索塔QC成果.docx

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索塔QC成果

确保斜拉桥斜独塔

分节段施工整体线型

中交三航局厦门滨海东大道马新大桥

斜独塔分节段施工整体线型QC小组

二O一二年十一月

一、基本情况

1．工程简介

厦门滨海东大道（同安大桥～东坑路段）工程北起同安大桥，向南跨东坑湾，接规划东坑路，全长3.66km，市政一级主干道。

马新大桥是滨海东大道上横跨东坑湾的一座标志性桥梁，全长1430m，其中主桥345m，北引桥482.5m，南引桥602.5m。

桥桥型为斜独塔单索面混合梁斜拉桥，孔跨布置为60m+65m＋220m。

·

图1马新大桥地理平面位置图

索塔布置在中央分隔带，采用钢筋混凝土结构，箱形截面。

塔顶高程+123.377m。

索塔纵向倾斜角为75°。

上塔柱采用爬模法浇筑施工，爬模本身自带液压顶升系统，通过液压系统可使模板架体与导轨间形成互爬，从而使液压自爬模稳步向上爬升，实现分节段施工。

上塔柱共分为23个节段，节段划分高度为1×5.415m+19×4.2m+1×3.5m+2×4m。

上塔柱工程量统计，如下表1。

表1上塔柱工程量统计表

序号

项目名称

单位

数量

用途

1

主材

混凝土

m³

1935

上塔柱主材

2

钢筋

t

404

3

钢绞线

t

31

4

预埋件

索导管

根

46

斜拉索挂索张拉

5

锥台螺栓

套

960

塔吊、电梯附墙

6

锚板

块

220

检修通道及内平台

7

预埋接线管

m

500

航空障碍灯及航标灯接线管

8

爬锥

套

220

液压爬模

图2索塔结构图

图3索塔断面图

2．QC小组概况

表2QC小组概况表

小组名称

斜独塔分节段施工整体线型QC小组

成立时间

2012年07月01日

注册时间

2012年07月01日

小组类型

攻关型

注册编号

活动时间

2012年07月01日至2013年03月31日

课题名称

确保斜拉桥斜独塔分节段施工整体线形

成员

姓名

性别

年龄

文化

程度

职务

职称

TQC教育时间（h）

组长

郑建平

男

45

本科

项目经理

高级工程师

48

副组长

张新炜

男

40

本科

常务副经理

高级工程师

48

副组长

吕显鸫

男

32

本科

项目总工

工程师

48

组员

张光亮

男

28

本科

施工员

助工

48

组员

唐德兴

男

26

本科

质检员

助工

48

组员

黄湘

男

26

本科

施工员

助工

48

组员

蔡俊贤

男

23

本科

施工员

助工

48

组员

詹凯臻

男

23

硕士

监控员

兰州交大

48

组员

谢富强

男

40

本科

测量工

高级技师

48

组员

吴卫强

男

45

本科

试验员

高级技师

48

制表：

张光亮制表时间：

2012年7月15日

3、小组活动制度：

（1）在索塔分节段施工期间，每施工完一段活动一次；

（2）小组参加活动率为100%，坚持从实际出发，并做到有目的、有计划、有分工、有记录、有成果；

（3）针对出现的问题及时展开活动，确保斜独塔分节段施工整体线型。

二、选题理由

1．马新大桥是厦门市第一座斜独塔单索面斜拉桥，是同安湾上最具艺术效果的地标性建筑。

整体造型犹如海上行驶的帆船，美观造型的关键在于斜独塔分节段施工线形的控制。

2.本工程的质量目标是确保福建省优质工程，争创市政金杯奖。

斜独塔分节段施工线形控制，直接决定了全桥的稳定性及使用耐久性，因此业主高度重视还专门成立了施工监控领导小组。

3．索塔节段施工，采用的是爬模施工工艺，它具有施工速度快、安全系数高的特点。

在索塔节段爬模施工的过程中，通过本次活动，能更深入的掌握该施工工艺，确保成桥线形，为今后施工同类型大跨度桥梁积累丰富经验，在路桥施工及大跨度特殊桥梁领域施工奠定良好的基础，产生深远影响。

