【國企】箱涵頂進分配力設(shè)備的研制2019

箱涵頂進分配力設(shè)備的研制通號(鄭州)電氣化局有限公司新起點

QC小組圖

1設(shè)計效果圖二

0一九年四月ClicktoeditMastertitlestyleClicktoeditMastersubtitlestyle箱涵頂進分配力設(shè)備的研制前言1.工地概況上街區(qū)是鄭州都市區(qū)重要的西部組團，位于鄭洛產(chǎn)業(yè)走廊的黃金分割點，是鄭州都市區(qū)建設(shè)大局中規(guī)劃“一城三區(qū)”中重要組成部分。本項目為上街區(qū)汝南路拓寬工程，穿越隴海鐵路下行線、隴海鐵路上行線。新建框架橋采用

9+16+9m三孔聯(lián)體結(jié)構(gòu)，框架中心線與隴海鐵路交角為

90°。本工程所在項目部獲得了鄭州局集團有限公司

2018年度優(yōu)秀項目部。圖

2道路縱斷面布置圖圖

3道路橫斷面布置圖2.名詞解釋液壓千斤頂：由人力或電力驅(qū)動液壓泵，通過液壓系統(tǒng)傳動，用缸體或活塞作為頂舉件。液壓千斤頂可分為整體式和分離式。液壓千斤頂結(jié)構(gòu)緊湊，能平穩(wěn)頂升重物，起重量最大達

1000噸，行程

1.2米，傳動效率較高。傳力柱：箱涵頂進傳力設(shè)備配套于分配梁使用。布置在箱涵與后背之間，隨著箱涵頂進位置前移不斷增加傳立柱。傳立柱的主要作用是將頂鎬的頂力傳導(dǎo)至后背，通過反作用力推動箱涵前進，最終完成箱涵頂進工作。箱涵頂進分配力設(shè)備的研制分配梁：箱涵頂進分配力設(shè)備配套于傳力柱、千斤頂使用。布置在傳力柱后，用于分散傳力柱對箱涵的集中力，合理分配千斤頂頂推力，推動箱涵施工，減小應(yīng)力集中現(xiàn)象。3.小組簡介表

1小組簡介表小組簡介課題名稱箱涵頂進分配力設(shè)備的研制小組名稱新起點

QC小組

小組成立時

2015年

7月

1日小組注冊編號課題注冊編號活動時間CRSC-ZZDQHJ-QC-WZ01-2015CRSC-ZZDQHJ-QC-TD01-2018課題類型注冊時間活動頻次創(chuàng)新型2018年

3月2018年

3月

13日-2019年

3月

15日小組成員平均

4次/月共

50次序號姓張名新職稱文化程度組內(nèi)職務(wù)組長組內(nèi)分工組織指導(dǎo)整體規(guī)劃活動協(xié)調(diào)技術(shù)負責(zé)活動協(xié)調(diào)流程規(guī)劃現(xiàn)場施工材料管理流程規(guī)劃數(shù)據(jù)分析資料整理技術(shù)負責(zé)資料整理數(shù)據(jù)分析現(xiàn)場施工資料整理現(xiàn)場施工安全負責(zé)資料整理施工協(xié)調(diào)1高級工程師本科23陳伯廉高級工程師工程師本科本科本科本科本科本科本科本科本科副組長組員組員組員組員組員組員組員組員宗輝4劉昊夫劉子明經(jīng)濟師5經(jīng)濟師6劉周凱航工程師7工程師8王新國王洪剛張昊旻工程師9工程師10助理工程師14%14%29%設(shè)備組員分工結(jié)構(gòu)技術(shù)安全14%29%箱涵頂進分配力設(shè)備的研制圖

4組員分工結(jié)構(gòu)餅狀圖2019年獲中國通號股份公司工程建設(shè)質(zhì)量管理小組特等獎2018年獲中質(zhì)協(xié)優(yōu)秀質(zhì)量管理小組、中施協(xié)工程建設(shè)質(zhì)量管理小組一等獎、河南省質(zhì)量管理小組一等獎、中國通號股份公司工程建設(shè)質(zhì)量管理小組特等獎小組榮譽2017年獲中施協(xié)工程建設(shè)優(yōu)秀質(zhì)量管理小組、河南省質(zhì)量管理小組一等獎2017年、2018年獲中國鐵路鄭州局集團有限公司優(yōu)秀項目部2017年、2018年獲通號（鄭州）電氣化局先進集體制表人：陳伯廉

