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1高空、大跨度悬挑外脚手架搭设武汉建工第三建筑有限公司张传林QC小组一、工程概况由我公司承建的天瑞国际酒店改扩建工程位于汉口解放大道,武汉国际会展中心东侧，地上三十层，建筑高度110米。本工程原设计一至七层裙楼为商业建筑（现SOGO百货），主楼部分为高档酒店，1997年主体结构完工后成为“烂尾楼”闲置多年。2005年，重新接手该工程的开发商拟将八～三十层主楼改造为小户型酒店式公寓，并对现有结构进行改扩建。扩建方法主要为:现有结构植筋、加大梁柱截面、混凝土现浇沿外墙四周水平扩宽1.6米。根据改扩建方案，施工前必须搭设防护脚手架，为不影响商场正常营业，脚手架只能采取从九层楼面悬挑搭设的方式，并要留出扩建施工的操作面。主楼扩建平面示意图扩建结构制图：张传林2006年3月扩建示意图脚手架搭设示意图2和常规悬挑架比较，本工程脚手架具有下列特点如何在施工环境复杂的高空作业面做到脚手架规范施工,确保周边环境安全,小组成员面临新的挑战。因此小组活动选择的课题是“高空、大跨度悬挑外脚手架搭设”二、小组概况小组简介小组名称：武汉建工第三建筑有限公司张传林QC小组课题类型：创新型组建时间2006年3月注册日期2006年3月小组注册号WJS2006-03课题注册号KT2006-03小组人数12人平均年龄36岁小组培训情况小组成员均接受TQM知识培训20课时以上,出勤率达95%.小组成员一览表序号姓名性别年龄文化程度职务职称组内分工1张传林男40中专技术负责高级工程师组长组织协调2张红涛男25本科安全监管工程师安全技术指导3龚国宝男38大专施工员工程师技术方案编写4阳友刚男24大专施工员助工质量检查5董斌男28大专施工员助工方案执行6黄传林男45中专机管员技术员设备安全管理7舒八九男47中专安全员技术员安全方案编写8严利男45中专质检员技术员质量检查9王建桥男43中专质检员技术员质量检查10付华男24本科安全员助工安全检查、数据分析11樊亚涛男32大专施工员助工方案实施12罗永红女39中专资料员技术员资料收集项目常规本案特点相对地面高度6～9米32米高空作业悬挑长度(L)1.5米3米大跨度悬挑作业难度一般困难安全风险性极大3三、选题理由理由一管理创新之需要本工程脚手架属高空作业、大跨度悬挑、在武汉建筑业尚属先例，具有施工难度大，安全风险高之特点，是一次创新型的小组活动。理由二技术创新之需要作为承重体系的水平钢梁悬挑跨度大，结构受力复杂，必须先从理论上创建合理的计算模型，通过受力分析、结构计算，为方案实施提供可靠的依据，是技术创新的过程。理由三安全保障之需要施工场地窄小，周边密布商业区和居民区，高层悬空施工风险极大，如何做好安全保障，降低施工干扰，避免相关方抱怨，是我们必须面对的现实。四、课题目标一、确保悬挑脚手架一次性搭设成功二、脚手架搭设全过程中，安全、质量事故频数为零目标可行性分析：实现目标的不利因素：本工程脚手架搭设具有高、险、难之特点，无成熟的施工经验可借鉴。施工难度更是不言而喻，稍有不慎就有可能造成人身伤亡、财产损失等影响极坏的不良后果。实现目标的有利条件：可充分利用现有结构，创造有利于水平钢梁施工的条件如“钢梁的锚固、钢丝绳上部固定、架体与结构的拉结。还有小组成员敢为人先，勇于攻关、技术创新的精神。并有公司安全技术部门的大力支持与配合结论：目标可行五、搭设方案选定悬挑脚手架是有别于落地脚手架的一种搭设方式，由一端固定于楼板的悬挑水平钢梁以及附加约束组成的承重体系，支承架体并承担上部荷载。此项工艺，脚手架搭设为常规方式，关键是确保处于悬挑状的水平钢梁承受荷载后不变形、不破坏、不倾覆。制表：阳友刚2006年3月4因此，合理选择承重体系的材质类别和搭设方式是实现课题目标的前提。