大直徑薄壁插入式鋼圓筒QC課題

1、大直徑薄壁插入式鋼圓筒滾裝裝船施工工藝創(chuàng)新QC小組發(fā)布人：2018年3月29日目 錄工程概況01小組介紹02課題選擇03設(shè)定目標(biāo)04提出方案確定最佳方案05制定對策06對策實施總結(jié)與今后打算10效果檢查08標(biāo)準(zhǔn)化09020304050607080910 工程概況：南護岸計劃采用大型鋼圓筒結(jié)構(gòu)形式，鋼圓筒沿人工島南側(cè)岸壁前沿線型布置。效 果 圖 工程概況01鋼圓筒結(jié)構(gòu)形式南護岸結(jié)構(gòu)形式 結(jié)構(gòu)形式：鋼圓筒結(jié)構(gòu)護岸總長約9km，鋼圓筒總計290個，直徑30m、筒高2539m、壁厚22mm，單筒重量500800t，是國內(nèi)目前制作、振沉直徑最大的插入式鋼圓筒結(jié)構(gòu)（已有最大為港珠澳大橋工程直徑22m鋼圓筒

2、）。兩個鋼圓筒筒壁之間中心最短距離3m，鋼圓筒之間采用副格連接，副格與鋼圓筒之間采用榫槽連接如下圖所示，副格艙海側(cè)壁厚20mm，陸側(cè)壁厚16mm。工程概況01小組名稱QC小組成立日期2016年12月課題類型創(chuàng)新型小組注冊號：課題注冊號活動頻率：每15天活動一次，出勤率100%活動時間：2016.12-2017.12注冊日期：2016年12月序號姓名性 別年 齡 職 務(wù) 職 稱組內(nèi)職務(wù)組內(nèi)分工1男35項目經(jīng)理工程師組長全面負(fù)責(zé)2男34項目總工工程師副組長全面指導(dǎo)3男36生產(chǎn)經(jīng)理工程師副組長組織策劃4男28技術(shù)主管工程師副組長組織策劃5男25專業(yè)工程師助理工程師組員成果總結(jié)6男24質(zhì)量工程師助理工

3、程師組員質(zhì)量監(jiān)督7男28資料員工程師組員過程控制8男28專業(yè)工程師工程師組員過程控制9男26安全工程師工程師組員過程控制制表人： 制表時間：2016年12月1日小組介紹02A PC D編織節(jié)點板網(wǎng)格拼裝施工工藝創(chuàng)新2016年獲得：總公司一等獎近幾年QC小組獲獎情況大跨度預(yù)應(yīng)力焊接球張弦網(wǎng)架位形控制2010年獲得：總公司一等獎、天津市一等獎、國家級QC成果金獎大跨度焊接球預(yù)應(yīng)力張弦網(wǎng)架位形控制工藝控制2010年獲得：中國施工企業(yè)二等獎（兩項）大跨空間體內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)施工新工藝2012年獲得：中國建筑業(yè)協(xié)會一等獎（國家級）鏤空曲面超薄全鑄鋼結(jié)構(gòu)迎賓塔施工工藝創(chuàng)新2013年獲得：國家級QC成果獎二、

4、小組簡介A PC DA PC DA PC DA PC D小組介紹02鋼圓筒裝船施工重、難點分析：1、本工程體量大、工期緊，施工工序、施工范圍眾多，組織協(xié)調(diào)難度大。2、鋼圓筒結(jié)構(gòu)形式本體壁薄，體積、重量大，運輸接觸受力面較小，運輸難度大。3、海邊施工條件惡劣，大風(fēng)浪天氣多，水位變化快，鋼圓筒裝船難度大。4、鋼圓筒船上就位精度要求高，海運工裝設(shè)計難度大。海運模擬圖課題選擇03 作為國內(nèi)目前制作、振沉直徑最大的插入式鋼圓筒，為保證裝船施工順利實施，我們將課題選定為：大直徑薄壁插入式鋼圓筒滾裝裝船施工工藝創(chuàng)新克服施工難題保證質(zhì)量安全節(jié)約工期降低成本課題確定節(jié)約工期降低成本課題選擇03課題選擇03 課題

5、查新：在中國知網(wǎng)、專利檢索及分析、萬方數(shù)據(jù)平臺進行檢索查新，確保課題創(chuàng) 新性。OUR GOALS順利完成鋼圓筒裝船作業(yè)，滿足鋼圓筒振沉進度需要（每月20個） 。 確認(rèn)目標(biāo)：設(shè)定目標(biāo)04目標(biāo)可行性分析分析結(jié)論：有能力解決關(guān)鍵技術(shù)難題，可以實現(xiàn)既定目標(biāo)。1.技術(shù)支持：公司、工程局技術(shù)中心博士后科研工作站以及合作科研院校，如天津大學(xué)博士生導(dǎo)師常駐項目提供有力的技術(shù)支持，同時引入了仿真施工技術(shù)指導(dǎo)工程全過程實施。2.資金保證：公司高度關(guān)注，將此工程列入重點工程項目，在資金方面提供大力支持，施工精密儀器齊全，具備成功實施的條件。3.人員力量： 公司在大跨、異形鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域獲得多項技術(shù)成果，培養(yǎng)了一批技術(shù)過