制表日期：2018.3.15箱涵頂進分配力設(shè)備的研制1選擇課題1.1背景分析隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度越來越大，上跨和下穿鐵路既有線的施工也越來越多，為了盡量減小施工對鐵路運輸?shù)挠绊?，下穿鐵路既有線施工一般采用在限界外預(yù)制，然后架空線路頂進到位的方式來完成。而在箱涵架空頂進施工過程中，隨著箱涵的不斷前進，就要使用分配力設(shè)備以對應(yīng)頂鎬的頂進作業(yè)，使箱涵不斷前進，直至到達設(shè)計位置。而在分配梁頂推箱涵時，隨著力和距離的推進，就需要分配力設(shè)備作為新的頂點來重新分配推力，也就是“分配梁”。1.1.1提出需求一之前使用的頂推施工沒有規(guī)范模式，而分配力更多是采用報廢鋼軌焊接而成，一般形式為四根鋼軌+兩塊鋼板+若干根抱箍焊接而成。此種形式由于材質(zhì)、焊接工藝、加工精度等等原因，造成在施工的過程中，分配梁經(jīng)常出現(xiàn)變形、脫焊、損壞、受力不均勻等情況，甚至于整體崩潰，俗稱：崩鎬。表

22006-2017年頂進施工工序損壞程度統(tǒng)計表每個工程使用分配梁平均數(shù)量

個每個工程損工程總數(shù)

工程中分配梁損損壞方式壞分配梁平

損壞程度

%均數(shù)量

個例壞數(shù)量

例變形損壞183147573528100%80%18335脫焊1130%28%整體崩鎬危害52——對人員和設(shè)備安全造成威脅，同時嚴重影響工期，影響鐵路正常運行。制表人：張新

制表日期：2018.3.15所以，在每次架空頂進施工前都要投入大量的人力、物力，對分配梁進行校正、補焊、整修等工作，既費時、費力、又增加了成本。我們需要減少時間和成箱涵頂進分配力設(shè)備的研制本的開銷。1.1.2提出需求二分配力設(shè)備頂推箱涵施工工序：整平場地——安裝分配力設(shè)備——吊運分配力設(shè)備——安裝分配力設(shè)備——吊運分配力設(shè)備——吊運千斤頂——起頂工序復(fù)雜，需要消耗大量人工及時間，才能頂進一鎬，在鐵路運營線施工，需要向鐵路局請求要點，才能開工，為不影響鐵路運行，每次申請施工要點平均2個小時。而繁瑣的更換程序，嚴重影響施工質(zhì)量，拖延施工時間。1.1.3提出需求三箱涵架空頂進施工中，遇到變形、損壞、脫焊、整體崩鎬時，就需要花時間對分配系統(tǒng)進行整修乃至更換。表

3頂進施工工序損壞維修時間統(tǒng)計表每個工程一組傳力分配力系統(tǒng)吊運擺放時間min單個分配梁平均維修時間min一組傳力分配力系統(tǒng)耗時統(tǒng)計

min使用分配

每個工程損壞分損壞方式梁平均數(shù)

配梁平均數(shù)量

個量

個變形損壞352070283540740脫焊1170整體崩鎬危害————要點施工時延誤時間，要點之后的整修更是費時費力。制表人：劉凱

制表日期：2018.3.15要點施工中每分每秒都是關(guān)鍵，一次施工請求要點時間平均

2h，而更換分配力設(shè)備，人機配合就需要

40min，施工要點之后的整修時間

3430min，有的設(shè)備損壞變形到報廢，更是增加工程成本。1.2需求分析1.2.1箱涵頂進作業(yè)流程分析箱涵頂進分配力設(shè)備的研制準備工作制作便梁支座架設(shè)施工便梁安裝頂進設(shè)備、分配力設(shè)備拉槽出土裝置觀測設(shè)施試頂記錄觀測數(shù)據(jù)測量中線水平記錄數(shù)據(jù)頂進挖運土增加頂柱、分配梁否測量或糾偏合格是箱身就位道砟回填，更換軌枕縱移便梁便梁拆除恢復(fù)線路結(jié)束圖

