劲性梁模板加固方式探索全国工程建设QC二等奖.docx
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劲性梁模板加固方式探索全国工程建设QC二等奖
劲性梁模板加固方式探索
中铁建工集团有限公司盐城金鹰QC小组
一、工程概况
盐城金鹰内港湖B1项目位于盐城开发大道南侧、解放南路东侧,包括1幢33层酒店与办公楼(主楼)、7层酒店与商业配套(裙楼)、2层商业楼和2层地下汽车库。
33层主楼结构高度为146m,建筑面积约5.1万m2;主楼为劲性混凝土结构,其中劲性混凝土梁每层28根,截面形式有600×850、500×850、600×750、500×750等。
二、QC小组简介
1.小组介绍
小组名称
中铁建工集团盐城金鹰QC小组
课题类型
创新型
课题名称
劲性梁模板加固方式探索
组建时间
2013年8月
注册号
CRCEG-SH-1304
活动时间
2013年8月6日~2014年2月24日
活动次数
16次(平均每次培训时间3小时)
曾获荣誉
小组课题“大面积地面整平质量管理小组”,获2007年度全国工程建设优秀质量管理小组
制表人:
制表日期:
2013年8月6日
2.小组成员介绍
序号
姓名
性别
年龄
文化程度
职称
小组职务
职务
1
男
38
本科
高工
组长(决策支持)
项目经理
2
男
55
专科
助工
副组长(施工生产)
项目副经理
3
男
29
专科
助工
副组长(技术负责)
技术主管
4
男
29
本科
助工
组员(技术策划)
技术主管
5
男
29
本科
助工
组员(生产协调)
技术主管
6
男
35
专科
高级技师
组员(质量检查)
施工主管
7
男
24
专科
资料员
组员(资料统计)
技术员
8
男
24
本科
技术员
组员(方案实施)
技术员
9
男
24
本科
质量员
组员(质量检查)
技术员
10
男
25
本科
技术员
组员(现场实施)
施工员
制表人:
制表日期:
2013年8月6日
3小组出勤率统计
小组活动人员
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
序号
姓名
8月6日
8月20日
8月31日
9月10日
9月20日
9月30日
10月9日
10月18日
10月28日
11月7日
10月22日
10月29日
11月6日
11月13日
11月20日
11月27日
1
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2
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3
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4
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5
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6
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7
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8
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9
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10
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制表人:
制表日期:
2014年2月25日
三、选择课题
质量要求:
作为盐城在建第一高楼,合同质量目标为确保“盐城市优质工程”,争创“扬子杯”,其中每层劲性梁的施工是土建施工的重点,业主、监理以及管理公司对劲性梁的施工质量尤为重视。
工期要求:
根据合同工期,标准层工期为10天一层,而劲性梁结构施工是关键工序,如按传统模板加固方式需要12天一层,因此,必须对劲性梁加固方式进行改变,达到缩短工期,满足合同工期的要求。
四、设定目标
定性目标:
保证施工质量,满足工期要求。
定量目标:
模板加固检查合格率达到98%以上;每层缩短工期2天。
目标分析:
1.分公司质量技术部非常支持。
2.QC小组有活动经验和技术创新能力,曾在2007年荣获全国优秀质量管理小组称号。
综合以上客观分析:
QC小组有丰富的施工经验和创新能力;课题实施的外部环境好,各项资源充裕。
虽然项目实施的困难较大,存在风险,但是通过小组加紧工作和详细策划,项目目标是完全能够实现的。
附件1:
工期对比图
1)合同要求工期:
每层施工工期10天
每层工期图
2)采用传统劲性梁模板加固方法施工工期:
每层施工12天
每层工期图
附件2:
工期对比状图
工期对比图
五、提出方案并确定最佳方案
1.提出方案
(1)对穿螺杆加固(型钢梁开孔)
在型钢加工制作过程中,按照施工方案中对穿螺杆要求,在型钢梁腹板部位进行开孔。
施工现场,将螺杆从预留孔中穿过,采用对拉方式加固。
(2)预焊螺杆加固
在型钢加工制作过程中,按照施工方案中对穿螺杆要求,在型钢梁两侧对应螺杆部位焊接连接板。
预先将螺杆焊接在连接板,从而进行模板加固。
(3)工具式夹具加固
采用主臂夹具、对拉螺杆、限位圆管等组成工具式夹具,直接从劲性梁外侧加固模板。
2.方案对比分析
方案对比分析表
序号
项目
技术特点
经济合理性
工期
对其他工序影响
结论
1
对穿螺杆加固(型钢梁开孔)
1.安装精度要求高,定位较为困难。
2.施工工效低。
1.人工费:
(32人)32*220*4*32=901120
2.钢梁开孔费:
1*28*32*12=10752
3.材料费:
6000*3=18000
合计:
92.9872万
劲性梁模板加固4天
可为后道工序最早开始时间提前0天。
能够实现目标,施工周期较长,施工成本不易控制,施工质量可以保证。
2
预焊螺杆加固
1.制作工艺复杂。
2.施工工效低。
3.安装精度要求高,定位较为困难。
1.人工费:
(32人)
32*220*3*32=675840
2.钢梁焊接连接板:
3*28*32*24=64512
3.材料费:
6000*32=192000
4.螺杆焊接费1.5*28*32*24=32256
合计:
96.4608万
劲性梁模板加固3天
可为后道工序最早开始时间提前1天。
能够实现目标,施工周期较短,施工成本不易控制,施工质量可以保证。
3
工具式夹具加
1.安装、制作工艺简单。
2.提高施工工效。
3.节省人工。
4.保证施工质量。
1.人工费:
(32人)
32*220*2*32=450560
2.夹具及螺杆材料费:
6000*3+8000*3=42000
合计:
49.256万
劲性梁模板加固2天
可为后道工序最早开始时间提前2天。
能够实现目标,施工周期短,施工成本可以控制,施工质量可以保证。
制表人:
审核人:
制表日期:
2013年8月10日
3.确定最佳方案
通过对以上三种方案的讨论分析,我们认为采用工具式夹具加固方案在技术特点、经济合理性、工期影响等方面更具有优势,因此我们把工具式夹具加固方案作为最佳方案。
方案比选系统图
绘图人:
日期:
2013年8月10日
1)主臂夹具设计
方案选定
特点
分析
结论
主臂圆管
每边采用2根φ48钢管,中间预留16mm间距作为对拉螺杆对穿孔洞,端头焊接固定。
优点:
1、施工快捷;缺点:
1、加固时容易侧滑;
2、材料用量较大;
3、工人劳动强度大
该方案施工快,效率高,工人劳动强度大,材料用量大
不选
主臂方管
每边采用80mm*100mm*3mm方管,在80mm短边上打设φ16mm圆孔,作为对拉螺杆对穿孔洞。
优点:
1、施工快捷;
2、工人劳动强度小;
缺点:
1、加固时容易侧滑;
该方案施工快,效率高,工人劳动强度小
选定
结论:
经QC小组在2013年8月10日现场试验,我们决定采用主臂方管作为主臂夹具
2)限位圆管选择
限位圆管比选表
方案选定
特点
分析结论
结论