6、硬、經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員。其中“大跨空間鋼結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)研究與應(yīng)用”獲得2010年國家科技進步二等獎，“大跨度空間體內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)施工工法”獲得國家級工法。設(shè)定目標(biāo)04大直徑薄壁插入式鋼圓筒滾裝裝船施工工藝創(chuàng)新起重機運輸岸上運輸裝船運輸 小組利用頭腦風(fēng)暴法，集思廣益提出若干施工方案，并利用親和圖提煉方案。制表人： 審核人： 制表時間：2016年12月1日起重機裝載液壓模塊車運輸提出方案并確定最佳方案05浮吊裝載液壓模塊車滾裝滑移裝船氣囊滾裝通過運用親和圖法提煉歸納出兩種可行性方案一、液壓模塊車將鋼圓筒運送至岸邊，浮吊吊裝上船。二、液壓模塊車將鋼圓筒運送至岸邊，液壓模塊車滾裝上船。提出方案并確

7、定最佳方案05 首先進行鋼圓筒運輸加固，確保其運輸安全，其次用液壓模塊車運送鋼圓筒至岸邊，最后使用船吊吊裝鋼圓筒上船。 優(yōu)點：受環(huán)境因素影響較小，施工進度較快，工期短。 缺點：需投入大型船吊進行吊裝，費用高。吊裝時對鋼圓筒變形難以控制，安全隱患大。方案一、液壓模塊車將鋼圓筒運送至岸邊，船吊吊裝上船。提出方案并確定最佳方案05 首先用液壓模塊車將鋼圓筒運送至岸邊，其次等潮水位置到合適高度，最后用液壓模塊車將鋼圓筒滾裝上船。 優(yōu)點：無吊裝作業(yè)，不使用大型吊裝機械，鋼圓筒變形容易控制，地面運輸成本低，安全可靠。 缺點：受潮水高度影響較大，施工工期較慢，組織協(xié)調(diào)難度大。方案二、液壓模塊車將鋼圓筒運送至

8、岸邊，液壓模塊車滾裝上船。提出方案并確定最佳方案05方案對比分析表對比項方案施工難易性施工投入工期進度對其他工序影響對主體結(jié)構(gòu)影響安全性方案一液壓模塊車將鋼圓筒運送至岸邊，船吊吊裝上船鋼圓筒體量大，整體吊裝難度大液壓模塊車及大型船吊投入機械費用高不能同時進行鋼圓筒吊裝，施工周期較長對船上固定作業(yè)及其他工序影響較大大型吊裝作業(yè)對薄壁型鋼圓筒結(jié)構(gòu)變形影響大大體量吊裝作業(yè)，吊裝安全隱患大方案二液壓模塊車將鋼圓筒運送至岸邊，液壓模塊車滾裝上船 需對潮水時間進行嚴(yán)格的監(jiān)控，滾裝作業(yè)難度小液壓模塊車及地面基礎(chǔ)道路鋪設(shè)鋼板，投入費用低按時間節(jié)點進行滾裝作業(yè)，施工周期長對船上固定作業(yè)及其他工序影響較大無吊裝作

9、業(yè)，對薄壁型鋼圓筒結(jié)構(gòu)變形影響小無吊裝作業(yè)，運輸作業(yè)緩慢，易控制，安全隱患小制表人： 審核人： 制表時間：2016年12月2日提出方案并確定最佳方案05從柱狀圖中我們明顯可以看出方案二為最佳方案，并對方案二進行深化。制圖人： 審核人： 制表時間：2016年12月2日提出方案并確定最佳方案05深化一：臨時運輸鋼圓筒強度加強及穩(wěn)定性加固 由于鋼圓筒體量大且屬于大型空間薄壁型鋼結(jié)構(gòu)，運輸過程其穩(wěn)定性差，易變形，因此采用加固方案為對其下部與液壓模塊車接觸位置設(shè)置四道雙層鋼梁，鋼梁下表面與鋼圓筒下表面齊平。提出方案并確定最佳方案05 由于液壓模塊車的行進路線必須暢通，因此船上支墩選用鋼圓筒象限的四處位置

