外倾式非对称钢拱肋提升安装新技术研究

创新型广州市市政工程机械施工有限公司双桥QC小组2016年5月5日1目录一

二

三

四

五

六

七

八

九

十

十一

十二总结及今后方案巩固措施提出方案确定最佳方案效果检查关键环节优化及对策实施制定对策设定课题目标打算确定课题活动计划小组简介工程概况确定2一、工程概述工程名称蕉门河中心区双桥项目车行桥工程地理位置项目位于广州市南沙区蕉门中央商务区蕉门公园内广州南沙开发区蕉门中心区车行桥西连南府路，跨越蕉门河后，东接金岭一横路。设计起点为滨水大道与南府路交叉口以西40米处，设计终点为海滨路与金岭一横路交叉口以东119米。工程包括滨水大道与南府路交叉口及西侧引道，车行桥，海滨路与金岭一横路交叉口及东侧引道。路线全长480米，其中桥梁长231米，接线道路长249米

。工程概况结构概况

车行桥采用外倾式非对称系杆拱桥，结构为空间非对称受力体系

。安全奖项质量奖项确保“广东省双优工程”奖项情况定“中国市政金杯奖”为目标3课题概述车行桥钢拱肋概况主、副拱分别绕旋转轴向面外旋转16度

、18度而成。右侧拱肋跨径为的主跨跨径155.5m，面内矢高45m。右侧拱肋主跨175.5m，面内矢高54.

m。左侧拱肋17段，右侧拱肋19段，共36段

，最大节段重100T。4二、小组简介课题名称外倾式非对称钢拱肋提升安装方法新技术研究广州市市政工程机械施工有限公司双桥QC小组小组名称小组人数11人成立时间课题类型QC小组注册时间活动时间2015年2月创新型4次2015年2月2015年2月至2016年1月月平均活动次数累计活动次数40次成员接受教育时间成员出席率98.6%人均48学时5小组成员序号性别QC教姓名学历

项目岗位职称组内分工育123宋琢男

硕士项目总工组长250h220h90h高级工程师高级工程师助理工程师黄木荣

男

本科

项目副总工副组长陆文胜

男

本科彭鑫

男

本科预算员策划实施456施工员技术员资料员策划实施策划实施实施90h90h80h助理工程师助理工程师工程师李浩源

男

本科魏鑫鑫

女

本科78罗细告

男

大专唐隆健

男

本科李志峰

男

本科刘裕文

男

本科廖学军

男

中专安全员资料员测量员测量员质检员实施实施组员组员组员90h80h90h80h80h工程师9助理工程师助理工程师10116三、活动计划效果检查总结巩固期对策实施制定对策确项目定最佳方案提出方案设定目标选定课题计划实际进度时间2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

1月7四、确定课题问题提出蕉门河中心区车行桥项目地理位置突出、定位高，设计方案是国际公开竞争的优秀成果，也是社会舆论关注的焦点。桥梁造型新颖，很好地融入周边环境，景观价值高，建成后将具有区域地标建筑的特点，是南沙区政府重点打造的景观工程之一，对提升刚刚获批的南沙自贸区对外形象有重要的意义

.相较国内桥梁工程中外倾式非对称钢拱肋的施工存在以下问题：1、桥梁造型独特，国内相似案例较少，公司领导十分重视这个项目；2、落实业主要求的精细化管理施工，以钢拱肋安装精度控制为重点管控对象，目标难以达到；3、土质条件非常差，淤泥深度达二十多米，吊装高度接近五十五米，若采用大型履带吊配合栈桥吊装作业施工，对栈桥安全性、稳定性要求极高，施工安全形势较为不利