4.马新大桥75°倾斜角的斜独塔，在国内斜拉桥中极具典型，同时塔、梁、索三位一体同步施工，在国内斜拉桥建造中是极为罕见的项目。

各项工序交叉施工，且索塔预埋件种类多，数量大，预埋精度要求高，施工难度大。

怎样更好的控制斜独塔分节段施工整体线型，是我们选题的重要理由。

三、PDCA循环

1.P（计划）阶段：

（1）现状调查

索塔节段浇筑于2012年4月24日第一节段浇筑，至2012年8月21日共完成了8个节段的混凝土浇筑，通过对已浇筑的索塔每个节段各项施工质量指标进行认真严格的检查，共检查320点，进行统计分析，合格278点，合格率为86.9%。

调查结果见下表：

表3索塔分节段施工质量检查允许偏差统计表

序号

项目名称

检查超标数量

节段编号

合计

1#

2#

3#

4#

5#

6#

7#

8#

1

索塔倾斜角度

1

2

1

2

2

4

3

3

18

2

预埋索导管孔道位置偏位

2

2

2

1

1

1

1

0

10

3

节段外轮廓尺寸

1

1

0

1

1

0

1

0

5

4

轴线偏位

1

1

1

0

1

1

0

0

5

5

节段分层线错台

1

0

1

1

0

0

1

0

4

合计（所有频数：

8节×8点/节×5项目=320点）

42

备注：

1.1#～8#编号代表的是索塔已浇筑完成的T-01～T-08节段；

2.每节段检查频数为8个点。

制表：

张光亮时间：

2012年9月1日

表4偏差统计表

序号

项目

频数（点）

累计频数（点）

累计频率

1

倾斜角度偏差

18

18

43%

2

预埋索导管孔道位置偏位

10

28

67%

3

外轮廓尺寸偏差

5

33

78%

4

轴线偏位

5

38

88%

5

节段分层线错台

4

42

100%

合计

42

制表：

张光亮时间：

2012年9月1日

备注：

检查索塔节段数量：

8节

根据表4的调查统计，将索塔分节段施工外观线形缺陷绘制成排列图进行分析。

图4斜独塔分节段施工线形缺陷排列图

制图：

张光亮制图时间：

2012年9月1日

调查结论：

从排列图可以看出，在斜独塔分节段施工线形缺陷中，索塔倾斜

角度偏差与索导管孔道位置偏差这两个项目占的比例为67%，是影响斜独塔分节段施工整体线型的主要症结。

为确保工程的优良，我们制定切实可行的活动目标。

（2）活动目标

设定依据：

调查索塔已施工完成的T-01～T-08节段，不合格率为（1-86.9%=）13.1%，斜独塔倾斜角偏差、索导管孔道位置偏差这两个主要因素占不合格率的67%，如得以攻克、降为次要因素，将使斜独塔分节段施工整体线型合格率提高至：

{[67%-（78%-67%）×2]×13.1%+86.9%}=92.795%，从而设定了92.795%目标值。

（3）目标可行性

①本工程是本公司首次施工斜拉桥，是公司的重点工程，开工以来一直受到公司各层领导的重视，在技术和资源上提供足够的保障。

②本次活动不仅组织了全项目的技术人员参加，还邀请了监控、设计单位技术人员参与，多方面深入研究探讨影响斜独塔分节段施工线形的因素。

③小组成员都是本项目部直接从事施工一线生产的工程技术人员、测量人员和管理人员,特别是有多名高级工程师、高级技师以及硕士研究生，都具有丰富的施工及质量管理经验，具备良好的技术基础，小组技术力量雄厚。

