提高超长预应力筋穿束效率的设备研制及应用QC

课题名称：提高超长预应力筋穿束效率的设备研制与应用小组名称：盛峰大桥项目部QC小组发表人：赵玲萍发表单位：浙江天工建设集团有限公司目录一、工程概况二、QC小组简介三、选择课题四、设定课题目标五、提出方案，确定最佳方案六、问题假想预测七、确定对策八、对策实施九、总体效果检查对比十、总结巩固十一、今后打算一、工程概况盛峰大桥工程包括桥梁工程桥长140米，分三跨布置（40m+60m+40m），桥梁采用后张法预应力混凝土现浇连续箱梁施工，预应力砼采用C50，预应力筋采用GB/T5224-2003标准的高强度低松驰Φs15.2mm的钢绞线。二、QC小组简介•由于桥梁为连续箱梁，每根钢绞线的长度达到140多米，钢绞线的穿束较为麻烦。该工程质量要求高，施工工期短，为确保钢绞线的穿束速度和施工质量，故在工程开工之初就成立了QC小组。其小组成员基本情况见附表2-1。小组名称盛峰大桥项目部QC小组成立时间2012.3课题类型创新型活动时间2012.3.1—2012.12.20新注册日期2012.2课题登记号ZJTG-QC2012-008活动频率平均每二周一次课题活动次数19注册编号2012—02.03序号姓名性别年龄文化程度职务职称组内职务TQC教育1孙炎云男40本科公司副总高工组长均超过48小时以上2许刚男38本科工程部经理高工副组长3张贤方男42本科项目经理高工副组长4鲍校贤男39本科项目总工工程师副组长附表2-1序号姓名性别年龄文化程度职务职称组内职务TQC教育5商棋东男34大专施工员工程师组员均超过48小时以上6高东男33大专技术员工程师组员7金冰斌男33大专质量安全员助工组员8张杰男27高中设备科长助工组员9赵玲萍女34大专资料员助工组员制表：赵玲萍复核：许刚日期：2012.3.10三、选择课题本工程三跨连续箱梁长140m，预应力钢绞线超长穿束施工难度大，工程质量要求高，施工工期紧迫。以前进行钢绞线的穿束都采用传统的施工方法。•传统的穿束方法存在以下问题：•1、采用人工进行穿束，施工需要10—12人，施工效率低；人工穿束每天仅能完成2—3束，施工速度慢。•2、采用人工+卷扬机进行穿束，可减少施工人员的数量至5—6人，采用卷扬机来回穿拉，要对钢绞线端部进行处理、连接，施工速度仍然较慢，每天也只能完成5—6束。•3、本工程工期要求紧，采用传统的施工方法满足不了本工程的施工工期要求。问题的提出由于传统的穿束方法满足不了本工程的要求，项目部需要创建新型的穿束体系来代替。本次QC小组活动的课题为：提高超长预应力筋穿束效率的设备研制及应用。课题确定四、设定课题目标•目标•盛峰大桥纵向超长预应力筋穿束设备体系安全、施工效率高。•目标值•1、钢绞线安装允许偏差满足下表要求：项目允许偏差（mm）管道坐标梁长方向30梁高方向10管道间距同排10上下层10一二•2、纵向钢绞线穿束施工在2012年8月25日完成，以确保桥面铺装在9月20日完成（节点工期）。目标可行性论证1、有利条件1）本工程穿束设备的研制得到公司设备科的支持，设备科丁再信高工和章建华工程师都是机电方面的专家，并担任本小组的顾问。2）本小组由项目部项目经理、项目总工和部分技术骨干组成，技术力量强。3）公司想在超长穿束方面进行突破，给于小组大力的支持。2、不利条件1）新研制的设备容易存在安全隐患；2）需投入一定的人力、物力。综合以上情况，经过客观分析，本小组一致认为：目标完全能够实现。