【建筑QC】24m直徑造粒塔：懸空噴頭層結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)新課件

1、懸空噴頭層結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)新 發(fā)布人：洪立洋 小組名稱:江蘇宜興靈谷大化肥24m直徑造粒塔QC小組 發(fā)布日期：二九年二月 第1頁，共40頁。 一、工程概況 造粒塔是將尿素熔融液制造成直徑為0.82.5mm粒狀產(chǎn)品的設(shè)備,為大型圓柱形鋼筋混凝土立式中空塔筒，塔頂有通風口、操作間，塔上部中央設(shè)置噴頭，塔底有進風口和物料收集設(shè)備。造粒塔在生產(chǎn)使用中操作穩(wěn)定,管理方便。它的工作原理是尿素溶液經(jīng)蒸發(fā)系統(tǒng)濃縮至99.5%以上，所得的尿素熔融液經(jīng)泵送至造粒塔頂，由造粒機噴頭噴淋成液滴靠重力自由下落，與塔底上升空氣逆流接觸，冷卻并固化成為顆粒尿素，最后由皮帶送往包裝工段進行成品包裝。第2頁，共40頁。 由鎮(zhèn)江四建建

2、設(shè)有限公司承建的宜興靈谷大化肥造粒塔，由圓形主塔和方形附屬塔組成，圓形主塔內(nèi)直徑為24.00m，高93.90m的圓筒形結(jié)構(gòu)；附屬方庫為9.50m4.50m方筒形結(jié)構(gòu)，高度101.10m，鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。在93.90m以下與圓形主塔連成一個整體，其內(nèi)部主要由電梯井和鋼梯為造粒塔提供上下的通道。圓形主塔內(nèi)7.90m標高以下設(shè)鋼筋砼結(jié)構(gòu)刮料層。80.90m處設(shè)鋼筋砼結(jié)構(gòu)噴頭層。目前該塔屬于國內(nèi)最大的尿素造粒塔之一。 圖1 80.9噴頭層24根FL-1輻射梁結(jié)構(gòu)布置示意圖 制圖：洪立洋 制圖日期：2008年9月10日 一、工程概況第3頁，共40頁。 其中造粒塔80.90m標高處有一懸空結(jié)構(gòu)噴頭層

3、，布置由24根L-1、2勁性結(jié)構(gòu)輻射梁、一根勁性2HL-1中央環(huán)梁及相關(guān)梁板組成的臺體結(jié)構(gòu)，如圖1、圖2所示。本工程難點在于進行主塔80.90m標高處噴頭層結(jié)構(gòu)施工時，由于主塔內(nèi)噴頭層向下無結(jié)構(gòu)層，該層自重荷載較大，達12KN/；也就是說整個噴頭層施工荷載約500余噸。如果由室內(nèi)地面向上搭設(shè)施工排架作為噴頭層結(jié)構(gòu)施工的支撐，則排架搭設(shè)工期長、周轉(zhuǎn)材料消耗大、搭設(shè)高度過高（達80.90m）、施工難度大，將直接影響到造粒塔上部結(jié)構(gòu)施工作業(yè)及造粒塔下部安裝及后序安裝作業(yè)的進行。 一、工程概況圖2 噴頭層結(jié)構(gòu)A-A剖面制圖：洪立洋 制圖日期：2008年9月10日第4頁，共40頁。二、小組概況 本QC小

4、組成立于2008年9月，本次活動小組成員共10人，平均每10天活動一次，每次活動6小時。小組成員均受過QC小組知識培訓，均為公司關(guān)鍵崗位上的質(zhì)量技術(shù)骨干，具有精湛專業(yè)技術(shù)知識、良好的職業(yè)道德、豐富的施工經(jīng)驗。 第5頁，共40頁。QC小組成員簡介表 表1小組名稱江蘇宜興靈谷大化肥24m直徑造粒塔QC小組注冊編號Zj4j-2008-QC003課 題懸空噴頭層結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)新年檢注冊號/小組活動時間2008.92008.12小組類型創(chuàng)新型TQC培訓學習小組成員接受過TQC學習培訓學習課時40小時/人序號姓名性別年齡文化程度職 務職稱組內(nèi)職務職責1解志廣男43大?？偣こ處煾呒壒こ處熃M長負責方案策劃設(shè)計2林

