中铁科工集团钢围堰桥位拼装QC

中铁科工集团钢围堰桥位拼装QC

双壁钢围堰桥位拼装新工艺 目 录 一、工程概况 二、小组简介 三、选择课题 四、设定目标 五、提出方案并确定最佳方案 六、制定对策 七、对策实施 八、确认效果 九、巩固措施及标准化 十、总结与今后打算 一、工程概况： 南广铁路是南宁至广州的客运专线，时速 250km/ 小时。南广铁路郁江双线特大桥主桥为 5 跨连续钢桁梁（ 36m+96m+228m+96m+36m ）斜拉桥，主塔 283# 、 284# 墩位于水中，单塔基础为 20 根 φ2.5m 嵌岩桩，承台为圆端形，外形尺寸 38m*24.8m*5m ，承台底标高为 14.66m ，嵌入河床，主塔为花瓶状，塔高 103.5 米，主塔 8 对双索面平行斜拉索，为半漂浮型柔型斜拉桥。 水文条件：郁江桥位于郁江贵港至桂平河段上，下游距桂平航运枢纽约 11.5km ，上游距贵港航运枢纽约 98km ，处于桂平航运枢纽的库区范围内，自然河床标高为 +19m 左右，平均水深 12m ，因承台嵌入河床，围堰吃水深度为 20.84m 。 桥梁总体布置图 主桥桥址概貌 钢围堰简介 钢围堰采用圆端形双壁钢围堰，壁厚 1.2m ，内壁距承台边缘 0.1m 。由内外壁板、内支撑、安装悬吊系统及定位系统组成。围堰结构采用竖向钢箱梁、水平桁架、竖向加劲肋、内外面板构成空间结构；在直线段设二层内支撑。分 23 个隔仓。钢围堰高度： 20.2m 二、小组概况： 小组名称 南广铁路郁江双线特大桥（主桥） 双壁钢围堰桥位拼装新工艺 QC 小组 注册日期 2009 年 5 月 1 日 课题名称 双壁钢围堰桥位拼装新工艺的 研发与实施 注册号 JQ-2009-006 活动日期 2009 年 5 月 1 日～ 2009 年 12 月 31 日 小组类型 创新型 表一 QC 小组概况表 表二 QC 小组成员表 序号 姓名 组内职务 性别 年龄 文化程度 职称 接受教育时间 1 付小莲 组长 女 34 本科 高级工程师 96 小时 2 余孟威 组员 男 26 本科 助理工程师 96 小时 3 卢 飞 组员 男 40 技校 装吊工 48 小时 4 吴 昕 组员 男 25 本科 技术员 48 小时 5 王云秋 组员 男 26 本科 助理工程师 72 小时 6 刘 灿 组员 女 25 本科 助理工程师 48 小时 7 付 峰 组员 男 23 本科 技术员 48 小时 8 王世均 组员 男 28 本科 测量工程师 48 小时 二、小组概况： 三、选择课题及理由： 为此，项目部领导决定优化钢围堰施工工艺，以 ： “ 双壁钢围堰桥位拼装新工艺的研发与实施 ” 为课题，组建 QC 小组对钢围堰施工进行优化设计。 实施意义重大 实施意义重大 1 、郁江桥是南广铁路广西境内的最大控制性工程。 2 、可突破围堰的常规施工方法，为类似条件深水基础施工提供一个新的施工工艺，是一次技术创新。 业主要求工期紧 工期短，质量要求高。 如采用传统的先桩后堰，围堰异地水上拼装后再整体浮运工期 180 天、桩基 120 天，共计约 300 天，无法满足业主要求的 240 天（ 8 个月）节点工期。 施工难度大 1 、无成熟经验可循 2 、围堰重 800t ，给整体浮运和定位带来较大的施工难度 。 四、设定课题目标 ： 在保证钢围堰安装质量的前提下，提前 150 天完成安装任务，桩基围堰施工工期从 310 天降到 160 天。 五、提出方案并确定最佳方案： 小组成员集思广益、相互启发，深入思考，对大家所提出的工艺方案进行综合分析论证，做出评价，小组成员讨论确定方案后，甲方聘请国内知名专家对此方案进行了评审并通过。