10、布置。使用經(jīng)緯儀進行測量放樣，確認(rèn)鋼圓筒位置及行車路線，使用油漆噴涂鋼圓筒位置和道路線。岸邊行車線對齊船上行車路線并噴涂油漆。最后進行支墩安裝焊接。深化二：鋼圓筒運輸路線及裝船位置支墩設(shè)計提出方案并確定最佳方案05 由于使用船舶進行運輸，鋼圓筒高3335米，其在運輸過程上的穩(wěn)定尤為重要。因此選用加固方案經(jīng)過計算的鋼支撐進行加固。每個鋼圓筒設(shè)置12道鋼支撐，以確保運輸過程的穩(wěn)定。鋼圓筒和船甲板設(shè)置支座板，用于和鋼支撐連接。深化三：鋼圓筒船上位置加固及抗傾斜加固提出方案并確定最佳方案05 1.液壓模塊車同步穩(wěn)定性 SPMT在每個軸線內(nèi)部裝配了嵌入式的液壓油缸，如遇到路面不平，某些軸系將失壓或增壓時

11、，可通過油缸自動調(diào)節(jié)升高或降低，始終保持貨物下平面水平。 兩臺SPMT共用一個遙控器，可保證行進動作的同步性。深化四：液壓模塊車運輸穩(wěn)定性分析提出方案并確定最佳方案05 2.鋼圓筒穩(wěn)定性 從安全角度考慮，超寬和超高件運輸?shù)年P(guān)鍵問題是穩(wěn)定性。為確保穩(wěn)性，我們放寬平板車的輪距，即通過橫向組合。 經(jīng)研究，液壓懸掛回路選用4點支承系統(tǒng)更有利，形成的裝載區(qū)域就是口ABCD的面積（陰影區(qū)域），貨物的重心落在平板車的承載區(qū)域內(nèi)，可通過監(jiān)視液壓系統(tǒng)的壓力表確保裝載正確。深化四：液壓模塊車運輸穩(wěn)定性分析提出方案并確定最佳方案05 2.鋼圓筒穩(wěn)定性 根據(jù)規(guī)范 GUIDELINES FOR LOAD-OUTS 00

12、13/ND版中第14.2.2條規(guī)定，運輸穩(wěn)定角必須大于7才安全。 計算公式穩(wěn)定角 tg=L/H H=21200，L=6300，tg=L/H tg=6300/21200，tg=0.297 =17 經(jīng)過計算側(cè)向穩(wěn)定計算圖得出鋼圓筒的穩(wěn)定角為17，滿足要求，可以確保鋼圓筒穩(wěn)定性。深化四：液壓模塊車運輸穩(wěn)定性分析提出方案并確定最佳方案05 洋浦港碼頭為重力式沉箱碼頭，根據(jù)資料洋浦港二期工程竣工報告、水工工程抗震設(shè)計規(guī)范得到碼頭前沿活荷載為30KN/*1.3=39KN/。 仿真分析計算結(jié)果得到液壓模塊車行進最大荷載82KN/39KN/，無法滿足碼頭前沿地耐力要求，我們采用采用單列車?yán)?0張規(guī)格為600

13、0*2500*20mm的鋼板進行鋪設(shè)，分載后液壓模塊車載荷35KN/，滿足碼頭承載力要求。深化五：碼頭地基承載力分析提出方案并確定最佳方案05 使用專業(yè)模型計算軟件Midas Gen軟件，建立結(jié)構(gòu)模型，導(dǎo)入各種施工工況，按規(guī)范要求，輸入荷載數(shù)據(jù)，對模型進行計算分析，檢查結(jié)構(gòu)的狀態(tài)，以確保施工方案合理，安全無風(fēng)險。模擬仿真分析提出方案并確定最佳方案05深化六：仿真分析技術(shù)深化施工流程制定對策06制作可拆卸活動式拼裝胎架預(yù)留液壓模塊車通行車道液壓模塊車加固鋼圓筒內(nèi)支撐梁安裝液壓模塊車分載板安裝碼頭前沿分載鋼板鋪設(shè)碼頭、泊船連接剛跳板安裝船上支墩安裝鋼圓筒滾裝上船海綁斜支撐安裝海上運輸鋼圓筒拼裝編號

14、對策目標(biāo)措施時間地點負(fù)責(zé)人1預(yù)留液壓模塊車運輸車道液壓模塊車行進路線上無障礙物，筒行進路線之中物體高度不超過1.35米制作運輸路線圖，并進行路線標(biāo)識；優(yōu)化制作可拆卸式胎架16年12月施工現(xiàn)場李曉波2鋼圓筒內(nèi)支撐梁優(yōu)化和安裝支撐梁底標(biāo)高與筒底標(biāo)高相差不超過3mm，重量不超過5噸。優(yōu)化支撐梁構(gòu)造及連接做法，編制合理的安裝及拆除方法17年1月施工現(xiàn)場馬寶平3液壓模塊車加固運輸過程中液壓模塊車中部最大起拱不超過150mm液壓模塊組之間增加鋼板肋，并在承壓位置設(shè)置分載平臺17年1月施工現(xiàn)場李曉波4鋼跳板道路過度鋼跳板位移不超過30mm，能滿足筒滾裝通行鋼跳板進行設(shè)計計算，安裝時兩端牢固焊接。17年1月施

