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1、78M高空悬挑结构模板支撑及外脚手施工平台的研制与应用 江苏扬建集团有限公司扬州曙光电缆项目部QC小组 发布人 孔祥峰 目录 工程概况QC小组简介选择课题设定课题目标提出方案 确定最佳方案问题假想预测 确定对策对策实施总体效果检查总结及巩固措施下一步打算 一 工程概况 扬州曙光电缆750KV超高压交联电缆及配套项目曙光电缆1号生产厂房位于扬州北郊菱塘填 由1a立塔和1b生产车间组成 总建筑面积为31358M2 其中地下建筑面积为369M2 1a立塔长20 5M 宽18M 地下一层 地上十六层 全现浇剪力墙结构 层高最高为10M 其余为6 8M 建筑总高度达114 18M 1b生产车间东西长25
2、2 6M 南北宽96M 为单层厂房 现浇排架结构 钢结构屋盖 其中1a立塔从第12层中间 80 500M处 12层楼面标高为 78 000M 开始向四周悬挑扩大平面 最 大挑出长度为3 4M 在建筑物东北和西南角楼面标高处挑出长度为1 6m 东南和西北角楼面标高处挑出长度为2 4m 东南和西北角楼层中间标高处挑出长度为3 4m 结构挑梁尺寸为0 35m 0 7m 0 3m 0 6m 0 25m 0 6m等 板厚120mm 12层以下平面图 12层以上平面图 二 QC小组简介 扬州曙光电缆750KV超高压交联电缆及配套项目曙光电缆1号生产厂房工程QC小组 成立于2008年3月25日 属创新型 主
3、要由总工程师 项目经理 技术负责人及高级技工组成 全体成员平均接受QC教育24课时 掌握了QC基本理论 施工技术管理强 人员搭配合理 小组简介如表2 1 表2 1QC小组成员简介表 三 选择课题 一 问题的提出结构从 80 500M标高处向四周挑出 挑出的位置及尺寸多变 结构较为复杂 挑出长度较大 最大达到3 4M 安全施工面临严峻考验 质量要求严格 工期紧迫 本公司在此方面无类似工程可以借鉴 若使用传统模板支撑体系和外脚手体系存在以下问题 1 3 4M悬挑结构在 87 000M高空 若用落地支撑排架 工程量大 钢管 扣件和人工投入大 不仅增加成本 而且严重影响工期 2 地基需作处理 增加成本
4、 3 由于结构挑出最大达3 4M 普通悬挑脚手架对悬挑梁要求太高 安全隐患较多 二 课题确定由此可见 采用悬挑施工平台较为适合 另外 模板支撑用施工平台与脚手架用施工平台在高空没有空间独立设置 因此 传统模板支撑体系和脚手架体系无法满足要求 项目部需创建新型的体系来替代 本次QC小组活动的课题为 78M高空悬挑结构模板支撑及外脚手施工平台的研制与应用 四 设定课题目标 一 目标 扬州曙光电缆750KV超高压交联电缆及配套项目曙光电缆1a立塔工程高空悬挑结构模板支撑和外脚手架施工平台稳定 安全 1 悬挑端下挠不超过19mm L 500 2 支撑体系的制作 安装工期满足施工要求 确保主体结构施工进
5、度 二 目标值 三 目标可行性论证 综合以上情况 经过客观分析 本小组一致认为 目标及目标值完全能够实现 五 提出方案 确定最佳方案 一 方案的提出在塔楼结构施工之初 围绕课题 小组成员通过 头脑风暴法 集思广益对其高支撑模板方案及外脚手架体系进行讨论 提出方案的共同特点是 在高空制作一操作平台 模板支撑体系和外脚手架体系均落在同一平台上 实际即对操作平台的设计与制作进行讨论 归纳整理后形成三种方案 悬挑钢梁 拉绳反拉体系 悬挑钢梁 压杆支撑体系 悬挑桁架体系 方案的分析 评估及选定表 二 方案的分析 评估及选定 方案的分析 评估及选定表 方案的分析 评估及选定表 以上三个待选方案 小组成员通