④本工程项目管理严格执行标准化施工，员工质量意识强，ISO9001质量保证体系完善，可为实现目标提供可靠的组织管理保证。

（4）原因分析

根据现状调查，我们QC小组全体成员对影响斜独塔倾斜角度偏差及索导管孔道位置偏差的各项因素展开讨论，并应用分层法进行分类绘制因果关联图，从人员、环境、仪器、操作方法等方面进行原因分析，如图5。

图5斜独塔倾斜角度及索导管孔道位置偏差因果分析关联图

制图：

张光亮制图时间：

2012年9月5日

从因果分析图5中，我们找出了以下11个末端原因：

（1）施工管理未严格执行三检制度，管理脱节；

（2）施工人员岗位责任心不强，未按照爬模加固方案实施；

（3）液压爬模架体刚度不足，长时间使用导致变形，导致模板偏差；

（4）维萨板刚度不足，穿墙拉条不满足受力要求；

（5）索塔施工悬臂超高，导致索塔偏心受力；

（6）斜拉索锚固区钢绞线预应力张拉，导致索塔变形；

（7）测量风速影响因素未修正；

（8）测量日照温差因素未考虑；

（9）测量仪器精度不足；

（10）对索塔施工测量监测部位不科学，导致提供给监控单位测量数据不准确，影响预偏值的计算取值。

（11）未对斜拉索进行垂度修正

（5）要因确认

表5要因确认表

序号

末端原因

原因论证

确认

方法

论证人

论证

结果

1

施工管理未严格执行三检制度，管理脱节

因施工工序较多，已自检及互检为主，对重要工序进行专检。

经现场调查，虽然没有对所有工序严格执行“三检”制度，但索塔施工中现场施工管理，由技术员实行跟班作业，管理制度较完备，未出现脱节情况。

现场

调查

唐德兴张光亮

非主因

2

施工人员岗位责任心不强

经调查发现，爬模施工班组中，施工人员流动性较大，导致部分施工人员的专项安全、质量教育未能及时跟上。

部分施工人员，责任心不强，存在野蛮施工，不服从指挥的情况。

现场

检查

张光亮唐德兴

是主因

3

液压爬模架体刚度不足，长时间使用导致变形，导致模板偏位

用莱卡全站仪观测爬架四个方向的上架体同一位置在浇筑前后的坐标偏差，偏差值在±3mm，符合要求。

测量监控计算

谢富强

蔡俊贤

非主因

4

维萨板刚度不足，穿墙拉条不满足受力要求

通过计算，索塔在浇筑过程中混凝土的最大侧压力为82.1Kpa，维萨板强度及挠度验收均满足要求，D20螺杆抗拉强度经计算也满足受力要求。

受力

计算

吕显鸫

张光亮

非主因

5

索塔施工悬臂超高，导致索塔偏心受力

由于本桥为斜独塔，塔梁采用的是同步“三位一体”施工。

通过桥梁博士及桥梁BSAS软件进行有限元分析，当索塔施工到斜拉索锚固区后，悬臂施工高度超过3节，会产生索塔悬臂端不可恢复的位移。

计算机模拟

计算

吕显鸫

詹凯臻

是主因

6

斜拉索锚固区钢绞线预应力张拉，导致索塔变形

在待张拉的节段砼表面上做测量点，用莱卡全站仪观测砼张拉前后同一位置上的坐标偏差，偏差值在±1mm，影响很小。

测量

谢富强

张光亮

非主因

7

测量风速影响因素未修正

经现场调查，测量员在风速大于5m/s的情况下，不进行测量，因此风速不直接影响测量。

调查

谢富强

李为峰

非主因

8

测量日照温差因素未考虑

对当天6点-8点时段、8点-11点、14点-16点、16点-20点四个时段对索塔同一位置进行三维坐标测量，得出不同时段由于日照温差影响，测量数据偏差范围超出允许值。

