提高钢管拱吊装、焊接质量

提高钢管拱施工质量南昌生米大桥项目经理部第一QC小组发表人：曹纹龙2006.01.31一、工程简介南昌生米大桥位于南昌市外环快速路上，为跨越赣江连接南昌、昌北城的重要桥梁。生米大桥的建设，将带动外环线沿线地带的开发建设，拉大南昌的城市框架，对保障南昌市经济可持续发展有着重要的意义。大桥全长3880m，主桥全长606m。主桥上部结构采用二孔钢管砼系杆拱，其中，两个主跨为2×228米连拱，两侧边拱跨径均为75米，属于刚性拱柔性系杆结构,其施工工序繁多,施工工艺复杂。单片钢管拱重达６４０吨，其施工难度大，施工质量难以保证。二、小组概况小组名称中铁一局南昌生米大桥项目经理部第一QC小组成立时间2005.1.1格言立足现状、攻克技术难关课题名称提高钢管拱施工质量小组类型创新型组长李世清活动时间2005.1.1~2005.11.30注册课题提高钢管拱施工质量小组成员10人注册时间2005.11.20活动次数11次注册编号QLGS-2005-14中铁一局集团桥梁工程公司南昌生米大桥★小组简介★组内成员序号姓名性别年龄文化程度小组职务职称参加QC培训时间1李世清男36大本组长工程师96h2郝良秋男30大本副组长工程师72h3李宏涛男31大本副组长工程师72h4曹纹龙男27大本组员助工72h5曾凡福男24大本组员助工72h6罗建平男27大专组员技术员48h7梁永利男23大专组员技术员48h8曹耀雄男52初中组员工人48h9杨万发男54初中组员工人48h10高录茂男35初中组员工人48h中铁一局集团桥梁工程公司南昌生米大桥三、选题理由选题理由提高钢管拱施工质量中铁一局集团桥梁工程公司南昌生米大桥业主要求公司荣誉技术要求及现场实际工期要求两孔连拱、设计新颖施工技术难度大、施工现场为水上施工人、机、料到场困难创南昌“杜鹃花”奖市政金杯奖争创“鲁班奖”打造名桥，增强公司声誉，扩大揽活范围按施工总期2年计划钢管拱施工工期仅有4个月四、现状调查我QC小组针对国内近几年的钢管拱桥施工进行了认真的调查，其调查结果整理如下：近几年钢管拱桥施工调查分析表编号桥梁名称拱跨(m)吊装方法主拱吊装周期主拱分节情况轴线偏差（mm）合龙偏差(mm)焊缝等级1上海卢浦大桥550缆索吊装14个月9节7061Ⅱ级2重庆巫峡大桥492缆索吊装12个月9节6251Ⅱ级3钱塘江四桥190缆索吊装11个月7节4139Ⅱ级4吉安白鹭洲大桥188缆索吊装12个月7节3530Ⅱ级5雁盐黄河大桥127缆索吊装8个月5节3129Ⅱ级6苏州澹台湖大桥96整体吊装15天整节1512Ⅰ级7苏州寒山大桥84整体吊装10天整节1310Ⅰ级根据上表我们可以看出：主拱分节越多，吊装周期越长、合龙偏差及轴线偏差越大，焊缝等级越低，施工方法的运用是否恰当是决定施工质量好坏的关键！数据调查收集：李宏涛、曹纹龙、曾凡福、罗建平制表：曹纹龙日期：2005.2.3五、目标确定及可行性分析活动目标近期目标远期目标★目标确定申报省优，创市政金杯奖、“杜鹃花”奖及“鲁班奖”轴线偏差在20mm内合龙偏差在50mm内一次验收合格率100%Ⅰ级焊缝达98%以上施工工期控制在4个月以内焊缝质量吊装偏差施工工期施工方案的选择直接影响着焊缝质量、吊装偏差、施工工期★目标可行性分析我公司具有专业的施工技术人员及吊装、焊接技师，具有丰富的施工经验，同时，公司领导也高度重视由长安大学风洞实验室、华东交通大学及中铁一局集团多位专家、教授提供技术保障，能确保施工顺利进行我公司已顺利整拱吊装苏州澹台湖大桥、苏州寒山大桥钢管拱，为我公司积累了丰富的钢管拱施工经验可行性分析目标完全可以实现六、原因分析2005年2月10日，我QC小组针对钢管拱的施工召开了原因分析会，经认真分析得出影响钢管拱施工质量的原因如下：人钢管拱施工质量差料机法环七、要因确认2005年2月11日，我QC小组又召开了第二次会议，进行了要因确认：序号项目要因确认确认方法负责人要因判断1培训不到位以往进行吊装、焊接的作