5、法男54大專項目經(jīng)理工程師副組長全面負責實施3金祥生男59大專工程科科長高級工程師技術(shù)支持4豐漢明男52大專技術(shù)經(jīng)理工程師方案實施5孫賢權(quán)男44大專生產(chǎn)經(jīng)理技師生產(chǎn)安排6洪立洋男26大專技術(shù)員助工方案實施7郝敬旺男28本科鋼構(gòu)項目經(jīng)理工程師鋼構(gòu)施工8劉方男24本科施工員助工資料收集9劉耀云男47大專質(zhì)安員助工質(zhì)量安全監(jiān)管10胡潤高男44高中工長技師現(xiàn)場實施制表：劉方 制表時間： 2008年9月10日第6頁，共40頁。三、課題的選擇與理由第7頁，共40頁。四、QC小組活動目標與可行性分析第8頁，共40頁。第9頁，共40頁。五、方案的選擇與確定（一）方案的提出 在開工之初，圍繞課題，小組成員通過“

6、頭腦風暴法”集思廣益對其懸空噴頭層結(jié)構(gòu)施工支撐方案進行討論，按支撐結(jié)構(gòu)形式共提出四種方案及其立面圖：全鋼桁架支撐方案; 鋼管腳手架支撐方案; 懸索結(jié)構(gòu)模板支撐方案; 標準節(jié)鋼梁支撐方案。（二）方案的分析、評估及選定第10頁，共40頁。方案一：鋼管腳手架支撐方案分析一覽表 第11頁，共40頁。制表：洪立洋 復核：豐漢明 制表日期：2008年9月30日表2第12頁，共40頁。方案二：全鋼桁架支撐方案分析一覽表 第13頁，共40頁。制表：洪立洋 復核：豐漢明 制表日期：2008年9月30日表3 第14頁，共40頁。方案三：懸索結(jié)構(gòu)模板支撐方案分析一覽表 第15頁，共40頁。制表：洪立洋 復核：豐漢明

7、 制表日期：2008年9月30日表四 第16頁，共40頁。方案四：標準節(jié)鋼梁支撐方案分析一覽表 第17頁，共40頁。制表：洪立洋 復核：豐漢明 制表日期：2008年9月30日表5 第18頁，共40頁。 （三）確定最佳方案-傘形結(jié)構(gòu)支撐方案 我們QC小組召開頭腦風暴會議，針對上述三項支撐方案進行分析，發(fā)現(xiàn)上述前二項方案仍以當前施工技術(shù)理論界流行的剛性支撐體系理論為基礎(chǔ)提出的方案，它的特點是以壓或壓彎控制設(shè)計，設(shè)計計算簡單，方案實施可行，但現(xiàn)場安裝作業(yè)工作量大、危險控制點多面廣。而后一種懸索結(jié)構(gòu)模板支撐體系，該體系突出的特點是最大限度地運用拉桿，以拉桿控制設(shè)計，自重輕，節(jié)省建筑材料，具有較高的安全

8、可靠度，但設(shè)計計算較復雜，撓度控制與荷載控制要求高。由于該體系是柔形體系，易變形且只能適用于跨度較小的空間結(jié)構(gòu)，安裝與拆除過程懸空作業(yè)量仍較多；因而有小組成員提出，由于庫內(nèi)徑大，在庫內(nèi)安裝80塔吊標準節(jié)在中心作為一個支撐點，支撐平臺采用H型鋼梁組成，組成一個形如傘形狀的結(jié)構(gòu)體系，這樣大大減少了安裝時的作業(yè)量，利用塔吊可以安全并快速的吊裝到位。因而又產(chǎn)生了第四種方案標準節(jié)、鋼梁傘形結(jié)構(gòu)支撐方案。最后的方案用鋼量估算僅為21噸左右，用鋼量約計49/。見圖3所示。 第19頁，共40頁。傘形結(jié)構(gòu)模板支撐體系優(yōu)化分析一覽表 表6環(huán)節(jié)方案優(yōu)化主要針對性內(nèi)容特點結(jié)論設(shè)計1支撐主鋼梁改為9003001216m