测量

计算

谢富强

李为峰

是主因

9

测量仪器精度不足

委托北京市华北精仪计量检测中心，对莱卡全站仪及水准仪进行检测，仪器精度能满足测量精度要求

检测

谢富强

李为峰

非主因

10

监控预偏量取值不准确

预偏值的取值，与已施工完成的索塔节段位移观测紧密相关。

经调查发现，前8节施工，测量位移观测的部位选择的是模板浇筑前后对比观测，由于在混凝土自身的特性及浇筑外力的影响，均会导致模板位移变化。

因此这样测量观测不合理，计算出来的“预偏值”存在偏差。

现场

调查/

测量及

计算

吕显鸫

谢富强

张光亮

詹凯臻

是主因

11

未对斜拉索进行垂度修正

斜拉索在挂索张拉后会产生由自重引起的竖向挠度，若在索导管测量定位时，未考虑拉索垂度修正的情况，那对索导管孔道位置偏差的影响是严重的。

计算/

计算机

模拟

吕显鸫/张光亮

是主因

制表：

张光亮制表时间：

2012年9月10日

通过对末端原因进行论证，我们QC小组确定的主要原因有五条：

（1）个别施工作业人员岗位责任心不强，存在不服从管理，违章操作的情况；

（2）索塔施工悬臂超高，导致索塔偏心受力；

（3）测量日照温差因素未考虑；

（4）索塔施工中测量监测部位不合理，导致提供给监控单位测量数据不科学，影响预偏值的计算取值；

（5）未对斜拉索进行垂度修正，致使索导管孔道位置偏差。

（6）制定对策

针对确认的主因，制定如下的对策。

详见下表：

表6对策表

序号

要因

对策

目标

措施

地点

执行人

完成

时间

1

个别施工作业人员岗位责任心不强，存在不服从管理，违章操作的情况

树立质量意识、精品意识、增强工作责任心。

加强施工前的技术交底

提高质量意识和责任心

（1）每节段施工前，开展针对下一节段施工的工序安排及相关技术的详细交底工作；

（2）制定并执行质量检查奖罚制度，提高工人操作的积极性及责任心

会议室

郑建平

张新炜

2012.9

.15

2

测量日照温差因素未考虑

提高现场施工人员的技能水平，改进测量的方式方法。

确保测量定位精确，数据准确。

经研究确定，今后索塔所有工序的测量工作均放在夜间及凌晨时分进行，确保恒温测量。

会议室

及现场

谢富强

李为峰

蔡俊贤

2012.9

.15

3

预偏值的计算取值不精确

通过改变合理的观测部位，提供监控单位准确的测量数据，进行计算预偏量

确保预偏值科学准确

经过兰州交大、设计院计算模拟，采用在已浇筑完的索塔节段砼表面上安装固定观测棱镜，作为观测点，用这个方法来观测已浇筑完混凝土的位移偏差，作为计算下一节段预偏量的参考值，符合设计及规范要求。

现场

张光亮

詹凯臻

谢富强

2012.9

.15

4

索塔施工悬臂超高，导致索塔偏心受力

提请设计变更，合理的安排索塔各项施工工序

确保索塔施工悬臂不超过3节

合理的安排索塔节段施工工序，保证在斜拉索挂索张拉完，再进行浇筑下一节段混凝土，确保悬臂超高不超过2节。

现场

张光亮

蔡俊贤

2012.9

.15

5

未对斜拉索进行垂度修正

修正索导管孔道设计坐标，从源头控制计算偏差

确保索导管孔道位置设计坐标准确

提请设计变更，对设计施工图中“主塔锚固区设计参数表”进行修正

质检部

吕显鸫/唐德兴

2012.9

.15

制表：

张光亮制表时间：

2012年9月20日

2.D阶段（执行）

制定对策后，我们QC小组按照对策表的分工进行了实施。

（1）加强技术质量交底，并实行奖罚制度（针对个别施工人员岗位责任心不强，存在不服从管理，违章操作的情况）。

针对这一点，由组长郑建平、张新炜负责，结合ISO9001贯标活动，对爬模施工班组及现场施工员进行定期的质量教育，同时加强新进施工人员的管理备案，制定严格的上岗制度，做到不教育不上岗，不培训不操作。