业工人对技术要求未掌握、专业技术不够精，在吊装作业时有返工现象；在焊接时有气孔现象，是要因调查分析曹纹龙是2专业技术人员缺乏我项目部专业技术人员46名，可满足现场的施工需要，不是要因调查李宏涛否3对职工思想教育不够我项目部一直对职工的职业道德教育列为职工学习的主要范围，工人责任心强，工作积极主动，不是要因调查分析曹耀雄否4专业技术工人少我项目部有专业的高中级装吊工180名，专业的焊接工人120名，可满足现场的吊装、焊接施工，不是要因调查曾凡福否5机械设备老化、运转不正常我公司新购置了大批的施工机械，且运转正常，不是要因调查梁永利否6机械设备配置不合理我公司机械设备配置合理不是要因调查梁永利否7机械保养、维修不及时我公司的机械设备按时保养，并配有专门的维修人员维修及时，不是要因调查曹纹龙否要因确认表8没有采用先进的机械设备主拱的吊装设备采用老式的卷扬机、滑车法，其起吊速度慢，抗冲击性能小，是影响主拱吊装质量的要因之一调查分析郝良秋是9非标产品多、不易购置我公司与多家厂家有长期的合作关系，对于非标产品可以提前订做，不是要因调查罗建平否10周转材料到位不及时提前计划，合理安排，周转材料及时到位，不是要因调查分析曾凡福否11材料不合格破坏更换频率高我公司有标准化材料管理和专门的材料购置人员，对三无产品，严禁使用，不是要因调查曹纹龙否12材料品种多，规格不易备齐我公司有专门的材料购置人员，提前计划，不是要因调查分析曹纹龙否13（缆索吊装法）主塔拼装高度高、跨度大采用缆索吊装主塔高度一般不低于120米，跨度不小于500米，其施工难度大，周期长，可以直接影响钢管拱的吊装，是要因调查分析郝良秋罗建平是14（缆索吊装法）主拱自重大采用缆索吊装由于受吊装能力的影响，吊装节段一般不少于5段，每段的现场拼装时间长，焊接量大，其焊缝质量难以保障，是影响吊装、焊接质量的主要原因调查分析曹纹龙罗建平曾凡福是15（缆索吊装法）主拱晃动大采用缆索吊装每一节段的拼接必须依靠扣索来稳定，而随着节段的顺次拼装，扣索都必须重新调整，其调整、拉设难度较大，且拱轴线偏差与合龙偏差难以控制，是影响吊装和主拱轴线的主要原因调查分析曹纹龙罗建平曾凡福是16（整体吊装法）吊装吨位大、机械设备难以配置采用整体吊装可采用大型门式吊机，从而可解决吊装吨位大，设备难以配置的难题，不是要因调查分析李宏涛曹纹龙否17（整体吊装法）施工现场为水中施工采用整体吊装可选用水运方便的加工制作厂家，采用水上整体运输，工地随到场随吊装，不是要因调查分析曹纹龙罗建平否18周围施工环境不具备，当地村民阻挠我公司与周围材民相处融洽，不是要因调查郝良秋否19资金到位不及时生米大桥施工资金为专项资金，到位及时，不是要因调查李世清否20水上作业，机械停靠困难我公司施工场地有专门的水上作业平台及施工码头，可解决机械水上停靠问题，不是要因调查分析李宏涛否21自然环境条件差、风、雨、雾影响大我项目部合理安排施工，缩短工期，尽量避开大风，大雨天气，不是要因调查曾凡福否由要因确认表中我们可以看出影响钢管拱吊装焊接质量的主要因素为：★培训不到位★主塔拼装高度高、跨度大★主拱自重大★主拱晃动大★没有采用先进的机械设备对策表八、制定对策2005年2月12日，我QC小组根据各项要因制定了相应对策，同时我们的对策也克服了以往施工方案中的不足之处：序号要因对策目标负责人完成时间工作地点检查人1培训不到位进行全员岗前培训培训率达到100%，工人独立操作能达到98%李宏涛2005.2.28会议室郝良秋2（缆索吊装法）主塔拼装高度高、跨度大采用门式吊机主塔高度不大于60米跨度不大于50米郝良秋2005.5.31施工现场李世清3（缆索吊装法）主拱自重大采用先拼接再吊装方案节段不多于三节一级焊缝达到98%以上曹纹龙2005.7.1场内焊接完成；2005.10.31工地焊接完成；施工现场郝良秋4（缆索吊装法）主拱晃动大场内胎模成形龙门固定吊点吊装轴线偏差不大于20mm拱顶合龙偏差不大于50mm曾凡福2005