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1、96m钢桁桁结合梁合梁悬臂拼装臂拼装线型控制型控制二00七年十二 月第二十六次QC成果发表人：岑 峰中国中铁四局集团二公司太中银铁路工程经理部QC小组1、工程概况永宁黄河特大桥是太中银铁路重点控制工程之一，全桥长永宁黄河特大桥是太中银铁路重点控制工程之一，全桥长3.942km3.942km，工程，工程造价造价2.62.6亿元。跨黄河主桥采用亿元。跨黄河主桥采用1313孔孔96m96m简支钢桁结合梁，具有较高的科技简支钢桁结合梁，具有较高的科技含量。含量。钢梁主桁采用无竖杆三角桁式，桁高钢梁主桁采用无竖杆三角桁式，桁高11.6m11.6m，节间长度，节间长度12m12m，主桁中心距，主桁中心距7
2、.5m7.5m。上下主桁采用箱形截面。主桁节点采用整体节点形式，上、下弦杆采。上下主桁采用箱形截面。主桁节点采用整体节点形式，上、下弦杆采用节点外拼接形式，斜腹杆采用插入形式。单孔钢梁重用节点外拼接形式，斜腹杆采用插入形式。单孔钢梁重884t884t，总用钢量，总用钢量11488t11488t，单根杆件最大起重量，单根杆件最大起重量20t20t。桥面系采用纵横梁钢砼结合体系。桥面系采用纵横梁钢砼结合体系。12m11.6m7.5m无无 竖竖 杆杆 三三 角桁梁角桁梁2 2二、小组概况悬臂拼装线型符合设计要求悬臂拼装线型符合设计要求活动目标活动目标60h60h活动时间活动时间1010活动次数活动次
3、数2019.52019.52019.112019.11活动时间活动时间组员组员技术员技术员资料员资料员大学大学2222男男石石 剑剑组员组员技术员技术员技术员技术员大专大专2222男男扶永超扶永超组员组员见习生见习生见习生见习生大学大学2323男男吴悍生吴悍生组员组员助工助工技术主管技术主管大学大学2424男男李李 羊羊组员组员助工助工工程部长工程部长大学大学2525男男岑岑 峰峰副组长副组长工程师工程师项目经理项目经理大学大学3333男男郭郭 晓晓组长组长工程师工程师项目总工项目总工大学大学2828男男吴军国吴军国小组职务小组职务职称职称职务职务文化程度文化程度年龄年龄性别性别姓姓 名名吴军
4、国吴军国组长组长2019.5.102019.5.10建组时间建组时间7 7人人小组成员小组成员人均人均48h48hTQCTQC教育教育现场攻关型现场攻关型类类 型型96m96m钢桁结合梁悬臂拼装线型控制钢桁结合梁悬臂拼装线型控制课题名称课题名称太中银铁路工程经理部太中银铁路工程经理部QCQC小组小组小组名称小组名称3 3三、选题理由大跨度钢桁梁悬臂拼装是集团公司建桥史上的空白。大跨度钢桁梁悬臂拼装是集团公司建桥史上的空白。悬臂拼装施工过程临时荷载种类多，且存在多种结构体系之间的悬臂拼装施工过程临时荷载种类多，且存在多种结构体系之间的转换；桥梁横向刚度较小，风荷载、临时荷载导致的横向偏心、转换；