9、mH型鋼，次鋼梁改為500200914mm在不減少承載力的情況下，減少了鋼梁的用鋼量，可行2鋼梁的中央支撐采用公司閑置80塔吊標準節(jié)33節(jié)。80塔吊標準節(jié)支撐重量大，采用公司閑置設(shè)備，費用底。標準節(jié)基礎(chǔ)座落造粒塔的基礎(chǔ)上?？尚?主鋼梁面與滑升平臺用鋼管兩端焊牢。標準節(jié)支撐附墻為20m一道，附墻材料為20槽鋼對口焊接而成。增加支撐鋼梁的整體穩(wěn)定性。利用槽鋼對口焊好后形成的整體結(jié)構(gòu)，支撐住標準節(jié)，使標準節(jié)更加穩(wěn)固。可行4次梁塔壁端擱置在預埋的庫壁滑槽口鐵件上，并焊牢。減小了支撐鋼梁變形，增加了鋼梁的整體性可行5考慮在安裝及懸空結(jié)構(gòu)施工階段可能產(chǎn)生的不均衡荷載的影響設(shè)計保證安裝及使用各階段的模板支撐

10、體系的安全穩(wěn)定性，24根勁形骨架梁的施工采用吊模施工，進一步減小了上部荷載對操作平臺的影響?？尚兄谱靼惭b1支撐體系主要鋼梁構(gòu)件采用地面拼裝焊接，采用塔吊吊裝至標高減少了懸空安裝作業(yè)量，保證制作質(zhì)量可行2庫壁支座節(jié)點滑槽口預埋埋件，中心支座安裝鋼板鋼帽，安裝方便。易于安裝操作，避免安裝時懸空焊接作業(yè)可行3對稱安裝保證受力體系受力基本均衡可行施工1整個80.90m標高部位結(jié)構(gòu)主要分三次進行施工?？紤]第二次與第三次施工荷載均由第一次施工后的輻射梁、環(huán)梁組成的鋼混組合空間拱架結(jié)構(gòu)本身承擔減小了操作平臺模板支撐體系設(shè)計荷載值，減小了支撐體系用鋼量可行2對稱澆筑施工確保結(jié)構(gòu)施工荷載布置基本均衡可行拆除采用

11、先安后拆的方法，均衡拆卸，最后塔吊吊到地面。保證拆除時受力體系均衡，減小懸空作業(yè)量可行制表：洪立洋 制表日期：2008年9月31日第20頁，共40頁。圖3 優(yōu)化后的傘形結(jié)構(gòu)模板支撐體系設(shè)計方案示意圖制圖：劉方、洪立洋 制圖日期：2008年9月31日通過對噴頭層結(jié)構(gòu)的模板支撐設(shè)計方案的優(yōu)化分析，標準節(jié)鋼梁支撐結(jié)構(gòu)體系模板支撐方案在資源節(jié)約、工時消耗、操作安全性等方面優(yōu)勢明顯，只要做好設(shè)計與施工控制，可有效克服噴頭層結(jié)構(gòu)荷載和安拆危險源所帶來的影響，保證模板支撐結(jié)構(gòu)安全可靠。為此我們QC小組確定的可行方案是：標準節(jié)、鋼梁組成的傘形結(jié)構(gòu)支撐方案第21頁，共40頁。六、問題假想預測（一）標準節(jié)結(jié)合鋼梁