塑料圆管
采用直径φ16mm塑料圆管,长度同梁加固宽度,固定主臂间距。
优点:
1、经济实惠;缺点:
1、容易损坏;
2、限位效果差;
3、长度不可调
该方案经济实惠,但限位效果差。
不选
铁管
尺寸固定式
采用直径φ16mm铁管,长度同梁加固宽度,固定主臂间距。
优点:
1、限位效果好;
缺点:
1、造价高;
2、长度不可调
该方案限位效果好,但经济性差。
不选
尺寸可调式
采用直径φ16mm铁管,长度同梁加固宽度,中间采用承插节,可根据梁宽尺寸调整。
优点:
1、限位效果好;2、长度可调缺点:
1、造价较高;
该方案限位效果好,经济性较好。
选定
结论:
经QC小组在2013年8月10日现场试验,我们决定采用可调式铁管作为限位圆管。
3)对拉螺杆的确定
对拉螺杆比选表
方案选定
特点
分析结论
结论
通丝螺杆
采用直径φ14mm通丝螺杆作为对拉螺杆。
优点:
1、经济实惠;缺点:
1、容易损坏;
2、加固效果差;
该方案经济实惠,但容易损坏,加固效果差。
不选
细丝螺杆
采用直径φ14mm细丝螺杆作为对拉螺杆。
优点:
1、加固效果好;
2、重复利用率高缺点:
1、造价高;
该方案加固效果好,重复利用率高,经济成本高
选定
结论:
经QC小组在2013年8月10日~2013年8月20日现场试验,我们决定采用细丝螺杆作为对拉螺杆。
确定最优方案:
最优方案图
绘图人:
日期:
2013年8月21日
六、制定对策
方案分解图
绘图人:
日期:
2013年8月21日
工具式夹具对策表
序
方案
对策
目标
措施
地点
完成时间
负责人
1
交底、培训
项目部自行组织培训、交底
工人考核成绩均在80分以上
1、编制作业指导书并对工人进行培训、交底;
2、对工人进行考核,合格后方可上岗
工地会议室
2013.8.22-2013.8.226
2
主臂方管加工
按图加工
满足对拉螺栓加固要求,孔距偏差(3mm),合格率98%
1.主臂采用80mm*100mm*3mm方管,在80mm短边上按100mm间距打设φ16mm圆孔,作为对拉螺杆对穿空洞,也满足了不同截面高度梁的调节要求
2.现场试验
加工车间
2013.8.27-2013.9.5
3
限位圆管加工
尺寸可调式(钢管+承插节)
圆管长度满足梁宽尺寸;承插节焊接合格率达到98%以上
1、限位圆管采用φ30*2mm铁管,根据图纸尺寸下料。
2、承插节采用1根300mm的φ25*2mm铁管与50mm*50mm*3mm穿孔钢板焊接组合而成
加工车间
2013.8.27-2013.9.5
4
对拉螺栓制作
采用国标细丝螺杆
螺杆两端丝扣长度满足要求,丝扣加工合格率达到98%
对拉螺杆采用根据计算φ14mm细丝螺杆,满足本工程b/h:
400mm-600mm/500mm-1200mm范围内梁的加固荷载要求。
螺杆两端加工足够的丝扣长度,满足不同截面宽度梁的调节空间。
加工车间
2013.8.27-2013.9.5
、
5
现场组装加固
按照施工流程施工
加固合格率达到98%
根据各个梁的截面尺寸在此梁部位的楼层上按作业指导书现场拼装工具式夹具,待梁模板支设完成后把拼装完成的工具式夹具套入梁外侧,首先把夹具贴近梁上端部分用用钉子固定,再把下端(限位圆管)先紧固,调节好夹具的位置,最后再拧紧螺杆完成劲性梁模板的加固。
施工现场
2013.9.6-2013.9.30
、、韩万林
制表人:
制表日期:
2013年8月22日
七、对策实施
实施一:
项目部组织培训、交底
1.2013年8月24日,由项目技术负责人编制了《劲性梁工具式模板加固作业指导书》,分别将工具式夹具制作、施工要点对项目部管理人员及10名工人进行了培训、交底会,并办理了交底签字手续。
摄影:
日期:
2013年8月24日
2.2013年8月26日,项目部10名工人进行了考核,考试成绩如下:
序号
姓名
成绩
1
张志勇
85
2
马兵
90
3
李树兵
88
4
金石
92
5
苏小华
94
6
刘大宏
91
7
王清
86
8
陆永秀
88
9
徐清土
90
10
李大明
制表:
日期:
2013年8月26日