；8确认课题鉴于该钢拱肋安装的技术难点和重点非常明显，任务艰巨，且需满足工程精细化管理要求，本小组决定探索一种既能提高钢拱肋安装精度，又安全可靠的安装提升方法。外倾式非对称钢拱肋提升安装新技术研究9五、设定目标目标：优质、高效完成外倾式非对称钢拱肋拼装工作，确保拼装过程的精度控制，竖向偏移≤10mm，横向偏移≤8mm。1、理论计算与数据的支持，精确的预拱量计算有利条件2、项目技术负责人和各工作人员桥梁工程的管理经验丰富，公司领导重视，带领相关技术专家亲临现场进行技术指导。3、落实业主精细化管理要求，为确保车行桥工程的质量与进度公司组建了一直实力雄厚的施工管理队伍。目标可实现上所述，课题实施外部条件好，各项资源充裕，虽然项目实施的困难较大，但是小组通过创新工艺和详细策划，在人、财、物、技术等方面都得到了公司的大力支持下，小组成员一致认为目标能够实现。10六、提出方案，确定最佳方案1、提出方案小组成员召开关于“外倾式非对称钢拱肋提升安装方法”的专题会议。分别对两个问题：①精度控制②安全系数，小组成员以创新性思维、运用“头脑风暴法”

充分提出了各种方法及创新途径。最终得出了4个相关方案。A、满布支架支撑的大吨位吊机拼装法；B、少支架辅助支撑的跨桥龙门吊架设法；C、横移式缆索吊机无支架斜拉扣挂架设法；D、高空胎架千斤顶同步提升法。11六、提出方案，确定最佳方案A方案

采用满布支架支撑的大吨位吊机拼装法优点：A方案：采用满布支架支撑的大吨位吊机拼装法1、设备移动灵活；２、设备租赁较方便；３、进场安装速度快

。缺点：１、吊机的吊重、吊幅有限；２、支架用量多，搭设范围大；3、吊装构件的空中姿态调整就位不方便；4、安全风险较高。天津大沽桥12六、提出方案，确定最佳方案B方案

少支架辅助支撑的跨桥龙门吊架设法优点：B方案：采用少支架辅助支撑的跨桥龙门吊架设法１、可覆盖所有构件安装；２、吊装重量大，安装速度快，工效高；３、支架用量较少；４、吊装构件的空中姿态调整就位方便；缺点：１、龙门吊安装、拆除要求高，安全风险较大，也占用工期；２、龙门吊栈桥基础处理要求高，基础投入较大。中山市长江大桥13六、提出方案，确定最佳方案C方案

横移式缆索吊机无支架斜拉扣挂架设法C方案：采用横移式缆索吊机无支架斜拉扣挂架设法优点：1、可覆盖大部分构件安装；2、吊装重量大；3、不需搭设支撑构件的支架；缺点：1、缆索吊庞大，制造周期长，影响工期，且投入巨大;2、缆索吊的后锚及塔架基础要求高;

３、构件的空中状态调整就位不方便;４、安全风险大。广西南宁大桥14六、提出方案，确定最佳方案D方案

采用高空胎架千斤顶同步提升法方案论述：沿钢拱肋投影线搭设钢拱肋安装栈桥，作为钢拱肋运输通道，栈桥上搭设高空胎架，在胎架顶设置液压提升装置提升安装钢拱肋

。优点：1、不用安装大型塔架；D方案：采用高空胎架千斤顶同步提升法2、钢拱肋在栈桥上的运输和提升均无需采用履带吊，提高机械施工安全系数；3、支架用量较少，投入少；4、同样可以设置四个独立吊点容易解决构件空中转体问题。缺点：１、高空胎架变形控制难度大；２、钢拱肋安装固定工艺复杂；15六、提出方案，确定最佳方案2、确定最佳方案2015年3月20日，我小组在项目经理部会议室召开会议，小组成员对四种提升方案进行了讨论，从经济、安全、工艺难度几个方面进行了综合对比分析。由价值工程原理的评价标准，QC小组通过评价选出方案D作为本活动课题的最佳方案，即双栈桥+超高支架，多台连续液压千斤顶超高支架同步提升、高空三维安装方案，最终选定D方案