具体详见论证表所示： 方案论证表 序号 提出施工方案 方案论证 评 价 是否采用 优 点 缺 点 1 钢围堰浮运方案 围堰施工方便，安全质量有保障 1 、在附近搭设围堰水上拼装平台，且需要一整套起重设备，费用很高； 2 、经项目部多次与航道部门沟通围堰整体浮运方案，均因占用航道而不能批准； 3 、郁江目前是三级航道，围堰下水须使用大型起重船舶及拖轮，此类大型船只很难进入郁江水域； 4 、围堰施工完成后须在桩基施工前浮运到位，封底完成安装完成内支撑后才能进行桩基平台搭设并进行桩基施工，施工周期长，无法满足工期要求； 5 、围堰体积大，重量大，水上拖运难度大。 6 、施工总工期约为 310 天（具体工期分配表详见 附表一 所示） 从施工工期来讲，采用桥位拼装方案，只要采取一定的施工措施，安全和质量均有保障。 不采用 2 钢围堰桥位 拼装。 提高了工效、保证了施工进度，同时也大大节约了施工成本 1 、施工方案无经验可借鉴，方案设计难度大； 2 、作业难度较大，立体双重作业安全质量受影响， 3 、施工总工期约为 160 天（具体工期分配表详见 附表二 所示） 采 用 转入 序号 项 目 名 称 工期（ d) 备 注 1 水上异地拼装施工平台及栈桥搭设 40 　 提前施工，不计入工期 2 水上组拼焊接围堰 60 　 3 水上浮运 5 　 4 注水下沉，纠偏就位 5 　 5 吸泥封底 60 　 6 桩基施工平台搭设 60 　 7 桩基施工 120 合计有效工期 310 工期分配表（一） 工期分配表（二） 序号 项目名称 工期（ d) 备 注 1 桩基施工平台栈桥搭设 60 提前施工，不计入工期 2 桩基施工 120 3 桥位拼装设施制安 15 含入桩基施工中 4 桥位水上组拼焊接围堰 60 含入桩基施工中 5 注水下沉，纠偏就位 5 含入桩基施工中 6 吸泥封底 60 20d 含入桩基施工中 合计有效工期 160 返回 确定最佳方案： 通过上述论证最终确定： 采用 钢围堰桥位拼装 （桩堰 同时施工）的施工工艺。 针对新的工艺方案，我们 QC 小组成员超前准备，并对可能影响总体施工方案顺利进行的几个施工细节进行了罗列（如下所示），并逐一制定了相应的对策： ①水上拼装定位桩数量的确定； ②围堰单元件的吊装、运输方案； ③围堰桥位拼焊方案； ④围堰拼装完成一节后的下放方案； ⑤双重作业的安全及质量影响。 六、制定对策： 序号 项 目 目 标 对策及措施 责任人 起止日期 检查人 1 水上拼装定位桩数量的确定； 满足定位要求 根据桩位布置及围堰外形确定 8 根定位桩基 付小莲 5 月 2 日～ 10 月 20 日 王世均 2 围堰单元件的吊装、运输方案 顺利吊装到位 1 、测量水面至平台桥面系以下空间高度 2 、将围堰分节分块，便于运输及吊装。 3 、单元件从平台一角开口往下吊装，用 “ C ” 型钩喂入轨道下方 4 、运用桁车吊装加运输的原理，采用轨道运输到位 付小莲 5 月 2 日～ 11 月 6 日 付 锋 3 围堰桥位拼焊方案 顺利定位、焊接 操作平台设置，根据当前的施工水位，将固定操作平台面设置于施工水位标高，确保不湮没。 突然降水时的应对措施，施工水域为库区，水位相对稳定，突然降水高度最大 0.5m ，围堰吊点设计荷载为 1.5m 水差及一节围堰自重的受力计算。 船浪对拼装的影响，采用挡浪板减少浪的冲击。 付小莲 9 月 1 日～ 12 月 31 日 吴 昕 4 围堰拼装完成一节后的下放方案 一次下放成功 1 、根据围堰外形及重量分配计算，采用 6 个下放吊点 ； 2 、正常情况下，吊点承受一个节间的围堰自重，再加 1m 高的平衡水重，确保吊杆仅受拉力； 3 、设计各下放点的起顶设施串联等压，受力和行程相同，方可保证各吊点受力均匀。 付小莲 5 月 8 日～ 11 月 11 日 王云秋 5 双重作业的安全措施 确保安全万无一失 1 、施工平台面完全封闭； 2 、购买质量好的泥浆管；泥浆管转角处用圆管包裹； 3 、按要求配好救生设备，搭设施工操作平台； 4 、电焊机、轨道滑触线均采用 δ2mm 钢板全面覆盖； 5 、 设计出具详细的计算单，施工时严格按设计假定情况进行操作。 