5箱涵頂進作業(yè)流程圖制圖人：陳伯廉

制圖日期：2018.3.16小組成員根據(jù)《鐵路架空箱涵頂進作業(yè)指導(dǎo)書》的要求，分析箱涵頂進作業(yè)流程如圖

5所示。1.2.2分配力設(shè)備使用工況分析表

4分配力設(shè)備使用工況分析統(tǒng)計表分配力設(shè)備使用工況分析統(tǒng)計箱涵頂進分配力設(shè)備的研制單次頂推施工統(tǒng)計數(shù)據(jù)分配力設(shè)備統(tǒng)計數(shù)據(jù)一頂一換每

次

吊

運

擺

放更換周期使用壽命施工校正時間40min施工校正成本每個工期報損率

80%500元（主要為人工費）施工最大承載壓力施工消耗人工平均單體維修時間

70min平均單體維修成本

130元500t每組頂推平均

10人制表人：宗輝

制表日期：2018.3.16根據(jù)統(tǒng)計表我們發(fā)現(xiàn)分配力設(shè)備的維修成本極高，消耗了大量的人工工時，而且每個工程下來，報損率高達

80%以上。1.2.3分配力設(shè)備結(jié)構(gòu)分析表

5分配力設(shè)備結(jié)構(gòu)分析統(tǒng)計表分配力設(shè)備結(jié)構(gòu)分析統(tǒng)計圖示設(shè)備參數(shù)GB2585-2007標準鐵路用熱軋鋼軌Q235B,55Q50Mn,U71Mn≥9材質(zhì)斷后伸長率

A/%U75v含碳量

0.71%——0.8%鋁熱焊接，無縫鋼軌≤8N/mm2抗壓強度500t千斤頂壓力圖

6箱涵頂推施工圖10N/mm2制表人：王洪剛

制表日期：2018.3.18根據(jù)分配力設(shè)備結(jié)構(gòu)分析統(tǒng)計表，分配力設(shè)備的材質(zhì)薄弱，抗壓能力低，現(xiàn)用的箱涵頂進千斤頂?shù)囊?guī)格為

500t壓力，每個分配梁承載

6個千斤頂，以

3㎡的分配梁面積，壓強應(yīng)為

10

N/mm2，而現(xiàn)有分配梁的抗壓強度為

8

N/mm2，高壓受力下極易造成，結(jié)構(gòu)變形、損壞、相互間崩鎬現(xiàn)象。小組通過市場調(diào)研，分析發(fā)現(xiàn)，行業(yè)內(nèi)解決此類施工困難的方法，僅僅是加固現(xiàn)有分配梁，依然使用以往設(shè)備分配力的技術(shù)，未能從根本上解決分配梁變形崩鎬的現(xiàn)象。1.2.4確定需求表

6頂推施工工序需求統(tǒng)計表箱涵頂進分配力設(shè)備的研制問題造成的施工影響需求量化變形、損壞、崩鎬變形崩鎬現(xiàn)象在每次施工、每個設(shè)備中頻頻遇到。變形、損壞、崩鎬率為