12、平臺支撐系統(tǒng)流程第22頁，共40頁。六、問題假想預測（二）問題假想原因預測 上述方案設(shè)計與分析表明，中央標準節(jié)鋼梁支撐方案經(jīng)濟可行，可適用于本工程懸空結(jié)構(gòu)支撐施工，但仍存在下列需改進的問題： 1、相對一般建筑結(jié)構(gòu)中央標準節(jié)鋼梁體系， 本工程所設(shè)計的體系用鋼量較大； 2、中央標準節(jié)鋼梁模板支撐體系屬大型構(gòu)件， 重量較大，對標準節(jié)的基礎(chǔ)要求高。 解決辦法：經(jīng)體系的內(nèi)力計算和工況分析，可將24根勁性骨架梁的施工，利用其本身的骨架剛度吊模施工，對稱均衡加載施工，進一步減小上部荷載對鋼梁操作平臺的影響，從而減小鋼梁的選型尺寸，以達到減少型鋼的用鋼量。解決辦法：經(jīng)對塔吊標準節(jié)穩(wěn)定性驗算后，利用造粒塔本身的

13、基礎(chǔ)（筏板基礎(chǔ)1500mm厚），可直接將其標準節(jié)落在基礎(chǔ)上，另標準節(jié)支撐附墻每20m一道，設(shè)四道，以增加其穩(wěn)定性。第23頁，共40頁。 3、安裝與拆除過程懸空作業(yè)量仍較多；解決辦法：支撐體系主要鋼梁構(gòu)件采用地面拼裝焊接，24根勁性骨架的鋼筋綁扎采用地面綁扎，然后用塔吊吊裝至標高處安裝，以減少懸空安裝作業(yè)量，同時保證制作和綁扎質(zhì)量。 4、如何降低安裝與拆除的難度，解決辦法：懸空作業(yè)段安裝保險繩，張掛安全網(wǎng)等措施，采用先安后拆的方法， 均衡拆卸。第24頁，共40頁。七、制定對策我們QC小組根據(jù)確定的最佳方案的分解步驟逐一制定對策，以便正確組織實施。見表7所示。 對 策 表 表 7序號控制環(huán)節(jié)對策目

14、標措施地點責任人期限1設(shè)計提供技術(shù)經(jīng)濟合理、易組織實施并經(jīng)權(quán)威部門認可的施工設(shè)計方案設(shè)計技術(shù)經(jīng)濟合理，安全可靠，滿足制作安裝與使用要求充分考慮全過程工況條件進行綜合分析、計算、設(shè)計，專人逐項校核，通過公司內(nèi)部及監(jiān)理工程師的審核、審批程序；通過行業(yè)專家的評審論證，取得行業(yè)主管部門的高架制模施工許可現(xiàn)場解志廣豐漢明9.109.302鋼結(jié)構(gòu)的制與安裝采取技術(shù)經(jīng)濟合理的制作與安裝工藝符合施工設(shè)計與計劃要求，測點合格率95%，安全無事故H型鋼主梁分體地面制作，控制好制作與焊接質(zhì)量；主次鋼梁塔吊吊裝到位；鋼梁支座在塔壁滑槽口預埋件和標準節(jié)鋼帽上；對稱安裝?，F(xiàn)場金祥生郝敬旺10.10-10.253施工做好施

15、工荷載的控制與施工設(shè)計工況相符，滿足計劃要求，安全無事故，分項工程質(zhì)量合格率100%整個75m標高以上部位結(jié)構(gòu)主要分三次進行施工?？紤]第三次施工荷載均由第一次和第二次施工后的環(huán)梁組成的鋼混組合空間拱架結(jié)構(gòu)本身承擔；對稱澆筑施工現(xiàn)場林法孫賢權(quán)洪立洋10.30-11.254監(jiān)測控制驗證施工設(shè)計與現(xiàn)場實際施工效果的相符性監(jiān)測有效性與到位率100%分安裝、施工過程各階段對支撐平臺進行撓度變形監(jiān)測現(xiàn)場劉躍云劉方10.30-11.255拆除提供安全可靠的拆除方案并實施滿足施工計劃要求，安全無事故采用先安后拆的方法，均衡拆卸，最后塔吊吊到地面?，F(xiàn)場孫賢權(quán)劉躍云胡潤高12.10-12.30第25頁，共40頁。