明确质量是企业生存的根本保证，明确工程质量的重要性，对在岗人员加强考核，实行节段奖罚制度，提高现场施工人员的责任心。

同时制定节段例会制度。

在索塔每一节段浇筑结束的当天，立即组织相关技术员、施工班组长进行下一节段索塔施工前技术交底，详细罗列施工工序步骤，安全、质量注意事项，形成固定的节段例会模式。

结合每一阶段的施工特点，做好节段工序安排，指定技术员跟班到位，过程跟踪实施，检查爬模方案的实际落实程度，确保施工按要求、按规范进行。

实施效果：

操作人员的质量意识及施工积极性有明显的提高，爬模节段施工形成了良性循环。

各个施工班组间配合协调有序，施工进展更加顺利，过程中均按照现场管理人员的技术要求进行索塔各个工序的施工。

（2）制定《马新大桥索塔测量实施细则》（针对测量日照温差的影响及预偏值不准确）

马新大桥施工为塔、梁、索“三位一体”同步施工，为了更好的配合项目监控单位做好主桥成桥的监控工作，及时地提供精确的测量数据，供监控、设计单位分析、计算，特制定《马新大桥索塔测量实施细则》。

细则规定，主塔索导管定位、主塔模板定位、钢箱梁精确定位及复测等测量工作时间，定于晚上20:

30至凌晨5:

30（冬季除外）为规定的测量时间，白天日照强烈所测数据仅作为初步定为使用。

测量观测的数据，必须考虑当时周围环境情况，做好气温、空气湿度、风速等影响因素的修正计算，确保测量数据的科学、准确。

《测量实施细则》对索塔测量监测方面进行详细的规定，保证提供给监控单位的测量数据准确可靠，确保预偏量的正确取值。

例如：

施工T-10节段前，T-9、T-8定位点的坐标要测；施工T-10后，T-09、T-08定位点的坐标复测。

这个可以反映在施工T-10节段索塔的偏移量。

实施效果：

通过执行《测量实施细则》，提高了马新大桥测量队伍的整体水平及实际操作技术能力，最大限度地降低了由环境因素造成的测量误差，提高了索塔施工的精确度。

（3）提请变更设计，合理安排施工工序（针对索塔施工悬臂超高）

根据马新大桥施工图SⅡ-43图纸中的主桥施工步骤，我们根据监控及索塔施工工序实际情况，于2012年9月15日，提请编号为21号“技术联系报审表”，调整主桥施工步骤，审批通过了《马新大桥主桥施工步骤图》，同意进行工序的调整，确定了悬臂超高为2节。

例如：

在浇筑T-10节段前，须完成T-08节段的斜拉索挂索张拉工作。

实施效果：

通过技术把关，不断改进施工方案，调整索塔施工的工序。

确保塔梁同步施工，塔柱悬臂端不超高，有效控制索塔施工倾斜角度符合规范设计要求。

（4）提请设计变更，对索导管孔道中心坐标进行垂度修正（针对索导管孔道位置偏差）

斜拉索由于自重作用下，会产生竖向挠度，在安装定位索导管，测量坐标须对竖向挠度进行修正。

我们提请工程变更申请，设计院结合实际情况，重新计算调整了索导管水平角度及铅直角度，对孔道坐标进行了垂度修正。

实施效果：

经过对索导管孔道的设计坐标重新进行调整后，有效地解决了索导管孔道位置偏差的问题。

3.C阶段（检查结果）

QC小组对对策实施后的情况进行了检查，通过抽取其中6个索塔检查结果表明，通过一系列措施，影响斜独塔分节段施工线形的主要因素“倾斜角度偏差”及“索导管孔道坐标偏差”，不合格率所占比例由67%降低至27%,进而索塔分节段施工线形的合格率由86.9%，提高到了93.375%，实现了预期的目标，其结果见下表。