余孟威 11 月 6 日～ 12 月 30 日 卢飞 七、对策实施： 实施 一 水上拼装定位桩数量的确定：根据桩位布置及围堰外形确定 8 根定位桩基，施工时先施工上游定位桩，待上游定位桩完成后立即开始围堰拼装方案 （详见示意图）。 围堰整体布置示意图 围堰整体布置示意图： 七、对策实施： 实施二 围堰单元件的吊装、运输： 1 、测量水面至平台桥面系以下空间高度，拼装总空间为 38.8-31=7.8m ，设计运输轨道高度，吊具及围堰拼焊操作空间及脚手架高程； 2 、 将围堰分节、分块（外形尺寸小于 7.5m×3m×3m, 重量小于 8t ），便于运输及吊装； 钢围堰分段吊装图 3 、单元件从平台一角开口往下吊装，用“ C” 型钩喂入轨道下方，转换到电动葫芦上 。 单元件喂入图 单元件吊装就位图 4 、平台下单元件运输方法：运用桁车吊装加运输的原理，采用轨道运输，轨道设置紧贴于平台下方，用两台电动葫芦起吊运行； 围堰桥位拼焊： 1 、操作平台设置，根据目前的施工水位，将固定操作平台面设置于施工水位标高，确保不湮没。 实施三 2 、突然降水时的应对措施，施工水域为库区，水位相对稳定，突然降水高度最大 0.5m ，围堰吊点按 1.5m 水差及一节围堰自重的受力设计。 实施三 3 、船浪对拼装的影响，采用挡浪板减少浪的冲击。 实施三 实施四 围堰拼装完成一节后的下放： 1 、 围堰单节重 80 ～ 130t ，根据围堰外形，采用 6 个下放吊点，直线段 2 个，两圆弧段端部各 1 个，对称共 6 个； 2 、 吊点承受一个节间的围堰自重，再加 1m 高的平衡水重，共计 260t ； 3 、下放的同步性， 前面计算需要求各点受力均等，则要求各下放吊点保持同一标高，即同步性，设计各下放点的起顶设施串联等压，受力和行程相同，方可保证各吊点受力均等。 实施四 实施五 双重作业安全及施工质量的解决： 1 、施工平台面完全封闭； 2 、 减少桩基施工泥浆对下面围堰施工的影响，购买好的泥浆管，减小爆管次数。泥浆管摆放平整，不能放于尖锐铁件上，转角处用圆管包裹，防止磨破泥浆管。在钻孔桩周边挂篷布封闭，钻孔处不得裸露在围堰操作空间，使钻孔泥浆不会溅到钢围堰上影响焊接质量； 实施五 3 、按工艺要求对结构质量进行检查，按要求配好救 生设备，搭设施工操作平台； 4 、水上施工用电进行全面保护，如电焊机、轨道滑触线均采用 δ2mm 钢板全面覆盖； 5 、设计出具详细的计算单，施工时严格按设计假定对情况进行操作。 实施五 八、确认实施效果： 通过上述措施的实施，我项目部所承制的钢围堰安装顺利的通过了业主方及监理方的一次性验收，总工期提前了 150 天，得到了业主及监理方的高度评价，为后续工程的顺利进行奠定了坚实基础，同时也获得了显著的经济效益。具体如下表所示。 效果确认表： 项 目 水上异地拼装浮运方案 桥位安装工艺 备注 成本分析 先堰后桩，水上拼装再浮运至设计位置（运输船，浮吊等水上设备） 1130 万 桩堰同时施工（环形轨道吊装、运输系统） 310 万 节约成本 820 万 , 具体详见 成本估算表 所示 工期分析 先堰后桩，水上拼装拼装再浮运至设计位置，其中围堰施工 190 天，桩基 120 天（运输船，浮吊等水上设备） 工期 310 天 桩堰同时施工，桩基 120 天，围堰 90 天（含吊装系统安装且包含于桩基工期中），吸泥 40 天，综合总工期为 160 天。 