.7.1场内成形完成；2005.10.31工地吊装合拢；施工现场李宏涛5没有采用先进的机械设备采用先进的机械设备每节拱段的提升不超过24小时罗建平2005.11.25施工现场李宏涛场内半拱焊接采用胎模成形，工地现场采用龙门固定吊点吊装法进行吊装，有利于对拱轴线的控制采用ZTL300T连续提升系统，提升速度为8米/小时措施对所有参加钢管拱吊装的人员进行全员岗前培训，并送部分人到专业技术学校进行技术深造采用主塔高度58米，跨度为44米的门式吊机采用主拱四段拼接两段吊装方案，现场焊缝为3个断面，可达到二级焊缝，其它均为厂内焊接，其焊缝质量可过到一级焊缝制表：曹纹龙日期：2005.2.12★对策分析风洞实验进行中▲多次召开了由长安大学风洞实验室、华东交通大学及中铁一局集团等多位专家、教授的专家讨论会，对方案进行了分析与评价，最终我们的对策得到了充分的肯定▲由长安大学风洞实验室对主拱及门架做了风洞实验，实验表明，我们制定的对策是完全可行的九、对策实施实施1：对吊装及焊接工人的岗前培训02040608010012014016070~80分80~90分90~100分70~80分80~90分90~100分数据收集：李宏涛、曹纹龙制图：曾凡福日期：2005.3.12005年2月25日至28日是本QC小组和所有吊装及焊接人员岗前培训日，由李宏涛对所有吊装及焊接人员讲解了吊装及焊接工艺，并对其中技术要点进行了详细的阐述和讲解，使所有参加培训人员掌握了主拱吊装及焊接的全过程和技术要求，其考核成绩如右图所示：平均分为89.3分，同时我们对70~80分的20人进行了重新培训，最终考核成绩均在90分以上，达到了培训目的。实施2：采用门式吊机进行主拱吊装我们采用主塔高度为58米，净跨44米，起重能力达300吨门式吊机四座，主塔高度为30米，净跨44米，起重能力达100吨门式吊机三座，分前后两吊装点对每节段钢管拱进行同时起吊，解决了缆索吊装中主塔高的问题。100吨门式吊机300吨门式吊机实施3：采用主拱四段拼接、两段吊装方案采用主拱四段拼接、两段吊装方案，现场焊缝为3个断面，可达到二级焊缝，其它均为厂内焊接，其焊缝质量可达到一级焊缝，有效的提高了焊缝质量，实全可以达到焊缝质量目标。场内半拱焊接采用胎模成形龙门固定吊点进行半拱吊装实施4：场内半拱焊接采用胎模成形，工地现场采用龙门固定吊点吊装法进行吊装，有利于对轴线偏差和合龙偏差的控制，完全可以达到吊装偏差目标。实施5：采用ZTL300T连续提升系统ZTL300T连续提升系统正在工作ZTL300T连续提升系统提升速度为8米每小时，完全可以保证在24小时内将单节段钢管拱提升就位，从而施工工期目标有了可靠的保证。十、效果检查1、近期目标我小组根据制定的对策，在对策实施中全面跟踪调查，对全桥两跨主拱八个吊装节段的吊装总时间、焊缝质量、轴线偏差、合龙偏差等进行了细致的调查，并归纳如下表所示：近期目标检查表序号拱节编号吊装总历时（h）Ⅰ级焊缝率（%）轴线偏差(mm)合龙偏差(mm)吊装总工期1ZF-1S-012198.517402005.08.20~2005.11.252ZF-2S-012098.6153YF-1S-011898.412384YF-2S-011898.885YF-1S-021798.510426YF-2S-021698.4157ZF-1S-021698.614308ZF-2S-021698.612数据收集：李宏涛、曾凡福、罗建平、曹纹龙制表：曹纹龙日期：2005.11.26由上表统计与我小组的目标值对比如下图所示：97.797.897.99898.198.298.398.498.5Ⅰ级焊缝百分率目标值实现值05101520253035404550合龙偏差目标值实现值02468101214161820轴线偏差目标值实现值数据收集：李宏涛、曾凡福、曹纹龙制图：罗建平日期：2005.11.27通过以上柱状图比较可知：近期目标全部实现从经济效益上看，用传统的缆索吊装方