16、八、組織實施實施一：提供技術(shù)經(jīng)濟合理、組織實施并經(jīng)權(quán)威部門認可的施工設(shè)計方案(豐漢明、洪立洋負責實施，林法、金祥生復查，解志廣審核批準。） 1.我們QC小組成員在公司領(lǐng)導之下，依據(jù)初步設(shè)計方案，針對策劃要求，結(jié)合安裝、施工與拆除各工況情況，制定了“噴頭層結(jié)構(gòu)模板支撐系統(tǒng)設(shè)計專項方案”，由小組成員進行了仔細的、逐項校核，提交公司技術(shù)科、工程科、安全設(shè)備監(jiān)督科、總工程師室審核批準。22008年9月26日，由建設(shè)單位邀請宜興市建管處、設(shè)計單位、監(jiān)理單位等相關(guān)單位，組織了施工技術(shù)行業(yè)及結(jié)構(gòu)設(shè)計與科研單位的專家對本懸空結(jié)構(gòu)傘型結(jié)構(gòu)支撐體系設(shè)計方案進行了評審論證。實施效果評價：一次性通過了專家評審論證，順

17、利取得了行業(yè)主管部門頒發(fā)的高架制模施工許可單。專家評審論證一致認定本方案技術(shù)經(jīng)濟合理，充分考慮到施工全過程各個工況及不均衡荷載的影響，有效利用于已澆筑結(jié)構(gòu)本身的承載力，安裝與應用簡便，安全可靠；并突破了傳統(tǒng)高架制模剛性支撐設(shè)計理論限制，設(shè)計新穎，施工設(shè)計工藝有所創(chuàng)新。第26頁，共40頁。實施二：采取技術(shù)經(jīng)濟合理的制作與安裝工藝（由郝敬旺負責實施，洪立洋檢查，金祥生復查。）1鋼梁先進行地面制作，鋼結(jié)構(gòu)制作用材均采用普通Q235鋼材，E43焊條，普通持證焊工操作；所有焊縫采用二級焊縫質(zhì)量控制并設(shè)加強拼接板，保證鋼梁的等強連接，其余焊節(jié)節(jié)點均按三級焊縫質(zhì)量控制。所有節(jié)點焊縫質(zhì)量（包括埋件）均經(jīng)嚴格驗

18、收確認。八、組織實施第27頁，共40頁。八、組織實施圖4 支撐平臺示意圖及鋼梁布置圖圖5 主次鋼梁與塔壁節(jié)點示意 3.主次鋼梁與塔壁連接處節(jié)點圖。如圖5所示。2標準節(jié)和鋼梁用塔吊吊裝到位，見圖4所示。八、組織實施八、組織實施第28頁，共40頁。八、組織實施4中央支撐標準節(jié)支撐方案，標準節(jié)底部與基礎(chǔ)承臺預埋的4塊45045016mm鐵板的埋件焊牢。安裝標準節(jié)時每20m安裝附墻一道，附墻一頭安裝在標準節(jié)抱箍的四個角上，另一頭擱置在塔壁上預埋的M-1、M-2牛腿埋件上，并焊牢，保證焊縫高度和強度。待標準節(jié)安裝到要求標高時，在標準節(jié)頂部安裝一座1700170016mm的鋼帽，用于作為主鋼梁的另一個支座