5、桥梁横向刚度较小，风荷载、临时荷载导致的横向偏心、温度梯度差等因素的影响，线型控制难度较大。温度梯度差等因素的影响，线型控制难度较大。4 4四、设定目标确保钢桁梁悬拼线型符合设计要求。控制悬拼端挠度规范允许值(8mm)期望值(mm)降低2mm5 5五、现状调查本QC小组经过咨询专业的钢结构安装公司、外出观摩其他钢梁施工现场、聘请有经验的专家学者举行专题讲座，联合监控单位进行了理论计算，收集、掌握了部分钢桁架悬臂拼装相关资料。为此，本小组分阶段召开了专题会议，对可能影响悬臂拼装节点挠度、全桥整体线型的原因进行分析、讨论。专家评审会6 6钢钢桁桁梁梁结结合合梁梁线线型型不不符符合合设设计计要要求求
6、施工经验少施工经验少新工人未经培训新工人未经培训技术水平低技术水平低施工未交底施工未交底制作公差大制作公差大图纸转化精度低图纸转化精度低加工设备精度低加工设备精度低杆件变形杆件变形运输吊装不规范运输吊装不规范焊缝收缩除变焊缝收缩除变温度应力影响温度应力影响测量精度低测量精度低测量仪器精度低测量仪器精度低测量方案不合理测量方案不合理人人加工制作加工制作外部环境外部环境监控监测监控监测施工方法施工方法临时支墩沉降临时支墩沉降钢管桩摩擦阻力小钢管桩摩擦阻力小型钢分配梁变形型钢分配梁变形临时荷载作用临时荷载作用杆件安装方法杆件安装方法六、原因分析l要因分析要因分析非要因非要因现场验证现场验证钢桁梁施工
7、图设计不能直接用于工厂加工制作，图纸转化深度、精度关系到杆件加工制作的精度，大型钢结构厂现在多采用自动化软件，提高了转化设计图纸精度。图纸转化精度低图纸转化精度低4 4非要因非要因调查分析调查分析技术交底不完善，不能较好指导技术交底不完善，不能较好指导施工，应聘请有经验的技术员进施工，应聘请有经验的技术员进行讲课。行讲课。 施工未交底施工未交底 3 3非要因非要因调查分析调查分析对新进场工人进行了专职培训，以老带新，提高了操作技能及熟练程度。新进场工人未经新进场工人未经过培训过培训2 2非要因非要因调查分析调查分析96m钢桁结合梁悬臂拼装属集团公司首次施工，可供借鉴的经验少。通过培训、讲课掌握
8、了测量监控方法，选择了解有钢桁梁安装经验的单位合作施工。钢桁结合梁施工钢桁结合梁施工经验少经验少 1 1确认结果确认结果确认方法确认方法确认内容确认内容末端原因末端原因序序号号之一之一8 8要因要因现场监测现场监测安装安装时时受日照、温度梯度差等影受日照、温度梯度差等影响，响，钢钢梁梁纵纵横向位移横向位移较较大，大，给线给线型控制增加型控制增加难难度。度。 温度应力影响温度应力影响8 8要因要因现场监测现场监测钢梁悬拼临时荷载种类多，具有钢梁悬拼临时荷载种类多，具有可变性，悬拼端挠度难以控制。可变性，悬拼端挠度难以控制。临时荷载影响临时荷载影响 9 9非要因非要因现场量测现场量测钢钢桁梁杆件全
9、部由板材桁梁杆件全部由板材组焊组焊而成，而成，焊缝焊缝收收缩缩引起杆件徐引起杆件徐变变，对钢对钢桁桁梁制作公差有梁制作公差有较较大影响。大影响。 焊缝收缩徐变焊缝收缩徐变7 7非要因非要因现场验证现场验证杆件运输及存放不当或吊点不对易造成杆件变形或严重旁弯 。运输吊装不规范6 6非要因非要因现场验证现场验证栓接桁梁栓接桁梁节节点栓孔多、弦杆采用点栓孔多、弦杆采用大大节节点，制孔及加工精度要求极点，制孔及加工精度要求极高，采用机械下料、高，采用机械下料、组焊组焊、制孔、制孔等才能确保桁梁加工精度。等才能确保桁梁加工精度。 加工设备精度低加工设备精度低 5 5确认结果确认结果确认方法确认方法确认内