6、过多次讨论 大致形成以下意见 1 压杆支撑体系与拉绳反拉体系传力明确 受力合理 2 由于本工程层高较高 压杆支撑体系中压杆需很长 故截面会较大 用钢量大 且对下层外脚手架影响较大 相比拉绳反拉体系不便施工 3 压杆支撑体系需成榀吊装 对尺寸精度要求高 不便于施工 且影响工期 拉绳反拉体系则不存在这些问题 4 拉绳反拉体系较压杆支撑体系经济性好 5 悬挑桁架方案投入较大 且占用工期太长 不能满足本工程的工期目标 故不采用 通过对比分析 第一种方案 悬挑钢梁拉绳反拉体系 评为最佳方案 三 细化方案 1 悬挑型钢选择 经计算 本方案采用20b号工字钢作悬挑钢梁 悬挑钢梁挑出长度为4 75M 角部最大
7、为6 65M 钢梁布置间距为1 5M 钢梁锚入建筑物1 25M 角部则直接浇筑在混凝土墙体内 在楼板处采用预埋U型环 14圆钢 10号角钢压板固定 2 拉绳选择 经计算 选择 20钢丝绳 角部采用 22钢丝绳 3 钢丝绳与钢梁连结方案选择 经计算 吊环选择 22圆钢 角部采用 32圆钢 在混凝土墙体上吊点处 采用预埋 22吊环 角部采用 32吊环 4 由于挑出部分达4 75m 锚入楼面部分只有1 25m 整个钢梁的重心偏向外侧400mm 故决定在原有脚手架上挑出1m长的三角架 用以临时支撑工字钢 5 平台示意图 六 问题假想预测 一 悬挑钢梁拉绳反拉体系操作流程 二 问题假想原因预测我们组织小
8、组成员经多次会议讨论 对此方案可能出现的质量 安全事故进行预测 假想问题主要归纳如下 1 由于模板支撑系统 落在此钢平台上 荷载很大 对钢丝绳拉环的要求很高 特别是拉环焊缝施工质量 拉环焊缝承载力可能达不到要求 2 由于悬挑长度较大 反拉角度为52 接近45 产生的水平力也很大 钢梁需克服较大水平力 4 钢梁吊装完成后 由于第十二层结构没有施工 无法拉钢丝绳 施工平台不能使用 3 角部钢梁最大悬挑长度达6 65M 若仍按悬挑端1 50M纵距布置钢梁 则角部埋入混凝土中的钢梁太密 且与墙体暗柱钢筋交错 造成角部混凝土浇筑质量得不到保证 5 由于结构最大悬挑长度为3 4M 钢梁挑出长度达到4 75
9、M 悬挑长度较大 钢梁变形超过允许值 七 确定对策 通过上述假想预测 所归纳的六个问题 结合施工流程 制订实施对策见下表 八 对策实施 实施一 选择合理焊接参数 保证焊接质量 1 通过计算 确定拉环钢筋直径和焊缝高度及长度 设计选用 22钢筋 焊缝高度为10mm 长度为200mm 焊条为E43型 实际操作中 焊缝长度均为满焊 2 现场施工时 首先对材料进行严格检查 确保材料符合要求 施焊时 保证足够的熔深 主焊缝与定位焊缝应结合良好 无气孔 夹渣和烧伤缺陷 由于钢筋直径较大 分三层间断施焊 每焊一层后 清理完焊渣后 再焊接下一层 确保焊缝的高度和长度 结果 所有拉环在浇筑 78 000M标高楼
10、面前焊接完成 焊缝经探伤 满足要求 且实际使用中 焊缝牢固 实施二 采取措施确保钢梁水平无位移 1 根据计算得知 钢梁最大水平力达54 55KN 为避免钢梁在巨大水平力作用下 沿钢梁自身方向不发生位移 采用14号工字钢作为阻铁 长度为100mm 与20号工字进行焊接 以阻止钢梁水平向位移 2 为保证阻铁位置准确 经多次商讨决定待钢梁就位后 现场焊接 焊接时 采用小电流短弧焊接 第一层焊缝用短电弧作前后推拉动作 焊条与焊接方向成8 90 角 其余各层焊条横摆 并在坡口侧略停顿稳弧 保证两侧熔合 结果 阻铁在钢梁就位后即完成焊接 使用过程中 钢梁无位移 实施三 角部钢梁特殊处理 1 由于角部最大悬