100%變形、崩鎬率降低至

20%崩鎬后需重新用吊機擺放分配力設(shè)備、分配力設(shè)備、頂推力設(shè)備，延誤進度工期。每個項目此工序平均誤工時間

35天每個項目頂推施工工序平均延長工期消耗人工污染環(huán)境誤工時間

0天工作量重復(fù)出現(xiàn)，目標難以完成。平均每個項

平均每個項目有

2人出現(xiàn)返目有

12人出現(xiàn)返工，每人返工

2次

工，每人返工

1次需覆土壓實才能施工，產(chǎn)生揚塵，污染環(huán)境。

無需覆土碾壓，將以往的重每個工地裝有揚塵監(jiān)測系統(tǒng)，每工地每天

AQI超過

280；PM10濃度超過

500μg/m3度污染降低至輕度污染。AQI≤150返工率不斷消耗人、材、機增加支出；延誤工

平均每個工地：分配梁損壞期，無形中增加成本。平均每個工地：分配梁

維修成本降至

1000元；工增加成本損壞維修成本

5000元；工人返工成本

8000元；機械返工成本

6500元；延誤工期

5000元；合計

24500元。人返工成本降至

2000元，機械返工成本

1500元；延誤工期

0元制表人：劉子明

制表日期：2018.3.20根據(jù)以往下穿箱涵施工工地統(tǒng)計分析，單從頂推施工工序中就造成延長工期、消耗人工、污染環(huán)境、增加成本的眾多問題，以至于每個工地在頂推施工中需浪費

24500元造價。因此，本次箱涵頂進施工項目的需求是降低變形崩鎬率，優(yōu)化工期，降低成本，環(huán)境保護。為滿足此課題需求，實現(xiàn)工作效率，保證質(zhì)量和作業(yè)時間，研制一套可行性強、安全性高的分配力設(shè)備解決方案，勢在必行。1.3查新工作1.3.1查新表

7查新工作統(tǒng)計表查新工作統(tǒng)計表箱涵頂進分配力設(shè)備的研制圖

7

專利檢索圖

8

專利檢索圖

9專利檢索1.國家知識產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)站專利檢索及分析關(guān)于“箱涵頂進施工分配梁”的關(guān)鍵詞搜索，無相關(guān)內(nèi)容。2.萬方數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)于“箱涵頂進施工分配梁”為關(guān)鍵詞的專利搜索、無相關(guān)內(nèi)容。查新結(jié)果3.SIPO中國及多國專利審查系統(tǒng)檢索關(guān)于“箱涵頂進施工分配梁”為關(guān)鍵詞的相關(guān)專利，無相關(guān)內(nèi)容、無可參考文獻。結(jié)論關(guān)于“箱涵頂進施工分配梁”的相關(guān)發(fā)明，無可以借簽的任何資料。制表人：王新國

制表時間：2018.3.241.3.2借鑒小組在此基礎(chǔ)上對課題創(chuàng)新思路進行查新，通過企業(yè)現(xiàn)有手段分析、網(wǎng)絡(luò)查新（國家知識產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)站、萬方數(shù)據(jù)網(wǎng)、專利審查系統(tǒng)）進行專利、論文、進行搜索、市場調(diào)研等途徑，發(fā)現(xiàn)共有三種方法可供借鑒。箱涵頂進分配力設(shè)備的研制表

8借鑒技術(shù)表借鑒技術(shù)技術(shù)圖鑒技術(shù)經(jīng)驗技術(shù)指標蜂窩結(jié)構(gòu)是覆蓋二維平面的最佳拓撲結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)有著優(yōu)秀的幾何力學(xué)性能，因此在材料學(xué)科用有廣泛應(yīng)用。蜂窩式航天器先用金屬制造成蜂窩，然后再用兩塊金屬板把

蜂窩結(jié)構(gòu)增加它夾起來就成了蜂窩結(jié)構(gòu)。這種蜂

其承載力，減窩結(jié)構(gòu)強度很高，重量又很輕，還

輕其整體結(jié)構(gòu)有益于隔音和隔熱。因此，當(dāng)前的

重量

50%，降蜂窩式航天器圖

10

技術(shù)借鑒圖

11

技術(shù)借鑒航天飛機、人造衛(wèi)星、宇宙飛船在內(nèi)部大量采用蜂窩結(jié)構(gòu)，衛(wèi)星的外殼也幾乎全部是蜂窩結(jié)構(gòu)。蜂窩結(jié)構(gòu)比其他夾層結(jié)構(gòu)具有更高的強度和剛度,與鉚接結(jié)構(gòu)相比,結(jié)構(gòu)效率可提高