10、容确认内容末端原因末端原因序序号号之二之二9 9要因要因现场监测现场监测黄河主河道均为粉细砂层，黄河主河道均为粉细砂层，在支墩千顶斤作用下钢管在支墩千顶斤作用下钢管桩沉降对钢梁线型影响较桩沉降对钢梁线型影响较大。大。临时钢管支墩沉临时钢管支墩沉降降1212非要因非要因现场监测现场监测临时支墩集中荷载大，型临时支墩集中荷载大，型钢分配梁变形对钢桁梁挠钢分配梁变形对钢桁梁挠度影响大。度影响大。 型钢分配梁变形型钢分配梁变形1111非要因非要因现场验证现场验证悬臂拼装杆件安装后很难悬臂拼装杆件安装后很难进行偏差调整、对位、高进行偏差调整、对位、高强螺栓及冲钉施工。强螺栓及冲钉施工。 安装顺序安装顺序
11、1010确认结果确认结果确认方法确认方法确认内容确认内容末端原因末端原因序号序号之三之三1010确认结果确认结果确认方法确认方法确认内容确认内容末端原因末端原因序号序号非要因非要因现场验证现场验证钢桁梁节点均处于三维空间钢桁梁节点均处于三维空间体系，测量控制较难，测量体系，测量控制较难，测量方案是否合理关系到桁梁安方案是否合理关系到桁梁安装的精度控制。装的精度控制。测量方案不合理测量方案不合理 1414非要因非要因现场验证现场验证采用普通的测量仪器无法满采用普通的测量仪器无法满足钢梁杆件安装精度要求，足钢梁杆件安装精度要求，桁梁线型无法控制。桁梁线型无法控制。 测量仪器精度低测量仪器精度低 1
12、313之四之四1111临时支墩沉降临时荷载温度应力本小组成员根据以上本小组成员根据以上1414条末端因素进行全面分析、讨条末端因素进行全面分析、讨论，得出影响悬拼钢桁梁线型的主要因素如下：论，得出影响悬拼钢桁梁线型的主要因素如下：结论1212七、制定对策针对影响钢桁梁线型的主要因素，我们制定了如下对策：针对影响钢桁梁线型的主要因素，我们制定了如下对策：序号序号要因要因对策对策目标目标措施措施负责人负责人完成时完成时间间1 1温度应温度应温度应温度应力影响力影响力影响力影响采用数控钻床加采用数控钻床加采用数控钻床加采用数控钻床加工，同时控制杆工，同时控制杆工，同时控制杆工，同时控制杆件加工场与拼
13、装件加工场与拼装件加工场与拼装件加工场与拼装现场温度接近现场温度接近现场温度接近现场温度接近确保杆件确保杆件安装符合安装符合铁路钢铁路钢桥施工规桥施工规范范相关相关要求要求在工厂根据工地气候条件对在工厂根据工地气候条件对杆件下料、组焊、校正、制孔、杆件下料、组焊、校正、制孔、预拼等施工，确保加工及安装预拼等施工，确保加工及安装精度不受影响。精度不受影响。采用钢梁精密测温仪器详细采用钢梁精密测温仪器详细测量钢梁在不同温度环境下杆测量钢梁在不同温度环境下杆件的变形情况，并记录原始数件的变形情况，并记录原始数据。据。吴军国吴军国郭郭 晓晓岑岑 峰峰全过程全过程2 2临时荷临时荷临时荷临时荷载影响载影
14、响载影响载影响尽可能减少临时尽可能减少临时尽可能减少临时尽可能减少临时荷载，满足设计荷载，满足设计荷载，满足设计荷载，满足设计计算要求计算要求计算要求计算要求保证钢桁保证钢桁梁悬拼端梁悬拼端预拱度满预拱度满足设计要足设计要求求尽可能减少临时荷载，减少尽可能减少临时荷载，减少因临时荷载产生悬拼端的挠度。因临时荷载产生悬拼端的挠度。在杆件悬拼过程中加强节点在杆件悬拼过程中加强节点拱度跟踪测量，每向前推进一拱度跟踪测量，每向前推进一个节点即测量整跨钢梁各节点个节点即测量整跨钢梁各节点拱度，并与设计拱度进行比较。拱度，并与设计拱度进行比较。李李 羊羊扶永超扶永超吴捍生吴捍生全过程全过程3 3临时钢临时