11、挑达为6 65M 若悬挑端钢梁间距仍按1 5M布置 则角部钢梁太密 此处混凝土浇筑质量不能保证 经小组成员研究决定 为确保凝土浇筑质量 将角部钢梁间隔布置 钢梁间隔布置后 钢梁端部间距达3M 若直接搭设脚手架和排架肯定不能满足要求 通过验算 决定在20号工字钢梁上搁置14号工字钢 且与20号工字钢焊牢 角部钢梁形成一整体共同受力 在14号工字钢上再立一排脚手管 以满足脚手架立杆纵距要求 2 由于角部钢梁是埋入混凝土中 在楼面固定的钢梁很短 只有不到800mm 故在安装工字钢时 需设置临时支撑 支撑不参与悬挑平台受力计算 只承受平台上钢管及钢笆自重和操作人员荷载 经验算 临时支撑杆选用4根钢管组
12、合截面 具体设计见附图 结果 角部混凝土浇筑密实 强度达到设计要求 角部搭设脚手架和排架 使用安全 可靠 实施四 合理安排使用程序确保安全 1 施工流程 预埋U型环 搭支撑工字钢三角架 吊装工字钢 加高下层脚手架 施工第十二层 反拉钢丝绳 拆除加高的脚手架 搭设外脚手架及模板支撑排架2 将工字钢安装在楼面后 钢梁不允许承受任何荷载 此时利用下层的脚手架再搭高一层施工第十二层 待十二层施工完成后 再将其拆除 待混凝土有一定的龄期后 拉好钢丝绳 然后在钢梁上满铺钢管 间距45cm 以及钢笆片和竹笆片各一层 到此操作平台安装完成 经验收后方可投入使用 3 在 87 000挑板施工时 外脚手加仅作为维
13、护栏杆用 不允许承受任何荷载 实施五 严密监测钢梁变形 确保钢梁变形不超过允许值 1 钢梁允许变形为L 500 19mm 在反拉钢丝绳时 将钢梁端部抬高6cm 2 将每根钢梁进行编号 反拉完钢丝绳后 逐根测定端部标高并做好钢梁沉降观测记录 每搭一次脚手后 进行一次标高复查 计算每根钢梁的沉降值 严密监测钢梁变形 若钢梁变形值达到或接近允许变形值时 即收紧钢丝绳 确保钢梁变形值控制在允许范围内 结果 根据监测 钢梁最大下挠值为11mm 九 总体效果检查 1 经定期观测 使用过程中 钢梁沉降未超过允许值 钢梁下挠最大值为11mm 实现目标值 2 2008年7月27日至2008年7月30日钢梁吊装至
14、平台铺设完毕 用4天时间 12层结构施工完成后 2008年8月20日至2008年8月22日反拉钢丝绳完毕用3天时间 整个体系施工工期共7天 立塔结构于2008年10月24日顺利封顶 实现施工进度计划 3 本工程施工难度大 安全要求高 我项目部克服重重困难 按业主进度要求 顺利完成结构工程施工 受到业主及建设主管部门的一致好评 为公司在激烈的市场竞争中树立了良好的企业形象 4 用钢量共11 5T 钢丝绳共680M 预算造价15万元 支出9 7万元 共节省5 3万元 经济效益显著 十 总结及巩固措施 通过本次QC小组活动 达到了预期的效果 取得了显著的经济效益和社会效益 提高了小组成员的科技创新能力 目前本施工方法已编制成企业作业指导书 编号为YJZY03 2008 在装修过程 我们需进一步加强施工组织协调 进一步提高工程质量 保证施工进度 确保业主早日安装生产设备 按期投产 并实现工程质量 扬子杯 目标 十一 下一步打算 通过此次活动 小组得到了锻炼 提高了分析问题 解决问题的能力 用团队力量控制好重要工序的质量 增强了大家的凝聚力 培养了大家的质量意识 下一步我们将以 提高大体积混凝土施工质量 为课题 继续开展QC活动 控制好施工质量 谢谢大家
