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1、一、工程概况,山东万鑫轮胎公司炼胶车间，两层框架结构，长度129.10m，宽度118.35m,建筑面积3.1万。一层标高7.75m，二层标高15.55m，框架柱网纵向尺寸12m,横向尺寸9m，框架梁截面尺寸为4001500，连续梁截面尺寸分别为3001100和300900,现浇板厚度130。本悬空模板支撑体系位于67轴与AX轴交汇区域，跨度12m,长度118.35m,板顶标高15.55m,属典型的大跨度重载悬空模板支撑体系。,二、小组概况,（一）小组业绩简介本QC小组自1999年以来，持之以恒地坚持技术攻关与创新活动，为创造精品工程提供了可靠的技术保障。目前已荣获山东省建筑业QC优秀成果一等奖
2、13项，并11次代表山东省出席全国建设系统成果发布，均荣获“全国工程建设优秀质量管理小组”奖，2011年分别荣获全国建筑业QC成果一等奖第一名和国家四部委授予的“全国优秀质量管理小组”称号。,(二)小组成员简介 小组成员一览表 表1,制表人：张林 日期：2011年5月23日,三、选择课题,（一）问题的提出近年来，大型工业车间及大型购物广场大量兴起，常规的落地模板支撑体系已无法满足此类工程的施工技术要求，存在突出的工序穿插矛盾，严重制约着工程进度。一是大型设备施工时，只能等待楼盖模板支撑体系拆除后方可进行，大大增加了关键线路的施工时间；二是巨大面积楼盖混凝土浇筑时，汽车布料机覆盖范围以外部分，只
3、能通过大型塔吊运输混凝土完成浇筑任务，极大地影响了楼盖混凝土浇筑效率。因此，只有通过设计创新，研发一种适应于模板支撑体系与其下部设备安装等立体交叉施工的方案，方可解决工序穿插矛盾与杜绝坍塌事故的发生。,（二）课题的确定基于上述问题的分析，开展本次创新活动，是目前模板支撑体系施工设计的迫切需求。因此小组确定以大跨度重载悬空模板支撑体系设计创新为本次活动课题。,四、设定目标与目标值,（一）目标悬空模板支撑体系强度、刚度和稳定性满足要求，并实现梁板模板安装及混凝土浇筑与其下部设备安装立体交叉作业的目标。 （二）目标值 1、模板主次楞和面板挠变L/400；12m跨度悬空钢梁挠度最大值21mm;支撑体系
4、立杆弹性挠度L/1000,最大挠度值1.4mm； 2、梁轴线位移8(国家标准8mm)，梁混凝土截面尺寸偏差5（国家标准+8、-5），梁底标高10（国家标10准），表面平整度5（国家标准8mm），观感效果良好。,（三）目标可行性分析 1、本炼胶车间是轮胎生产线的首要工序，直接影响投产日期。轮胎厂计划生产利润为30万元/d，因此建设单位为缩短施工周期，提出了“一层设备安装与其上部二层楼盖施工同步进行”的要求，并拨付了100万元的抢工期技术措施与研发经费。 2、企业拥有省级研发中心和国务院特殊津贴专家、博士等专业研发人才，本小组研发的重载超高钢管模板支架大跨度设计研究荣获2007年度中国建设科技创新
5、成果一等奖，具备较强的研发实力。 3、本次创新活动涉及技术面广，技术复杂，具有较大的技术风险。 综上所述，从建设单位支持力度，到研发人才、经费、小组成员研发实力等方面分析认为，只要依靠科学的设计验算与试验研究，有能力解决上述关键性技术难题，可以实现本次技术创新活动目标。,五、提出方案并确定最佳方案,（一）方案的提出小组成员围绕课题召开会议，运用“头脑风暴法”打破传统思维，集思广益，提出9种方案，并运用亲和图进行归纳整理后，提出如下四个可供选择的方案。,亲 和 图,制图人：贾华远 日期：2011年5月24日,（二）优选最佳方案QC 小组对上述四个方案，从可实施性、经济合理性、工期、其他影响等多方
6、位进行分析评估与优选。分析结果见下表。,各种方案对比分析表 表2,制表人：贾华远 日期：2011年5月24日,通过对以上四种方案的综合对比分析，小组全体成员一致认为方案四为最佳方案，故拟定方案四12m跨度工字钢梁悬空支撑体系为实施方案（见下图所示）。,图 1 梁板模板支撑体系现场照片,图 2 悬空工字钢梁体系现场照片,六、方案实施流程与关键技术优化,（一）工字钢梁悬空支撑体系实施工艺流程图,制图：贾华远 日期：2011年5月24日,(二)、关键技术问题预测根据方案实施工艺流程图，小组成员进行六次施工现场专题调研与讨论，并与有关专家进行研究，采用现场调研与专家咨询相结合的方法，预测方案实施过程需
7、要解决如下关键性技术问题。1、确定悬空工字钢梁体系计算模型 2、梁板模板支撑体系选型3、确定混凝土施工工艺流程4、编制施工设计方案与专家论证5、悬空工字钢梁就位与支撑体系搭设6、模板支撑体系变形监测方法,(三)、制定对策前需要进行优化的关键性技术 1、确定型钢悬空梁支座条件 表3,制表人：贾华远 日期：2011年5月25日,2、梁板模板支撑体系选型 2.1、模板支架选型 表4,制表人：贾华远 日期：2011年5月25日,2.2、模板面板选型 表5,制表人：时凌云 日期：2011年5月25日,2.3、模板次楞选型 表6,制表人：时凌云 日期：2011年5月25日,2.4、模板主楞选型 表7,制表