15、工現(xiàn)場馬寶平5船上支墩與海綁斜支撐支墩頂部高差不超過5mm，斜支撐可重復(fù)使用制作銷軸連接方便安拆的斜支撐，優(yōu)化支墩位置，保證安裝質(zhì)量。17年2月施工現(xiàn)場祝坤明制定對策06運用5W1H方法進行對策制定編號對策目標(biāo)措施時間地點負(fù)責(zé)人6潮汐控制運輸船舶甲板與碼頭前沿高差不超過100mm。專人測量碼頭潮水，復(fù)核潮汐表，隨時測量船岸高差17年2月施工現(xiàn)場 祝坤明 制定對策06制表人： 審核人： 制表時間：2016年12月5日運用5W1H方法進行對策制定 1、制作運輸路線圖，確認(rèn)行走路線上無遮擋、無雜物，保證運輸?shù)缆吠〞场?、制作可拆卸活動式胎架，方便行車線路上胎架的拆卸與安裝。實施效果： 根據(jù)現(xiàn)場實際制

16、作運輸路線圖，保證鋼圓筒前進線路中物體高度不超過1.35米；并避免了制作胎架與運輸路線重合部分重復(fù)制作安裝，提高制作效率。 對策一：預(yù)留液壓模塊車運輸車道對策實施07 以液壓模塊車和鋼圓筒接觸的四處為中心點，分別布置四道雙層鋼梁；鋼梁與鋼圓筒使用螺栓連接，使其可以重復(fù)使用。實施效果： （1）優(yōu)化支撐梁與鋼圓筒的連接方式，減少后續(xù)重復(fù)制作，減少材料損耗。 （2）合理安排位置，增加鋼圓筒與液壓模塊車接觸面，減小集中應(yīng)力分布。 （3）支撐梁重量4.5t，梁底標(biāo)高與筒底標(biāo)高相差不超過3mm。 對策二：鋼圓筒內(nèi)支撐梁優(yōu)化和安裝對策實施07 對液壓模塊車對接位置上部進行加固，使其形成一個整體。與鋼圓筒接觸

17、位置設(shè)置分載板，分載板上下均鋪設(shè)橡膠皮墊，使液壓模塊車能更安全的進行運輸作業(yè)。實施效果： 加強液壓模塊車統(tǒng)一運作能力，中部起拱高度小于150mm。加強接觸位置的摩擦力，杜絕在運輸過程出現(xiàn)滑移。 對策三：液壓模塊車加固對策實施07 作業(yè)前設(shè)置6張鋼跳板，組成2條道路線，其強度經(jīng)過計算。鋼跳板的轉(zhuǎn)動軸板與船舶夾板焊接。實施效果： 連接碼頭與船舶，且剛跳板位移控制在30mm以內(nèi)，確保了液壓模塊車能平滑度過。 對策四：鋼跳板道路過度對策實施071、船上支墩制作安裝 船上支墩由630*25圓鋼管上鋪20厚鋼板下鋪3000*1000分載板焊接組成，保證預(yù)留車道情況下均勻分布在鋼圓筒底部圓的四處象限位置，每

18、處4個支墩，總計16個支墩。其強度經(jīng)過驗算，可以保證。對策五：船上支墩與綁扎斜支撐 對策實施07 2、綁扎斜支撐 每個鋼圓筒設(shè)置12道斜支撐，每道斜支撐由直徑300的圓管和30厚的鋼板焊接組成。布置位置為垂直于船長方向每側(cè)布置4道，順船長方向每側(cè)布置2道，每兩道間相互平行。實施效果： 支墩頂部高差未超過5mm，斜撐均可重復(fù)利用，確保了海上運輸時鋼圓筒安全穩(wěn)固。對策五：船上支墩與綁扎斜支撐 對策實施07時間01234567891011潮高（cm）187198205208209208206205208214220224實測碼頭距離水面高度（m）/3.132.952.91時間1213141516181920212223潮高（cm)226222214202188163156155166182201實測碼頭距離水面高度(m)2.852.972.993.253.443.653.93.923.7/ 經(jīng)計算，碼頭面離水面高度為3.5m時，為最安全的滾裝時間點。結(jié)合實際測量數(shù)據(jù)及潮汐表對照，當(dāng)潮高1