高空胎架千斤顶同步提升法为最佳方案。16七、方案关键环节优化及确定关键环节分析2015年3月26日，我小组在项目经理部会议室召开全员会议，小组成员对最佳方案进行了讨论，针对施工工艺流程运用PDPC法，对方案实施过程中的关键环节进行了确定。关键环节归纳如下：1、栈桥、胎架搭设；2、拱肋的横向运输；3、

拱肋的纵向提升；4、拱肋的高空就位。17八、制定对策18九、对策实施对策实施一：栈桥、胎架搭设措施一：软件计算对以下工况进行了软件建模验算：1、履带吊施工时位于跨中2、履带吊施工时位于墩顶3、电动平车运输钢拱肋时位于墩顶4、电动平车运输钢拱肋时位于履带吊施工时位于跨中履带吊施工时位于墩顶跨中实施效果检查：经软件计算，以上提及四种工况，钢拱肋安装支撑体系在强度、刚度、稳定性方面均能100%满足规范的要求。电动平车运输钢拱肋时位

电动平车运输钢拱肋时位于跨中

于墩顶19九、对策实施对策实施一：栈桥、胎架搭设措施二：胎架预压根据本桥拱肋安装方案及节段划分，最大拱肋重量为100t，根据支架布置形式，选取3个墩支架处进行预压，针对Y4-Y6#支架进行两跨同时预压，采取静载预压的形式。在栈桥上设置水箱，采用水箱进行预压。预压重量为最大拱肋重量的120%，即水+水箱自重=120t。胎架预压预压水箱现场布置水箱下千斤顶布置图20拱肋支架预压数据结论：根据上表可知，经过分阶段预压，预压后100%不超预警值，拱肋支架及基础栈桥的承载力、稳定性、强度能够满足拱肋提升及支撑的要求。九、对策实施对策实施二：拱肋的横向运输措施1：铺设轨道，利用电动平车运输陆地上运输通道铺设在回填土上，在施工栈桥上，铺设电动平车

通道基础采用C20现浇砼，在砼基础轨道以供电动平车运输钢拱肋到指定位置。上铺设运输钢轨；栈桥上的轨道用高强螺栓连接到已焊接的工字钢上，并焊接加劲板帮助固定。22九、对策实施对策实施二：拱肋的横向运输措施2：钢拱肋在运输平车上进行临时固定在电动平车上安装承放钢拱肋将钢拱肋跟安座进行焊接,用手动葫芦从钢拱肋吊耳处与电动平车拉紧，防止其转动。的鞍座，用250吨履带吊将从工厂运输到现场的拱肋抬吊到电动轨道运输车的安装上，然后进行临时固定

.23九、对策实施对策实施二：拱肋的横向运输结论：铺设轨道，利用电动平车运输，并在运输平车上进行临时固定，横向运输在目标值±10mm以内，满足施工要求。24九、对策实施对策实施三：钢拱肋的纵向提升措施1：技术交底技术及安全人员在项目部会议室于吊装前一天对吊装人员的进行详细的交底。交底、考核记录25九、对策实施措施2：选择合适的吊点经专家论证得出，选择四个吊点是最合理的方法，千斤顶使用数量少，操作相对于简单且容易调确定使用四个吊点的情况下，设计好钢拱肋的吊耳的位置，起吊后形整拱肋的空中姿态，便于三维定

成设计角度，减少高空的转动操作。位。26九、对策实施措施3：选用符合要求的提升设备主、副拱分别绕旋转轴向面外旋转16度

、18度而成，拱肋采用六边形钢箱结构，在高空对接时需要进行微动调节对接的角度，所以选用的千斤顶提升系统需要能够灵活操作，可联动整体提升，亦可单动微调角度。根据需要，我们QC小组经讨论以及咨询专家后得出结论，选择了MCLSB23-28型液压泵和LSD60-300型千斤顶。27九、对策实施对策实施四：钢拱肋的高空就位措