19、。主鋼梁擱置在鋼模上，鋼梁與鋼帽焊牢。如下圖：實施效果評價：所有鋼梁制作安裝后，經(jīng)檢查該施工操作平臺在支座和連接處均達到設(shè)計施工安全要求，平臺體系受力均衡，滿足上部噴頭層施工要求。第29頁，共40頁。八、組織實施實施三：做好施工荷載的控制 （由孫賢權(quán)、胡潤高實施，劉耀云檢查，洪立洋、劉方復查。）175m以上標高部位結(jié)構(gòu)主要分三次進行施工：第一次進行75m-77.75mHL-3環(huán)梁砼結(jié)構(gòu)的施工，在勁性梁梁處留置施工縫；第二次進行24榀勁性鋼梁的砼施工，也在勁性梁處留設(shè)施工縫；第三次進行勁性鋼梁砼施工。每次施工間隔考慮約78天?；炷翝仓r考慮徑向?qū)ΨQ澆筑施工，即在塔心一側(cè)下一斗砼料后，下一斗砼料

20、澆筑徑向相對稱的一面?？紤]第三次施工荷載均由第一次和第二次施工后的環(huán)梁組成的鋼混組合空間拱架結(jié)構(gòu)本身承擔。實施效果評價:施工荷載控制滿足施工設(shè)計方案要求，分項工程質(zhì)量合格率 100%。如下圖：第30頁，共40頁。八、組織實施第31頁，共40頁。八、組織實施實施四：提供安全可靠的拆除方案并實施 （由孫賢權(quán)、胡潤高實施，劉耀云跟蹤監(jiān)督檢查。）拆除作業(yè)，我們QC小組成員制定了嚴密的拆除方案，經(jīng)小組成員討論，提交公司及監(jiān)理工程師審核、審批后組織實施。采用先安后拆的方法，均衡拆卸。實施效果評價:由于構(gòu)件間節(jié)點大量采用裝配式，拆除簡便，拆除準備時間2天，拆除用了5天。整體拆除過程安全無事故。第32頁，共4

21、0頁。九、實施效果1目標實現(xiàn)情況：本工程懸空噴頭層結(jié)構(gòu)施工由2008年10月5日開始深化設(shè)計至2008年12月30日懸索結(jié)構(gòu)支撐平臺拆除結(jié)束，總歷時85d。實際在施工中制作安裝支撐平臺為15天，拆除平臺為7天；支撐平臺用鋼量約21噸，用鋼量僅49/。通過QC小組創(chuàng)新活動，完成實現(xiàn)了QC活動策劃的目標。資源投入大大減少，支撐費用控制在最佳施工設(shè)計方案預算范圍之內(nèi)。噴頭層結(jié)構(gòu)施工過程中未發(fā)生安全事故。工程質(zhì)量優(yōu)良，該結(jié)構(gòu)分項工程合格率100%，測點合格率均滿足策劃目標要求。受到業(yè)主方、監(jiān)理方及當?shù)亟ㄖ袠I(yè)管理部門的好評。噴頭層結(jié)構(gòu)標準節(jié)鋼梁支撐體系施工質(zhì)量檢查記錄匯總表 檢查人：洪立洋 制表人：劉

22、方 日期：2008.12.302經(jīng)濟效益：方案創(chuàng)新，技術(shù)經(jīng)濟合理，目標明確，實施正確有力，與投標施工方案相比取得直接經(jīng)濟效益，經(jīng)測算節(jié)約成本17.225萬元。(見QC成果確認表)3社會效益：“懸空噴頭層結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)新”的成功實施，即學習知識，又增長了才干，豐富了經(jīng)驗。突破了傳統(tǒng)的高架剛性模板支撐理論局限，為空間鋼結(jié)構(gòu)體系在施工技術(shù)領(lǐng)域應用增加了一個新型典型實例。序號 檢查項目 檢查次數(shù) 不合格次數(shù) 整改次數(shù) 最終合格率% 1體系受力分析的準確性 2001002鋼梁制作質(zhì)量 2001003標準節(jié)安裝與附墻質(zhì)量 2001004鋼梁的安裝質(zhì)量 3111005施工荷載的控制 4111006支撐體系拆除的控制 2001007合計1522分項合格率100%第33頁，共40頁。九、實施效果4無形效益：本次活動后，我們QC小組組長帶領(lǐng)全體小組成員對活動前