4标QC小组一、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，与沙堤湾跨海通道工程（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5.584kmO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5.55km。桥梁上部

2、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、QC小组简介表2-1 QC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小绢注册QC2017-3-5活动频次3次/月，出勤率95%小绢人数14人一序号一姓名性别年龄文化程度组内职务职称小组分工TQC教育

3、时间1李秋章男37本科顾问高级工程师技术顾问一人均3学时2高水堂男49本科顾问高级工程师技术顾问3范吉武男32本科组长工程师方案策划4毛金龙男41本科副组长高级工程师方案策划5段秀智男32本科一组员工程师方案笛划I 6 I徐志红I男I舔I 本租 I 组吊I工程师I方案实施 I安全因 匚二素图3-1高低吊施工步骤一图3-2高低吊施工步骤27周环龙男29本科绢员工程师方案实施8干杨君男28本科绢员工程师实施总结9_刘沁_男_24_本科_组员_助理工程师实施总结_日期:2017年9月1制表:刘沁日三、选题理由1、问题的提出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

4、工开始较早，没有场地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，加快征地交付，充分利用项目鉴于以上两种原因，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3-3高低吊施工步骤三图3-4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，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

5、、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

6、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1、方案的提出2017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

7、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图5-1柔性框形吊具示意图略长，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。图5-2恿理铜魁吊具示意卧结构特点：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，连接钢丝绳后起吊。此方案通过设置穿绳孔避免钢

8、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：刚性框形吊具图5-3剧性框膨吊具示意吊具分上下

9、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5-1方案比选编号名称可实施性安全性施工质量成本方案一柔性框形 吊具1、吊具结构简单，可自 行加工2、吊具整体刚性不足，梁板与地面呈一定夹

10、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，成本最低方案预埋钢筋专用吊具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

11、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 高方案刚性框形吊具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 较低制表：刘沁小组认为，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 最

12、佳方案。3、方案实施需要解决的问题六、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 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

13、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范青武日期：2017年

14、9月1制表：刘沁日七、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7-1吊具整体布局方案实施结果:经过现场考察，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7-2吊具图纸设计如上图所示，吊具主

15、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

16、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7-3边梁吊具图纸设计图7-5吊具实物图为了兼容左边梁和右边梁，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

17、下:表7-1Q345B钢材力学性能表(GB/T1591-T994)钢号质量等级力学性能屈服点os/MPa抗拉强度ob /MPa伸长率8 5/MPa冲剂吸收功（纵向） Akv/T厚度（直径、边长）/mm+20C0CW16 1 16353550 1 50100Q345B34513251295275 1 4706302134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7-6吊具测试2017年7月19日吊具进场，20日进行了测试。运

18、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