施

1

：使

用

全

站仪

对

拱

肋的

轴

线

、高

程

进

行控制我小组成员在施工现场对左拱L0节段的三维坐标进行测量，根据数据通知操作人员进行微调，反复操作，得出的最终数据。观测点布置如图28左拱L0节段安装测量记录九、对策实施对策实施四：钢拱肋的高空就位措

施

2

：利用螺旋千斤顶进行微调坐标利用连续千斤顶调整吊索长度及索间距来调整拱肋的倾斜度、平面位置和标高，通过螺旋千斤顶进行微调，精确调整到位后，将拱肋与鞍座进行固定，用螺栓及码板进行临时连接，然后进行对接口的焊接。30九、对策实施对策实施四：钢拱肋的高空就位措施3：聘请

有

资

质的

监

测

单位

进

行

复核聘请广州市市政工程设计研究总院对钢拱肋的三维坐标进行监测，采用进口瑞士的徕卡TS30精密全站仪、宾得R-202NE全站仪，通过对各点的周期性观测，便可得到各变形观测点的位移变化。结论：通过科学有效的测量技术，采用螺旋千斤顶进行微调坐标，聘请专业的监测单位进行施工，能有效控制钢拱肋的高空定位，满足拱肋竖向偏移≤10mm，横向偏移≤8mm。31九、对策实施大面积实施1、锤打螺旋管桩2、第一层高空胎架的施工3、胎架施工至设计高度，安装斜4、胎架预压处理，预压合格后撑和水平撑方可进行拱肋的提升安装工作32九、对策实施大面积实施5、用250吨履带吊将拱肋抬吊到电动轨道运输车上，进行临时固定后进行运输；6、将拱肋运送到安装位置下方，解除拱肋在平车上的临时锁定；8、安装梁顶上手摇液压千斤顶，7、安装提升系统梁顶上的锚具控制拱肋在轴线方向的移动33九、对策实施大面积实施10、将扁担梁与吊耳进行可靠连接，拱肋在工厂加工时设定好了吊耳的位置，起吊后形成设计角度，减少高空的转动操作；9、经论证后决定将千斤顶安装在下方随拱肋一起提升，增加扁担梁作为连接构件；11、通过对提升系统的操作控制四台千斤顶进行同步提升作业，拱肋开始提升12、当拱肋提升到支架连接系处时，拆除该道连接系九、对策实施大面积实施14、拱肋提升到预定高度，调好角度，然后搭设鞍座支撑梁，放下鞍座，拱肋对接；13、超过该道连接系时，恢复该道连接系；16、依次将剩余拱肋提升安装，至合拢口时停止并进行观测，对合拢口进行精确测量15、通过螺旋千斤顶进行微调，精确调整到位后进行固定35九、对策实施大面积实施17、对称切割合拢段余量，然后跟其他拱肋一样进行提升安装；18、提升到合拢口下方时，调节合拢段倾斜度后上升19、将合拢段提升到合拢

20、对接后用螺栓及码板口上方后开始下放进行对

进行临时连接，然后进行合拢后现场图片接；对接口的焊接。36十、确认效果1、目标完成情况QC小组目标实现了。2015年12月28日，经过四个月施工期，钢拱肋的提升安装工作完成，左右两拱肋顺利合拢，达到了小组预定的目标值。37十、确认效果2、效果检验2015年12月31日，经过大面积实施后，左右拱全部安装完毕，通过检测，左、右拱的横向偏移最大值8mm、竖向偏移最大值9mm，达到拱肋横向偏移≤8mm，竖向偏移≤10mm的目标值，完成小组预定目标。表10

实施后左拱、右拱安装精度检查结果12101088642075.7竖向偏移横向偏移目标实施后38十、确认效果2、效果检验（1）质量方面2015年12月18日，小组成员廖学军委托广州建设工程质量安全检测中心有限公司负责对已施工的钢拱肋进行超声波检测。检测结果显示拱肋合格，满足设计要求。实践验证，本小组采取的对策和措施有效

。39十、确认效果2、效果检验（2）进度、成本方面对比于其他三个方案，采用方案D：高空胎架千斤顶同步提升法，在经济上取得