表7索塔节段施工质量检查统计表

序号

项目名称

检查超标数量

节段编号

合计

9#

10#

11#

12#

13#

14#

1

节段分层线错台

1

1

1

0

0

1

4

2

节段外轮廓尺寸

1

1

2

0

0

0

4

3

轴线偏位

1

1

0

0

1

0

3

4

预埋索导管孔道位置偏位

1

1

0

0

0

0

2

5

索塔倾斜角度

1

1

0

0

0

0

2

合计（所有频数：

6节×8点/节×5项目=240点）

15

备注：

1.9#～14#编号代表的是索塔已浇筑完成的T-09～T-14节段；

2.每节段检查频数为8个点。

制表：

张光亮时间：

2012年11月1日

由表7的调查统计，我们可以计算出，斜独塔分节段施工线形的合格率已提高至[（240-15）÷240]×100%=93.375%。

表8质量问题统计表

序号

项目

频数（点）

累计频数（点）

累计频率

1

节段分层线错台

4

4

27%

2

节段外轮廓尺寸

4

8

53%

3

轴线偏位

3

11

73%

4

预埋索导管孔道

位置偏位

2

13

87%

5

索塔倾斜角度

2

15

100%

合计

15

制表：

张光亮时间：

2012年11月1日

备注：

抽检索塔节段数量：

8节

根据表8的调查统计，将斜独塔分节段施工线形缺陷绘制成排列图进行分析。

图6斜独塔分节段施工线形缺陷排列图

制图：

张光亮制图时间：

2012年11月5日

对比表6与表2，可以看出：

通过QC活动后，斜独塔倾斜角度偏差及索导管孔道位置偏差的质量问题已得到解决，从而有效地控制了斜独塔分节段施工线形，并且使斜独塔分节段施工线形合格率由86.9%提高到了93.375%，实现了我们QC小组本次PDCA循环的预定目标,为确保后续主桥施工全桥合拢后的整体桥型美观奠定了坚实的基础。

QC小组活动前、后效果检查对比图（如图7）

100

索塔外观线形合格率（%）

95000

93.4%

92.8%

90000

86.9%

85000

13.3%

80

目标值

活动后

活动前

图7斜独塔分节段施工线形合格率活动前后对比图

制图：

张光亮制图时间：

2012年11月5日

通过本次的QC活动，小组成员在质量意识、个人能力、QC知识、解决问题的信心、团队精神都有一个质的飞跃。

表8自我评价

项目

自我评价（总分10分）

活动前（分）

活动后（分）

质量意识

7

9

个人能力

6

8

QC知识

6

9

解决问题的信心

6

8

团队精神

7

10

图8自我评价得分雷达图

制图：

张光亮制图时间：

2012年11月5日

4.A阶段（总结）

通过活动，我们总结了影响斜独塔分节段施工线形的各项因素，并制定了相应的对策，为今后的斜拉桥斜独塔爬模施工提供了丰富的经验。

（1）巩固措施及标准化

a.将影响斜独塔分节段施工线形的各项因素及相应对策编制成作业指导书，发放给各施工队伍及管理人员，使他们在施工中更好的控制斜独塔倾斜角度符合规范设计要求。

b.坚持对索塔爬模施工的每一节段严格进行监控，发现问题及时调整处理。

c.组织专人整理本次QC小组活动成果，对索塔节段爬模施工进行进一步探讨，为下一个类似工程提供施工经验。

（2）今后打算

本次QC小组活动解决了索塔倾斜角度偏差及索导管孔道位置偏差的问题，但其中还存在的一些不足，在今后的施工中再接再厉，继续深入开展QC小组活动，随时解决施工质量难题，为确保本工程建设质量的优良，提供坚实的保证。