小组成员运用“头脑风暴法”集思广益，博采众长，对承重体系的选材和搭设方案各抒己见。用亲和图归纳整理如下：钢梁材料选用方案综合评价得分表序号方案评价综合得分是否选用评价准则张传林张红涛舒八九董斌阳友刚龚国宝严利付华黄传林王建桥樊亚涛1工字钢难易性◎○◎◎◎◇○◇◎◎○111选用经济性◇○◎△◎◇◎△◇◎△受力特性★◎★◎◇◎○★★◎★2槽钢难易性○○◎◇○◎○△○△◎101不选经济性◎◎○○◇★◎○◎○○受力特性◎◇○◇◎○◇○◎○◇3角钢难易性○△◇◎○◇△◇○◇◇87不选经济性★◎★○★○◎○★○○受力特性◇△△△◇○△○◇△◇表中：★5分◎4分○3分◇2分△1分制表：阳友刚2006年3月5承重体系搭设方案综合评价得分表序号方案评价综合得分是否选用评价准则张传林张红涛舒八九董斌阳友刚严利龚国宝王建桥付华黄传林樊亚涛1悬臂端上拉下撑难易性△○◎△△◇○◇◎◎○148不选经济性◇○◎△◎◇◇△◇◎△受力特性★◎★◎◎◎○★★◎★预计成效★★◎◎★○○★★○◎2悬臂端上拉难易性○○◎◎○◎○★○△◎153选用经济性◎◎○○★★◎○◎★○受力特性◎★○◇◎★◇○◎○◇预计成效★◎○★◎◎★○◎◎○3悬臂端下撑难易性○△◇◎○◇△◇○◇◇149不选经济性★◎★○★○◎○★○○受力特性★◎★○★○◎★◎○◎预计成效◇★○★◇○★○◇△★表中：★5分◎4分○3分◇2分△1分图表制作：付华2006年3月经分析、优选和综合打分，确定方案如下：钢梁选材——工字钢主要优点：与槽钢和角钢比较，工字钢截面特征呈对称性，属于轴心受力的最佳状态，抗弯性能最优。搭设方式——悬臂端上拉主要优点：在梁端部上拉钢丝绳，可起到固定、卸荷，减轻钢梁支座弯距的作用，是即经济又安全的合理方式。根据脚手架搭设方案涉及的要素作系统图，明确具体实施内容。制表：张红涛2006年3月6六、制订对策措施序号实施内容目标措施责任人完成时间地点1钢梁结构验算保证钢梁的强度、刚度、稳定性满足要求引入专业软件，通过理论计算确定钢梁、钢丝绳型号张传林张红涛2006.3现场2确定技术参数使所选参数经济合理本着经济安全原则，多方案比较张传林张红涛2006.3现场3建立安全制度使其具有针对性和可操作性组织专业人员编制安全施工组织设计舒八九付华罗永红2006.3现场4安全措施落实消除安全隐患,事故频次为零首先保证资金落实，岗位落实、宣传到位，加大检查力度。张红涛舒八九2006.3至5月现场5钢梁定位放线、凿孔做到定位准确不损坏现有结构用CAD作平面布置，现场放线根据实际作局部调整。楼面找平，支座处增设钢板，使压力均匀分布董斌阳友刚严利2006.3至4月现场6工字钢垂直运送、就位吊装过程中不得撞击结构部位利用扒杆、滑轮、卷扬机,组成提升系统，钢梁垂直提升，下部拉绳定向。黄传林樊亚涛王建桥2006.4现场7水平钢梁安装锚固端嵌固无松动，梁面标高一致悬臂端用钢丝绳上拉梁尾端用卡箍固定，螺栓拧紧龚国宝严利2006.4现场8脚手架施工整体稳定无翘曲架子工持证上岗，作好安全防护措施龚国宝王建桥2006.5现场图表制作：阳友刚2006年3月七、对策实施实施一水平钢梁结构计算按水平钢梁悬挑受力的特殊性，分别采用铰接和锚固两种计算模型。一、考虑钢丝绳作用，计算钢梁在简支模型下的内力，由此确定钢丝绳的直径。二、不考虑钢丝绳作用，钢梁挑出部分按悬臂梁受力计算，由此确定锚固端受力螺栓的直径，并验算支座处砼的局部受压强度。7综合结构受力特点以及工期、成本诸因素，决定至下而上在九层、十六层、二十三层分三段悬挑水平钢梁。为保证计算的准确和精度，引入PKPM专业软件，分别按两种计算模型输入计算参数，依次对承重体系主梁和构件作强度计算和变形验算。