87
实施一验证:
项目对10名工人都进行了考核,成绩均超过了80分,达到了预期的效果。
实施二:
主臂方管加工
1.主臂方管加工:
现场作业工人现场根据加工图纸进行下料、加工:
主臂采用80mm*100mm*3mm方管,在80mm短边上按100mm间距打设Φ16mm圆孔,作为对拉螺杆对穿空洞,也满足了不同截面高度梁的调节要求。
主壁方管加工图
绘图人:
日期:
2013年8月18日
2.现场样板试验
QC小组在现场试验过程中发现工具式夹具在方管上端,容易发生侧斜,进行改进。
按45°角割出坡口,并在坡口尖根据现场实际情况对主臂方管角部位打设φ8mm圆孔,采用钢钉将方管与背楞木方固定成一体。
主臂钢管加工优化图
绘图人:
日期:
2013年8月27日
实施二效果验证:
主臂钢管加工后,QC小组对加工质量进行了检查,收集数据如下表:
主壁钢管加工质量检查表
序号
项目
Φ16孔眼
孔距偏差
1
主臂钢管
√
1
2
√
2
3
√
0
4
√
1
5
√
1
6
√
0
7
√
2
8
√
3
9
√
0
10
√
1
绘图人:
日期:
2013年9月5日
结论:
从表中数据可以看出,主臂钢管加工后满足对拉螺栓加固要求,孔距偏差均在3mm以内,合格率100%。
实施三:
限位圆管加工
1.限位圆管:
根据加工图纸尺寸进行铁管下料。
限位装置采用φ30*2mm铁管,置于夹具的下端,使用阶段主要承受压力。
限位圆管加工图
绘图人:
日期:
2013年8月27日
2.承插节加工:
当梁截面发生变化时,限位圆管就必须进行切割缩短或重新更换,造成了材料的浪费。
可以通过承插装置,进行限位长度的调节,满足不同截面宽度梁的加固需要。
承插节与限位圆管通过套接形成整体,通过管径的控制,承插接与限位圆管之间空隙微小,避免了由于连接造成限位装置的平面外失稳,形成稳定的受压构件。
承插节采用1根300mm的φ25*2mm铁管与50mm*50mm*3mm穿孔钢板焊接组合而成。
承插节加工图
绘图人:
日期:
2013年8月27日
实施三效果验证:
限位圆管加工后,QC小组对加工质量进行了检查,收集数据如下表:
限位圆管加工检查表
序号
圆管长度=梁加固宽度
承插节焊接质量
1
+1
√
2
0
√
3
+2
√
4
0
√
5
0
√
6
+1
√
7
+1
√
8
0
√
9
0
√
10
-1
√
制表:
日期:
2013年9月5日
结论:
实施后,抽查检查10个限位圆管,长度均满足梁宽尺寸;承插节焊接合格率达到100%
实施四:
对拉螺杆制作
对拉螺杆:
通过计算,对拉螺杆φ14mm的国标细丝螺杆即能满足b/h:
400mm-600mm/500mm-1200mm区间范围内梁的加固荷载要求。
螺杆两端需有足够的丝扣长度,满足不同截面宽度梁的调节空间。
对拉螺杆制作图
绘图人:
日期:
2013年8月27日
实施四效果验证:
对拉螺杆加工后,QC小组对两端丝扣加工质量进行了检查,收集数据如下表:
对拉螺杆质量检查表
序号
项目
丝头长度
丝牙深度
丝牙完整数
1
对拉螺杆
-5
√
√
2
-4
√
√
3
+2
√
√
4
-4
√
√
5
-2
√
√
6
0
√
√
7
+1
√
√
8
-3
√
√
9
-3
√
√
10
-2
√
√
制表:
日期:
2013年9月5日
结论:
抽查10个对拉螺杆,螺杆两端丝扣长度满足要求,丝扣加工合格率达到100%。
实施五:
现场组装加固
组装加固流程图
绘图人:
日期:
2013年9月5日
根据各个梁的截面尺寸在此梁部位的楼层上现场拼装工具式夹具,待梁模板支设完成后把拼装完成的工具式夹具套入梁外侧开始加固,首先把夹具主臂贴近梁上端部分用钉子固定,再把下端(限位圆管)先紧固,调节好夹具的位置,最后再拧紧螺杆完成劲性梁模板的加固。
调节夹具位置时需注意夹具的垂直度与横向间距,避免夹具倾斜、夹具之间的间距大小不一,从而造成夹具因受力不均匀而产生的涨模。
实施五效果验证:
序号
项目
截面尺寸
轴线偏差
平整度
梁底标高
1
劲性梁工具式模板加固
-1
3
1
+3
2