15%～30%。低變形率80%。在電力系統(tǒng)中最常用的電力桿塔采用圓柱形設(shè)計，其承載力強，抗裂性能好，抗彎抗剪性能優(yōu)良，維護方便，空心圓截面的抗彎截面模量比等截面的實心圓截面的抗彎截面模量大，并且空心圓桿的內(nèi)外直徑的比值α越大，其抗彎強度越高。因此，空心桿是同樣重量的實心桿的抗彎強度的

2倍。空心圓柱體結(jié)構(gòu)，減輕其整體結(jié)構(gòu)重量，增加自身抗變形能力，提高承載力

30%。圖

12

技術(shù)借鑒圓形鋼筋混凝土柱圖

13

技術(shù)借鑒圖

14

技術(shù)借鑒圖

15

技術(shù)借鑒橋梁支座承受上部橋梁全部重量，

增加肋板，提對結(jié)構(gòu)承載力要求較高。支座通過

高其承載力，增加貫通肋板及環(huán)裝肋板，加強其

變形率降低橋梁鋼支座的肋板結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)強度。75%。箱涵頂進分配力設(shè)備的研制通過法蘭連管道與管道連接處，通過法蘭將其管道法蘭的結(jié)構(gòu)圖

16

技術(shù)借鑒接，降低管道拼接處損壞率90%。連接，增大了其拼接處的接觸面積，提高管道拼接的穩(wěn)定性。圖

17

技術(shù)借鑒制表人：劉昊夫

制表時間：2018.3.271.4提出新思路設(shè)想根據(jù)分配力設(shè)備的工作原理、機械構(gòu)造，提出初步設(shè)想創(chuàng)新思路，如表

9所示：表

9創(chuàng)新思路初步設(shè)想表創(chuàng)新思路初步設(shè)想表創(chuàng)新思路效果圖思路梳理1.安全方面：確保人身及設(shè)備安全2.設(shè)備方面：降低變形崩鎬率，優(yōu)化工期，降低成本，環(huán)境保護3.人工操作：減少工人返工率，拼接簡單，調(diào)運便捷4.工序流程：減少覆土碾壓工序5.維護方面：沒有折損，無需修補，簡單保養(yǎng)6.功能方面：完全將受到的頂推力傳達給受力對象，不會自身及相互間消耗壓力制表人：周航

制表日期：2018.3.31圖

18

創(chuàng)新思路效果圖1.5確定課題現(xiàn)有分配力設(shè)備不能滿足箱涵頂進的施工需求，通過思路梳理，以及實現(xiàn)課題需求的基礎(chǔ)技術(shù)條件已具備，于是小組根據(jù)創(chuàng)新思路，提出此次

QC

活動的課箱涵頂進分配力設(shè)備的研制題是：《箱涵頂進分配力設(shè)備的研制》。箱涵頂進分配力設(shè)備的研制2設(shè)定目標及目標可行性分析2.1總體目標箱涵頂進分配力設(shè)備的研制。2.2量化目標分配力設(shè)備出現(xiàn)變形、崩鎬等破壞現(xiàn)象由原來每個工程

35

次，目標降至

7次。變形崩鎬破壞頻次/施工數(shù)值4035302520151053570項目現(xiàn)狀目標制圖人：王洪剛

制圖時間：2018.4.2圖

19

目標量化圖2.3目標可行性分析2.3.1理論分析小組根據(jù)施工原理，提出在頂推施工時，避免崩鎬現(xiàn)象，而變形，損壞現(xiàn)象發(fā)生時，只需更換個別分配梁，以減少安裝、吊運分配力設(shè)備時間，無需重新布局擺放頂推施工現(xiàn)場，從而縮短施工時間，施工流程如下。項目

分配力設(shè)備材質(zhì)類別理論分析箱涵頂進分配力設(shè)備的研制表

10

彎曲應(yīng)變計算表彎曲應(yīng)變計算公式抗彎截面系數(shù)類別實心圓柱鋼材無縫圓柱鋼管長方體鋼構(gòu)截面慣性矩D/a=45備注πd4πd3d—截面W=8.94×103I

=W

=直徑6432πD3（1

?

a4）D—大徑d—小徑π（D4

?