8、人：时凌云 日期：2011年5月25日,2.5、梁底立杆传力方式验算模型 表8,制表人：张林 日期：2011年5月25日,2.6、面板结构验算模型 表9,制表人：张林 日期：2011年5月25日,2.7、模板次楞结构验算模型 表10,制表人：张林 日期：2011年5月25日,2.8、模板主楞结构验算模型 表11,制表人：张超 日期：2011年5月25日,3、确定混凝土施工工艺流程 表12,制表人：张超 日期：2011年5月26日,4、梁板模板支撑体系构造设计 表13,制表人：贾华远 日期：2011年5月27日,5、模板支撑体系变形监测监控方法 表14,制表人：贾华远 日期：2011年5月27日
9、,七、制定对策 对 策 表 表15,制表人：张林 日期：2011年5月27日,实施 一 、确定悬空工字钢梁体系计算模型,八、对策实施,图3、悬空工字钢梁代表单元平面布置图,1、通过对上图6、7轴框架梁受力分析，为保证变形缝处7轴独立框架梁不发生扭曲破坏，确定采用简支梁方式安装与设计验算。2、采用理正工具箱（2011年版）钢梁计算模块结构验算，确定采用45c工字钢作为悬空主梁。3、经对7轴框架梁承载力验算，其承载力不满足钢梁荷载要求，确定其纵向受力筋变更如下：将负弯矩HPB400级钢筋222+216和正弯矩HPB400级钢筋218+216,分别变更为HPB400级825（4/4）和425+222
10、（2/4）。,效果确认1、通过钢梁简支座受力分析，框架梁无扭曲变形与裂缝现象，满足抗扭强度要求。2、通过12m跨度45c工字钢悬空主梁结构验算，其抗弯强度满足要求，按照间距3m设置系杆后整体稳定性满足要求，最大挠度=29.912000/400=30，满足设计要求(详见后附设计计算书) 。3、通过对变更配筋后的7轴框架梁进行结构验算，满足钢梁荷载作用下的承载力要求，并经设计院复核同意。,实施二 、梁板模板支撑体系选型1、采用Q235级483.0扣件式钢管支撑体系，梁底立杆上部设置可调支托形成轴心传力，并按照最不利荷载组合工况,设定单立杆稳定承载力为计算模型。2、采用12厚度木胶合板作为模板面板，
11、按照三跨连续梁确定计算模型，并进行最不利荷载组合验算。3、采用48宽68高方木次楞，按照三跨连续梁确定计算模型，并进行最不利荷载组合验算。4、采用Q235级483.0钢管主楞，按照连续梁确定计算模型，并进行最不利荷载组合验算。,效果确认,采用建书安全计算软件，对立杆、主次楞、面板进行系统承载力验算，立杆稳定承载力与系统抗倾覆满足目标要求；面板、主次楞强度满足要求，挠度均小于L/400的目标值（详见后附结构计算书） 。,实施三、确定混凝土施工流程,1、先浇筑二层框架柱混凝土，并在梁底以下50处设置施工缝，待框架柱混凝土达到20MPa及其以上后，将模板支撑体系的水平杆与框架柱逐步进行环抱式连接；2
12、、在支撑体系外围与框架柱之间中部设置闭合式竖向连续剪刀撑；3、梁板混凝土从中部向两侧对称浇筑。,效果验证,按照上述工况进行有限元分析，立杆侧向弹性变形为1.2mm，小于目标值1.4mm,梁板混凝土浇筑过程的支撑体系抗侧移刚度满足稳定性要求。,实施四 编制施工设计方案与专家论证,1、由贾华远，时凌云，张林于2011年6月15编制完成了大跨度重载悬空模板支撑体系施工设计方案，并通过内部技术审批，同意提交专家论证；2、 2011年6月18日委托淄博市住建局专家组对该方案进行了论证。,效果验证,1、通过专家组认真评审，结论为“该方案设计思路新颖，方案系统完整可行，同意实施。但目前尚无类似方案施工经验，
13、建议通过模拟试验进行悬空钢梁承载力确认。”2、6月19日按照专家评审意见，取建筑物NB轴为试验单元（见图3所示），采用12m跨度钢梁上布置等同施工荷载的砂箱，并采用插入式振动器进行振捣的方法进行模拟试验。结果表明，悬空钢梁抗弯剪及其支座混凝土局部抗压强度满足要求，挠度实测最大值为20小于目标值21。,实施五 悬空工字钢梁就位与支撑体系搭设,1、悬空工字钢梁就位1.1、按照图3悬空钢梁平面布置图，弹测钢梁腹板中心线，吊装钢梁就位；1.2、精确调整钢梁两端在框架梁上的支撑长度及腹板中心位置；1.3、按照图3所示，在悬空钢梁上翼缘焊接483.0系杆，间距3m。,效果验证,经对悬空钢梁位置进行全数检查
14、，其在两端框架梁上的支撑长度均满足200的设计要求；腹板中心与放线位置对应偏差均2，满足设计要求；系杆焊接质量满足三级焊缝设计要求，系杆间距偏差10的安装允许偏差。,2、支撑体系搭设2.1、铺设木板操作平台在悬空钢梁上满铺50厚度，200宽度木板，形成支撑体系搭设操作平台（见图2所示）；2.2、立杆搭设根据模板支撑体系立杆位置，在木板操作平台上弹测立杆坐标方格网，在坐标交汇中心设置立杆（见图4所示）先搭设外围立杆、扫地杆和临时固定水平杆，然后拉线设置其他立杆。立杆采用对接扣件接长（见图5所示）,图4、模板支撑体系代表单元平面布置 图,图5立杆连接节点图,2.3、水平杆搭设外围水平杆设于立杆内侧，其余分别对称设于立杆同侧，以便斜杆、剪刀撑的搭设。水平杆与己浇框架柱逐步距做可靠连接，以提高支架体系抗侧移能力和整体刚度（见图6所示）,