-1
1
2
+2
3
+2
0
1
0
4
0
2
1
+2
5
-2
2
0
+3
6
0
1
1
+4
7
+1
2
1
+3
8
-1
0
0
-1
9
0
1
0
+2
10
-2
2
1
+3
制表:
日期:
2013年10月7日
结论:
经QC小组在2013年10月9日对加固质量进行检查,检查结果验证采用工具式模板加固能达到预期质量目标。
八、效果检查
1.质量目标检查
项目部技术人员对劲性梁进行检查(2013年8月-2013年10月),质量检查合格率在98%以上达到预期目标,具体情况如下表:
检查区域
检查时间
检查数量
不合格点数
合格率(%)
1层
2013.08.26
28
0
100
2层
2013.09.10
28
0
100
3层
2013.09.22
28
0
100
4层
2013.10.13
28
0
100
制表人:
日期:
2013年10月31日
目标对比柱状图
制图人:
日期:
2013年10月31日
2.现场质量达到的效果
工具式夹具取代了传统的在型钢梁腹板上开孔与穿对拉螺杆的加固方式,有效的避免由于梁两侧模板孔洞对位不准造成的施工困难、模板重复开孔的问题。
保证了混凝土的成型质量,也杜绝了由于模板孔洞较多造成的漏浆、蜂窝等情况的发生。
结构构件成型后一次性到位,无需修补。
使用工具式夹具的所有构件均不需要从混凝土中穿过,可重复利用率100%,构件的加工制作易于操作,保证率较高。
3.工期目标
根据合同工期,标准层目标工期为10天一层才能满足合同工期要求,对比7~13楼标准层施工工期,详见目标对比柱状图:
绘图:
日期:
2013.10.31
4.经济效益
单组夹具构件钢材重量及加工工日为:
主臂方管(2根):
(0.05*0.1-0.044*0.094)*1.3*2*7.84=17.6Kg;
限位圆管及承插节(按0.7m计):
0.91Kg
单组构件加工需人工:
0.03个计时工
工具式夹具取代了传统的在型钢梁腹板上开孔,穿对拉螺杆的加固方式,有效的避免由于梁两侧模板孔洞对位不准造成的施工困难、模板重复开孔的问题。
保证了混凝土的成型质量,也杜绝了由于模板孔洞较多造成的漏浆、蜂窝等情况的发生。
结构构件成型后一次性到位,无需修补。
由于工具式夹具的所有构件均不需要从混凝土中穿过,可重复利用率100%,而构件的加工制作易于操作,保证率较高。
1)人工费:
(32人)32*220*2*32=450560
2)夹具及螺杆材料费:
6000*3+8000*3=42000
合计:
49.256万
综合对比:
比传统型模板加固节约43万左右。
经济效证明
5.社会效益
盐城金鹰工程是盐城在建第一高楼,社会各界的关注度较高,本次QC活动的成功,获得了业主、质检队等单位的一致好评,使企业在业内和社会上的影响力又进一步得到提高,为未来承接更多超高层项目打下了扎实的基础。
九、标准化
1.QC小组实施后认真总结经验,编制了《劲性梁结构工具式模板加固》作业指导书,编号:
shfgs-yc-010,编制人:
曹海波,审核人:
朱明浩。
2.编制《劲性混凝土梁工具式加固夹具的研究与应用》(已经获得实用新型专利),为同行业的施工提供技术和施工质量控制的经验。
可用于预埋波纹管预应力梁等不可穿孔混凝土梁。
3、巩固期检查(2013年11月-2014年2月)
达到预期目标:
质量检查合格率在98%以上;工期目标达到10天/层(不含天气影响工期)。
结论:
经QC小组对13~22楼标准层施工平均工期、质量进行检查,质量及工期均保持在较高的水平。
十、总结与下一步打算
4、下一步打算
通过这次QC活动,小组成员依靠集体智慧实现了活动目标,达到了预期效果,进一步提高和增强了小组成员综合能力与信心,促进了团队合作精神。
使得本工程劲性梁模板工程能够安全、快速、高质量的顺利完成,向业主和全社会展示了中铁建工的风貌。
QC小组打算在下一课题《提高劲性梁、柱吊装质量合格率》中继续进行攻关和创新。
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