d4）

W

=64原理W=1.27×103I

=64a=d/Da4a3W=15.19×10a—截面I

=W

=3邊長126正六邊形鋼構(gòu)5√3a45√3a4a—截面W=4.43×106I

=W

=邊長168分配梁從受力而言是受壓構(gòu)件，它的作用是將后背墻的力集合分配后傳至分配梁，再傳遞給箱體，以往施工時由于結(jié)構(gòu)上缺陷，在施工中當(dāng)單個分配力設(shè)備主體中心不在分析

一條直線上，造成偏載時就會發(fā)生梁、柱彎曲，分配力設(shè)備崩鎬。在構(gòu)件的彎曲中，截面的慣性矩對構(gòu)件的彎曲應(yīng)變、應(yīng)力、剛度、穩(wěn)定性有很重要的影響?？箯澖孛嫦禂?shù)越大,抵抗彎曲的能力就越小，在同樣截面鋼管抗壓穩(wěn)定性和抗彎能力上要比方柱更強。由彎曲應(yīng)變計算表中可以看出，同等尺寸下無縫圓柱鋼管的抗彎截面系數(shù)是長方體鋼構(gòu)的

8.23倍。P/15.19×103=Pa理

論計算P/1.27×103=PbPb/Pa=12損壞頻次：35/12=2.91次/施工可以達到項目目標

7次/施工要求。制表人：周航

制表時間：2018.4.52.3.2借鑒分析小組參照借鑒技術(shù)、數(shù)據(jù)、進行分析，以此來論證目標變形、崩鎬破壞頻次≤7次/施工，是否成立。如下表：表

11

借鑒技術(shù)理論估算表借鑒技術(shù)借鑒原理理論計算蜂窩結(jié)構(gòu)增加其承載力，減蜂窩結(jié)構(gòu)在頂推施工中，分配力設(shè)備變形崩蜂窩式航天器

輕其整體結(jié)構(gòu)重量

50%，降低變形率

80%。鎬率降低為

B1=1-80%=20%空心圓柱體結(jié)構(gòu)，減輕其整圓形鋼筋混凝土柱圓形結(jié)構(gòu)分配梁在頂推施工中，分配力設(shè)體結(jié)構(gòu)重量，增加自身抗變形能力，提高承載力

30%。增加肋板，提高其承載備承載力提高為

B2=30%橋梁鋼支座的加入肋板自穩(wěn)結(jié)構(gòu)分配梁在頂推施工中，箱涵頂進分配力設(shè)備的研制肋板結(jié)構(gòu)力，變形率降低

25%分配力設(shè)備變形崩鎬率降低為

B3=1-25%=75%管道法蘭的結(jié)

通過法蘭連接，降低管道通過拼接設(shè)備增加其接觸面積，降低管道拼接處損壞率降低為

B4=1-90%=10%構(gòu)拼接處損壞率

90%注釋A=變形崩鎬次數(shù)

C=創(chuàng)新前變形崩鎬次數(shù)

B=降低變形崩鎬率通過技術(shù)借鑒，分配梁一次施工中變形崩鎬次數(shù)降低至

A=C×B1×B2×B3×B4=35×30%×20%×75%×10%=0.16次匯總結(jié)論通過借鑒數(shù)據(jù)分析，施工中變形、崩鎬破壞頻次≤7次/施工，目標值成立。制表人：劉昊夫

制表時間：2018.4.102.3.3模擬實驗實驗一

單個分配力設(shè)備主體軸心受壓極限試驗?zāi)M實驗方法圖例該實驗采用

YAW-5000F微機控制電液伺服多功能試驗機進行加載。加載前施加預(yù)負荷

2kN使其消除間隙。采用位移控制，加載速率0.5mm/min加載全過程記錄載荷、位移和應(yīng)變。其中載荷數(shù)據(jù)由試驗機

采

集

，

位

移

和

應(yīng)

變

數(shù)

據(jù)