15、钢临时钢临时钢管支墩管支墩管支墩管支墩沉降沉降沉降沉降调查支墩周围地调查支墩周围地调查支墩周围地调查支墩周围地质情况，通过承质情况，通过承质情况，通过承质情况，通过承载力检算出支墩载力检算出支墩载力检算出支墩载力检算出支墩打入深度打入深度打入深度打入深度基本消除基本消除临时支墩临时支墩沉降沉降按设计插打临时钢管支墩，严按设计插打临时钢管支墩，严格控制钢管支墩深度及竖直度格控制钢管支墩深度及竖直度岑岑 峰峰石石 剑剑全过程全过程1313实施一针对温度应力影响措施1:监测温度变化与钢梁变形量的对应关系，为钢梁支座锁定位移量提供参考依据。措施2:建立有限元计算模型，模拟温度梯度变化，精确计算温度变化
16、对钢梁纵、横向位移的影响。措施3：拆除临时连接杆件，完成钢梁体系转换，精确钢梁位置后，固结永久支座，解除临时支座，防止温度应力影响钢梁线型。八、对策实施1414实施二针对临时荷载的影响措施1：严格按钢梁安装工况控制临时荷载位置、荷载大小 ，尤其是悬臂吊机及其走行轨道。措施2：杆件拼装时，严格按悬拼工艺上足高强度螺栓及冲钉，确保钢梁整体钢度。临时钢管支墩临时钢管支墩1515措施1: 主桁下设置大型钢管桩临时支墩，以入土深度及最终贯入度双向控制，确保基础承载力。实施三针对临时支墩沉降措施2: 钢管桩顶部设置四层型钢分配梁，将悬拼钢梁集中力均匀分配至各钢管桩。钢管支墩灌入度观测曲线钢管支墩灌入度观测
17、曲线-5051015202512345678910击 振 时 间(min)灌 入 度(cm)11 12 13141716151820191616措施3: 分配梁顶部设置大型同步液压式千斤顶，消除临时支墩沉降量，确保钢梁预拱度。临 时 支 墩 布 置 图千斤顶安装位置千斤顶安装位置171701020304050钢桁梁悬拼后效果钢桁梁悬拼后效果支墩累计沉降钢梁安装后挠度整跨悬拼后跨中挠度5mm支墩累计沉降37mm1818质量通过近四个月的QC攻关，永宁黄河特大桥钢桁梁悬臂拼装完成5孔，悬臂端挠度均控制在设计计算范围内，线型均符设计要求，主桁设计拱度与实测拱度最大相差5mm。九、效果确认上游主桁设计
18、拱度与实际拱度值对比表上游主桁设计拱度与实际拱度值对比表下游主桁设计拱度与实际拱度值对比表下游主桁设计拱度与实际拱度值对比表整跨悬拼完后跨中挠度5mm整跨悬拼完后跨中挠度5mm 悬拼施工期间，未发生一例机械吊装、人员伤亡事故，本工地正计划审报集团公司安全文明标准化工地。 悬臂拼装一孔钢梁一般在1518天，较计划25天/孔提前约7天。安全工期2020社会效益 经理部在太中银铁路全线14个标段中被授予07年度火车头奖杯、连续三个季度被太中银铁路公司指定为现场观摩优质样本工程。现现场场观观摩摩会会铁道部卢春房副部长来工地检查指导工作2121十、巩固措施及下步打算十、巩固措施及下步打算进一步加强钢桁梁悬拼施工各工况控制，对施工资料进行整理，形成工法、编制施工技术总结及科研论文。拟将“提高钢梁悬臂吊机利用率提高钢梁悬臂吊机利用率”作为下一步QC活动的课题。下一个下一个课题是课题是初现雄姿膺架法拼装悬臂法拼装悬臂吊机十一、施十一、施 工工 回回 顾顾2323祝：各位领导身体健康 工作顺利！2424