三五、提出方案，确定最佳方案方案的提出在开工之初，围绕课题，小组成员通过“头脑风暴法”集思广益对其超长预应力筋穿束方案进行讨论，按穿束机械形式归纳共提出三种方案：单根挤推式穿束体系；多根挤推式穿束体系；多根抽拉式穿束体系。方案的分析、评估及选定三种方案分析选定见附表5-1。序号穿束体系类型分析其优（缺）点方案选择1单根挤推式穿束体系1、施工简单，便于操作2、容易控制，安全可靠3、挤推力较小，机械便于制造4、挤推机体积小，便于安装5、挤推速度快，工期缩短6、施工灵活，可进可退可采用方案的分析、评估及选定表表5-12多根挤推式穿束体系1、容易控制、安全可靠2、施工麻烦，不便于操作3、挤推力大，需要机械功率增加4、机械体积大，不便于安装5、施工不灵活，较难控制不采用3多根抽拉式穿束体系1、容易控制，安全可靠2、需要牵引，施工麻烦3、钢绞线端部需要处理，影响施工质量4、机械体积较大，安装麻烦5、施工程序多，影响施工进度不采用制表：赵玲萍复核：王国宝日期：2012年5月20日六、问题假想预测（一）挤推式穿束体系施工流程初步设计挤推机械现场试验机械性能优化设计挤推机就位整捆钢绞线固定钢绞线穿束进、出口钢绞线处理下一钢绞线穿束挤推机移位•（二）问题假想原因预测•我们组织小组成员调阅杂志、互联网，对有关预应力筋穿束方面经验、教训及发生的质量、安全事故进行收集，结合我们的实际情况提出如下假想问题：•1、挤推机设计不合理；•2、挤推机就位不准确；•3、钢绞线固定不安全；•4、钢绞线穿破波纹管。七、确定对策通过上述问题假想预测所归纳的几种原因，结合挤推式穿束体系施工流程图，制定实施对策如表7-1。要求对策目标措施地点时间负责人现场试验、优化设计在初步设计的基础上进行现场试验，深化设计解决挤推机的推力，保证进退自如1、以公司机械设备部为技术衣托，运用机械、电力知识进行深化设计公司2012年6-7月2、增设变速装置和遥控装置现场2012年7月确保挤推机就位准确采用就位平台穿束机中心和波纹管中心偏差≤5mm1、用钢管、铁板搭设就位平台2、测量放线，把平台进行固定3、把挤推机固定在平台上现场2012年7月对策表表7-1确保钢绞线固定安全搭设钢绞线防护架确保钢绞线不伤人1、场地整平，放稳钢绞线盘2、搭设钢绞线防护支架3、对支架进行固定现场确保钢绞线的施工质量采用引线器进行穿束确保波纹管无损坏1、设计引线器2、当钢绞线穿出挤推机后装上引线器3、调整穿束速度和方向公司制表：赵玲萍复核：王国宝日期：2012年5月30日八、对策实施实施一：针对挤推机设计不合理步骤一：根据力学、电功原理进行挤推机的初步设计，由机械部机械工程师负责。初稿设计采用单排齿轮，通过试验由于和钢绞线的接触面积较小，钢绞线容易打滑。后进行优化改为双排齿轮。步骤二：电机的转速较快，为控制钢绞线的穿束速度，我们在电机部分和挤推部分中间增加设置了调速部分，保证了挤推速度按施工的要求进行控制。步骤三：穿束时有时需要钢绞线后推，为方便调节钢绞线的穿束，我们增设了调控装置，通过调控装置来进行钢绞线的穿束施工。步骤四：以上设计完成后，我们生产出挤推机样品。样品使用前我们进行了现场试验，对个别不满意的地方又进行了修改，然后再进行试验，直到达到我们预想的效果。结果：通过以上步骤，挤推机做到穿束快、操作灵活、安全可靠。挤推机照片及国家实用型专利证书实施二：针对挤推机就位不准确为保证挤推机就位准确，我们设计制造了挤推机就位平台。挤推机就位平台采用钢管搭设支架，在支架上放置木板并和支架联接，钢管架采用地锚进行固定，挤推机采用焊接和支架连接，保证能承受挤推钢绞线时产生的反作用力。