由DH3815靜態(tài)應(yīng)變測試儀采集。單個分配梁設(shè)備主體加載至屈曲后荷載值下降，下降幅度達到極限載荷的

5%~10%時停止。圖

20

加載前圖

21

極限狀態(tài)箱涵頂進分配力設(shè)備的研制表

12

箱涵頂進分配梁施工工序極限壓力試驗表材料受壓性能極限載荷長度

外徑

厚度

初始彈性條件屈服極限σ/Mpa356硬化屈曲形態(tài)mmmmmm模量指數(shù)

nP/kNE/MPa5003772525252525481232449921234555821432591747971716.76.86.76.76.8相關(guān)屈曲

7433.8整體彎曲

7387.9整體彎曲

7243.8整體彎曲

7019.5整體彎曲

6988.11000

3772000

3774000

3774500

377323397332實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計363表

13

分配力設(shè)備極限壓力實驗表材料受壓性能極限載長度

外徑

厚度

初始彈性條件屈服極限σ/Mpa252硬化指

屈曲形態(tài)荷mmmmmm模量數(shù)

nP/kNE/MPa5003772525252525585223457921235955811602550759971017.17.07.17.17.1相關(guān)屈曲

9236.7相關(guān)屈曲

9025.3相關(guān)屈曲

8926.8整體彎曲

8384.6整體彎曲

8384.61000

3772000

3774000

3774500

377257245256246結(jié)論實驗證明單個分配力設(shè)備主體承壓能力更大。實驗時間

2018年

4月

12日實驗地點

實驗車間制表人：王新國

制表時間：2018.4.15實驗二

整組分配力設(shè)備軸心受壓試驗?zāi)M實驗方法圖例該試驗采用微機控制電液伺服臥式拉壓試驗機進行加載。加載前施加預(yù)壓力

10kN左右，使得分配力設(shè)備主體間消除間隙，采用位移控制。圖

22

實驗儀器表

14

箱涵頂進分配梁施工工序崩鎬試驗表每分

2個分配梁主3個分配梁主4個分配梁主實驗序號分配力設(shè)備主體實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計噸位t配力體體體主體

偏角橫向分力t偏角偏角橫向橫向長度弧弧弧分力

t分力

tm度°度°度°箱涵頂進分配力設(shè)備的研制1號2號3號4號5號6號7號8號9號200

0.5400

0.5500

0.50000000010000組0000000020040050020040050011122244400000020000組00000000000.020.070.014.275.513.083000.020.053.494.71組0.010.053.084.9510號

20011號

40012號

5000.08

10.27

0.11

11.7140.09

10.13

0.18

13.55

0.21

19.550.15

15.77

0.23

20.51

0.27

27.550.22

19.65

0.29

29.51

0.53

47.820.37

30.19

0.51

44.77

0,68

53.250.53

41.51

0.72

56.71

0.82

68.89表

15

分配力設(shè)備崩鎬實驗表組13號

200

4.514號

400

4.515號

500

4.55組2個分配梁主3個分配梁4個分配梁主實驗序號分配噸位t每分配力主體長度

m體主體體力設(shè)備主體偏角

橫向

偏角

橫向偏角

橫向弧度°0分力t弧度°0分力t弧度°0分力t1號

2000.50.50.510001組

2號

4003號

5000000000000004號

2000000002組

5號

4006號

500100000010000007號

20020000003組

8號

4009號

5002000000200000010號

20040000004組

11號

40012號

5004000000400000013號

2004.54.54.50000005組

14號

40015號

500000000000000箱涵頂進分配梁施工工序當(dāng)偏角達到

7°時會發(fā)生崩鎬，而試驗設(shè)備后最大限度的將所受力集中在軸心，可最大限度的發(fā)揮分配梁的抗壓特性，在施工過程中合力中心位置不變，變形崩鎬率大幅度降低，頂推時間縮短。目標可行。結(jié)論實驗時間

2018年

4月

20日實驗地點

實驗車間制表人：劉凱

制表時間：2018.4.22箱涵頂進分配力設(shè)備的研制2.4解決問題的能力圖

23

能力分析圖制圖人：劉子明

制圖時間：2018.4.29箱涵頂進分配力設(shè)備的研制3提出方案并確定最佳方案3.1提出方案3.1.1預(yù)定目標方案小組成員首先明確設(shè)計思路，分配力設(shè)備的設(shè)計由三個層次構(gòu)成：方案的設(shè)計選取、各結(jié)構(gòu)的功能選擇、各結(jié)構(gòu)的設(shè)計及材料選擇。結(jié)構(gòu)材料制作各結(jié)構(gòu)設(shè)計及材料的選擇、制作根據(jù)功能實現(xiàn)確定各個模塊的組成根據(jù)目標需求及實現(xiàn)目標的各種方案模塊一模塊二方案二模塊三方案一方案三圖