总工期 160 天 节约工期 150 天 两种方案成本分析表 （万元）： 工艺方案 临时 设施费 设备 租赁费 水上 拼焊 封航费用 合 计 水上异地拼装 浮运工艺 400 80 150 500 1130 桥位安装工艺 95 31 184 0 310 桥位安装工艺工期分析表 序号 项目名称 工期（ d) 备 注 1 桩基施工平台栈桥搭设 60 提前施工，不计入工期 2 桩基施工 120 3 桥位拼装设施制安 15 含入桩基施工中 4 桥位水上组拼焊接围堰 70 含入桩基施工中 5 注水下沉，纠偏就位 5 含入桩基施工中 6 吸泥封底 60 20d 含入桩基施工中 合计有效工期 160 天 质量方面： 目前正在进行承台施工，采用桥位安装新工艺的围堰能够做到滴水不漏。且承台放样完全在围堰内，无围堰侵入点。 283 钢围堰 19.66 处部分坐标 点号 围堰顶口坐标坐标 倾斜尺寸 L(cm) 捕捉出 19.66 米处坐标 X Y X Y 1 组 423.43 179.85 10.00 423.42 180.92 423.41 181.02 2 组 418.37 180.74 12.00 418.68 181.74 418.71 181.86 3 组 410.01 190.21 24.00 410.93 190.43 411.16 190.49 4 组 410.65 199.78 20.00 410.45 199.78 410.05 199.79 顶口实测坐标 X 423.05 △ X 0.05 　 Y 199.96 △ Y -0.04 　 底口实测坐标 X 423.02 △ X 0.02 　 Y 199.99 △ Y -0.01 　 安全方面： 由于安全资金投入到位、安全措施及防护得当，采用新工艺双重作业期间未发生安全事故。 对策实施后效果检查如下： 我们的目标实现了！ 310 160 160 1 、通过对郁江双线特大桥钢围堰桩堰同时施工，我们摸索出了一套行之有效的钢围堰原位拼装的施工方法，取得了大量的第一手经验，并制定出了公司 《 双壁钢围堰桥位拼装工法 》 的新标准；为今后钢围堰水上桥位拼装积累了宝贵经验。 2 、通过本次活动，小组成员的问题意识、改进意识、参与意识都有了明显的提高，增强了小组成员的个人能力，提高了解决问题的信心，团队精神也得到了很大的增强。同时要求小组成员不能满足于现状，要进一步提高质量意识，号召大家始终坚持求真务实、精益求精的创新发展的意识，树立创精品的意识。 九、标准化及巩固措施： 小组综合素质评价 序号 评价内容 活动前（分） 活动后（分） 1 团队精神 65 80 2 质量意识 75 95 3 进取精神 85 90 4 QC 工具运用技巧 65 90 5 工作热情和干劲 80 85 6 改进意识 70 85 通过开展钢围堰桥位拼装新工艺的 QC 小组活动，很好的解决了大型钢围堰水上拼装，以及桩堰同时施工过程中出现的问题，节省了大量工期，同时施工质量也有效的得到了保证，使围堰安装施工取得了很好的经济和社会效益。目前本方案属国内首创，非常值得推广。 下一步我 QC 小组将转入又一个课题 《 双壁钢围堰水下封底新工艺 》 。我们将继续本着 “ 勇于跨越，追求卓越 ” 的企业精神，紧紧围绕公司发展的目标要求，积极加强自身建设，以科技为导向，以提高人才素质为基础，以创新为出发点，以提高经济和社会效益为方向，不断完善自身，促进 QC 活动的不断提高。 十、总结及今后打算： 通过开展钢围堰桥位拼装新工艺的 QC 小组活动，很好的解决了大型钢围堰水上拼装，以及桩堰同时施工过程中出现的问题，节省了大量工期，同时施工质量也有效的得到了保证，使围堰安装施工取得了很好的经济和社会效益。目前本方案属国内首创，非常值得推广。 下一步我 QC 小组将转入又一个课题 《 双壁钢围堰水下封底新工艺 》 。我们将继续本着 “ 勇于跨越，追求卓越 ” 的企业精神，紧紧围绕公司发展的目标要求，积极加强自身建设，以科技为导向，以提高人才素质为基础，以创新为出发点，以提高经济和社会效益为方向，不断完善自身，促进 QC 活动的不断提高。 十、总结及今后打算：