[QC]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，与沙埕湾跨海通道工程（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5.584km。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。桥梁上部结构

2、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小组注册QC2017-3-5活动频次3次/月，出勤率95%小组人数14人序姓名性别年龄文化程度组内职务职称小组分工TQC教育号时间1李秋章男37本科

3、顾问高级工程师技术顾问人2高水堂男49本科顾问高级工程师技术顾问均3范青武男32本科组长工程师方案策划484毛金龙男41本科副组长高级工程师方案策划学5段秀智男32本科组员工程师方案策划时6徐志红男48本科组员工程师方案实施7周环龙男29本科组员工程师方案实施8王杨君男28本科组员工程师实施总结9刘沁男24本科组员助理工程师实施总结制表：刘沁日期：2017年9月1日三、选题理由1、问题的提出场地限本项目预制场设置在全线中部位置，与标头、标尾的制距离较远，相邻的两个标段下部施工开始较早，没有场地地方政本项目沿线村庄众多，考虑到地方政策和红线位置策的制约，为减少土地征用，加快征地交付，充分利用项目

4、施工工鉴于以上两种原因，本项目所有的预制梁板只能采艺用高低吊的方法安装（如下图所示），但传统的使用钢丝安全因本项目预制小箱梁数量较大，施工时梁板最大倾斜素角度达到了12，虽然经计算钢丝绳与梁板之间的摩擦力图3-1 高低吊施工步骤一图3-2 高低吊施工步骤2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、课题确定由此可见，传统的采用钢丝绳兜底的梁板起

5、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持续近一年半的时间，安装数量为1670片，在高低吊

6、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“头脑风暴法”，提出了3个具体实施方案。方案一：柔性框形吊具

7、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。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，

8、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：刚性框形吊具吊具分上下两个横梁，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

9、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优点综合评价1、吊具结构简单，可自通过穿绳孔使钢丝绳与梁板由于上下横梁使用钢丝绳分离，避免了翼缘板在吊装吊具结构最为方行加工此方案虽然能有效避免梁板安装柔性框形连接，梁板与地面呈一定过程中的损伤，但由于上、简单，加工也吊具结构简案2

10、、吊具整体刚性不足，过程中的损伤，但安全性方面的吊具夹角后整体稳定性欠佳，下横梁采用柔性连接，平移最方便，成本单，成本低一梁板与地面呈一定夹角后提升有限。不选依然存在滑移的风险时梁板可能产生晃动，从而最低整体稳定性欠佳影响安装精度1、吊具结构较为简单，加工、使用方便通过弃用钢丝绳避免了梁板吊具结构虽较2、为配合该吊具使用，为简单，但修在吊装过程中的损伤，但起此方案安全性较高，但成本最高方须修改小箱梁设计，增加小箱梁通过预埋钢筋和螺改梁板设计后吊具结构较预埋钢筋吊后当梁板与地面呈一定夹，吊装过程中预埋钢筋可能产生案预埋钢筋母与吊具刚性连接，整体每片梁板须多为简单，使专用吊具角后，预埋钢筋可能会弯

11、曲变形，导致后续施工无法进行。二3、起吊后当梁板与地面稳定性好预埋两根圆钢用最为方便，导致后续施工无法进行，不选呈一定夹角后，预埋钢筋，综合成本最梁板安装精度不可控可能会弯曲，导致后续施高工无法进行吊具结构虽较1、吊具结构较为复杂通过施工拉杆连接上、下横为复杂，前期吊具通用性方2、吊具使用过程中稳定梁避免了梁板在吊装过程中定做投入较高此方案通用性强，能够兼顾梁板刚性框形吊具整体采用铰接，确保强，使用过案性较好的损伤，整体采用铰接，具，但后期使用安装施工过程中的安全与质量。吊具梁板吊装稳定性程中稳定性三3、通用性强，无需修改有较好的刚度，能够确保梁和维护成本最选择好小箱梁设计板安装精度低，综合成

12、本较低制表：刘沁日期：2017年9月1日小组认为，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，方案三更具优势，因此，选定方案三为最佳方案。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确定整体布召开QC小组会议确定合理的吊具实地考察梁板各会议室1部尺寸和安装施2017-6-10范青武局方案，集体讨论形式预制场工现场情况具体图纸设由厂家负责主要设计符合本标段根据梁板各部尺2预制箱梁吊装要寸画出吊具各部办公室2017-6-11范青武计设计工作求的吊具的图纸召开QC小组会议吊具与梁板冲突，设想使用过程的部位进行重新中可能出现的问确保

13、吊具与梁板会议室3设计优化设计，并针对边2017-6-20毛金龙题，并有针对性能够适配办公室梁修改图纸确保的对图纸进行优起吊时稳定化4材料选购按设计图纸确定确保选购的材料由主要设计人员工厂2017-6-30段秀智吊具材料满足设计要求对材料进行把关按设计图纸进行确保吊具符合设吊具每个部分生5吊具制造产完成后由厂家工厂2017-7-10范青武吊具的制造计要求进行检验将吊具运到施工测试吊具是否达如出现问题，对6吊具测试照图纸进行分析施工现场2017-7-20毛金龙现场进行测试到设计目标并查找原因针对测试时遇到进一步提高配吊测试、发现问题效果评估、具的安全质量、分析、改进，办公室7的问题进行分析201

14、7-8-15范青武改进兼容性和操作效不断循环直至达施工现场，提出改进措施率到设计目标制表：刘沁日期：2017年9月1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

15、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

16、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

17、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下：表7-1 Q345B钢材力学性能表(GB/T1591-1994)力学性能质量屈服点s/MPa冲剂吸收功（纵向）钢号抗拉强度b伸长率Akv/J等级厚度（直径、边长）/mm/MPa5/MPa+200161635355050100Q345B3453252952754706302134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201

18、7年7月19日吊具进场，20日进行了测试。运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