施工时，先进行平台就位，通过测量放样确定挤推机的准确位置后进行挤推机的固定，确保挤推机中心和波纹管的中心线一致。结果：由于采用就位平台，每次就位后穿束机中心和波纹管中心偏差都≤3mm，达到预定的目标。实施三：针对钢绞线固定不安全钢绞线盘在放线时如固定的不好，可能出现钢绞线弹出伤人的问题。为固定好钢绞线，我们采取了以下方法：1、我们首先对放盘位置进行场地平整，然后把钢绞线盘竖立牢固；钢绞线盘的圆心对准波纹管方向；2、在钢绞线盘两侧搭设钢管支架并采用水平杆进行拉接，卡住钢绞线不能弹出；3、采用钢管斜撑稳定支架，保证施工过程中不滑动、倾覆。结果：施工整个过程中支架稳定可靠，没有出现钢绞线伤人问题。实施四：针对钢绞线穿破波纹管1、设计引线器由于钢绞线端部粗造，波纹管有弯曲部分，在快速前进过程中很容易顶破波纹管，产生施工质量问题。为解决这一问题，我们又设计出引线器。引线器由圆锥形的钢质头部和与钢绞线连接的尾部钢管组成。引线器照片及国家专利授权证书引线器我们公司向国家知识产权局申报了实用新型专利，在2012年12月得到国家知识产权局的授权证书，授权公告号CN202595629U2、钢绞线与引线器连接当钢绞线从挤推机的外侧挤到内侧约0.5时，停止挤推机。把钢绞线插入引线器的尾部钢管内，用工具嵌夹紧钢管和钢绞线。连接牢固后重新开启挤推机进行穿束。3、调整穿束速度和方向在穿束过程中，根据施工的需要调整穿束的速度。当钢绞线穿出波纹管后，如穿出的长度大于需要的长度，可通过控制器使钢绞线后退，直到达到需要的长度为止。结果：由于引线器的应用和适当的调控，整桥钢绞线的穿束质量都达到设计和规范的要求。九、总体效果检查对比1、安全方面通过对钢绞线盘采取固定措施和穿束中施工人员严格按安全保证措施进行施工，本工程施工阶段未发生任何事故。2、进度方面原计划从2012年8月11日开始，2012年8月31日穿束结束，计划工期21天，实际上于8月16日提前完成，比计划工期少用了15天时间。3、经济效益盛峰大桥共有腹板预应力束24束，顶板束27束，底板束18束。顶底板束施工较容易，按二束折合成一束计，共47束。则全桥纵向预应力穿束采用挤推机进行施工较传统施工方法节约1.45万元。4、社会效益盛峰大桥是城市主干道上的一座桥梁，桥梁提前完成会产生较大的社会效益。采用本方法可大大加快施工进度，使穿束工序由原来工期的21天缩短为6天，桥梁提前15天投入使用，产生较大的社会效益。5、团队能力方面我们QC小组成员通过本次活动的学习锻炼，提高了团队精神、解决问题能力、创优意识、QC知识和个人能力等。QC小组自我评价见表9-1。QC小组活动自我评价表表9-1项目自我评价（分）活动前活动后创优意识6990个人能力7186QC知识6894解决问题的能力7495团队精神7597图9-2QC小组自我评价雷达图050100创优意识个人能力QC知识解决问题的能力团队精神活动前自我评价（分）活动后自我评价（分）自我评价雷达图见图9-2：十、总结巩固本次活动实现了小组目标，QC小组活动加快了工程施工速度，保证了施工过程的安全，创造出一种钢绞线穿束的施工机械和施工方法。为我公司以后类似工程的施工提供了施工机械和施工经验。为巩固本次活动成果，我们把该施工方法编制成企业施工工法，创造的机械及设备我们申请了国家实用性专利二项（现已授权），国家发明一项目前正在审批中。十一、今后打算今后，我们将积极学习新统计工具，在以后QC开展中做到灵活恰当的进行运用，为我公司施工的质量控制打下基础。目前，我们公司在新接的工程项目中，箱梁采用现浇的施工方法，“支架的设计和应用”是我们要攻关的课题。谢谢！