实施二确定各项技术参数根据计算结果，确定了承重体系各构件的技术参数见下表：水平钢梁钢丝绳锚固件型号水平间距锚固长度悬臂长度直径数量固定吊环吊点高度螺栓数量工201.5米3米3米Φ182卡箍Φ186.46Φ202道制表：董斌2006年4月实施三制定安全方案根据计算结果编制了脚手架搭设方案,并经专家论证通过;根据现场特点，合理布置施工平面，对人员、设备、电气、消防等因素的安全防范作了周密的设防，编制了安全施工组织设计和应急预案，成立了应急小分队，QC小组成员绝大多数是小分队成员。实施四安全措施落实着重采取了下列安全措施：8实施五钢梁定位放线、凿孔根据施工平面图及计算参数，用CAD软件作出钢梁平面布置示意图。根据平面布置图，在九层、十六层、二十三层楼面放线，定出工字钢具体位置及锚固点，并在拐角处进行适当的局部调整。将锚固点处的楼板凿孔，遇钢筋绕过确保其完整性。经检查，所需材料、设备均已进场，技术交底，安全培训已落实，各项施工准备已完成。实施六工字钢吊装、就位一、工字钢运抵现场,进行割孔、焊立杆定位桩、焊钢筋拉环等二次加工。二、工字梁吊装以九层钢梁吊装为例：十二层安装一台卷扬机，上拉钢丝绳固定扒杆，扒杆伸出外墙约2米，通过滑轮组将工字钢垂直从地面提升，工字钢下端由地面人员通过拉绳操纵定向。（见图一）当工字钢底部升至九层楼面，操作人员通过就位拉绳将工字钢带入楼层内，同时卷扬机反转，工字钢顶部缓慢下降，内拉外送至水平状态置于楼面。以轴线为单位重复进行上述操作。（见图二）制图：付华2006年4月图一图二制图：张传林2006年4月9用人工撬、拨的方式将钢梁在小范围内二次转运，分别就位。支座处加垫钢板,扩大混凝土受压面积。实施七水平钢梁安装工字钢就位后，悬臂端用钢丝绳反拉，钢丝绳用“U”型卡锁紧，钢梁锚固端嵌入卡箍用螺栓拧紧。适度松紧钢丝绳，调整钢梁处于同一标高。实施八搭设脚手架九层、十六层、二十三层工字钢全部安装完毕经检查合格后，开始搭设脚手架。脚手架搭设顺序为：并按规范要求，采取了首层满铺，每三层设置一道兜网，外立面挂钢板网和密目安全网等安全措施。九至十六层脚手架搭设完后，依次搭设第十六至二十三层，第二十三至三十层脚手架。八、实施效果脚手架施工于2006年5月完成，小组成员将每阶段施工检查结果汇总如下：相关要素检查结果结论1技术准备由于采用了PKPM专业软件，提高了工作效率和计算准确性，选用技术参数合理，为方案实施提供了可靠的依据。完成了对策目标2安全保障安全施工组织设计具有针对性和可操作性，安全方案得到了有效的实施，施工期间无任何人身伤亡和设备事故发生。对策目标已实现3施工准备钢梁吊装方案合理可行，提前了工期，降低了施工成本。符合要求4脚手架搭设钢梁稳定无位移松动，经观测最大变形-3mm，均在允许范围内。无质量缺陷和返工脚手架外观平整，纵距、步距整齐一致，安全防护设施齐全，连墙件、剪刀撑等构造设施符合要求。检查结论表明：本课题第一目标已实现10小组活动成果受到甲方好评，出具了小组实现第二目标的证明材料甲方对小组活动成果的肯定，表明本课题第二目标已实现。小组成员通过自己的努力，走过了一段创新的历程，完成了课题活动的预定目标。为再接再励，小组成员对开展活动前后的综合能力进行了对比测评：序号项目活动前活动后结论1创新意识45提高2管理能力34提高3团队精神45提高4业务水平24有较大提高5质量意识34提高制表：董斌2006年4月九、巩固措施和标准化本次脚手架搭设成功，填补了我公司在高空、大跨度悬挑脚手架施工领域的一项空白，公司安全技术部门认可该成果具有推广价值。小组成员通过总结回顾，将实施方案进一步整理形成了《高空大跨度悬挑脚手架施工作业指导书》，经公司有关部门审批后将作为公司同类工程的作业标准。我们认识到，虽然脚手架已搭设成功，但并不意味小组活动就此结束，因为下一阶段将进入结构扩建施工，首层混凝土模板支撑体系依然是采用悬挑方式，悬挑跨度达2.3米，小组成员面临新一轮挑战，《悬挑支模体系施工》将是下一阶段的活动课题。编写人:张红涛张传林2007年元月