24

設(shè)計思路圖制圖人：陳伯廉

制圖時間：2018.5.1小組成員通過借鑒查新，根據(jù)實際施工經(jīng)驗，通過頭腦風(fēng)暴法，以解決變形崩鎬、縮短施工時間，保護環(huán)境、降低成本為目的，提出以下三種研制思路，并用親和圖整理：箱涵頂進施工中分配梁的研制方案高精度分配力設(shè)備現(xiàn)場拆裝式分配力設(shè)備整體鋼混式分配力設(shè)備分配梁主體傳力精確短小便攜分配力設(shè)備相互間設(shè)置連接器鋼筋混凝土分配梁整體無需拼裝不設(shè)置連接器承載力大穩(wěn)定性強相互連接便捷精確承載力大自重小根據(jù)拼接設(shè)備現(xiàn)場連接設(shè)置分配力自穩(wěn)設(shè)備其他形式分配力設(shè)備穩(wěn)定性強的棱臺式分配力設(shè)備增加滑動支點減少分配梁壓力降低自重蜂窩式混凝土傳力設(shè)備

千斤頂直接用作于受理對象鋼絞線卷揚機拉力設(shè)備圖

25

親和圖制圖人：張新

制圖時間：2018.5.5箱涵頂進分配力設(shè)備的研制小組將親和圖中所提出的設(shè)計觀點，加以整理，根據(jù)不同的原理擬出以下方案：短小便攜分配力設(shè)備現(xiàn)場拆裝式分配力設(shè)備新型箱涵頂進施工分配梁相互間設(shè)置連接器根據(jù)拼接設(shè)備現(xiàn)場連接鋼筋混凝土分配梁整體無需拼裝不設(shè)置連接器承載力大穩(wěn)定性強整體鋼混式分配力設(shè)備分配梁主體傳力精確相互連接便捷精確承載力大自重小高精度分配力設(shè)備設(shè)置分配力自穩(wěn)設(shè)備圖

26

總體方案樹樁圖制圖人：宗輝

制圖時間：2018.5.63.2選擇方案為進一步明確總體目標，小組成員對方案進行實驗、分析結(jié)果如下：方案現(xiàn)場拆裝式分配力設(shè)備整體鋼混式分配力設(shè)備高精度分配力設(shè)備受力分析圖

27

受力分析圖圖

28

受力分析圖圖

29

受力分析圖1.進行分配力設(shè)備軸心受壓穩(wěn)定性實驗。2.理論分析，分配力設(shè)備軸心受壓穩(wěn)定性能進行分析。實驗

3.對設(shè)備實體建模與網(wǎng)格劃分，采用

ABAQUS/Standard分析模塊，作為建模基礎(chǔ)。對創(chuàng)方法

新前后的設(shè)備進行軸壓性能仿真實驗。4.將分配力設(shè)備軸心受壓穩(wěn)定性實驗與仿真模型進行比對。5.得出結(jié)論。實驗過程軸心受壓穩(wěn)定實驗現(xiàn)場拆裝式分配力設(shè)備整體鋼混式分配力設(shè)備高精度分配力設(shè)備箱涵頂進分配力設(shè)備的研制表

16軸心受壓穩(wěn)定實驗統(tǒng)計對比表三種方案軸心受壓穩(wěn)定實驗統(tǒng)計對比對應(yīng)分配梁數(shù)量對應(yīng)千斤頂噸位

t200現(xiàn)場拆裝式分配力設(shè)備整體鋼混式分配

高精度分配力設(shè)力設(shè)備分配梁規(guī)格備偏角弧

橫向分

偏角弧

橫向分

偏角弧

橫向分度°力

t度°力

t度°力

t02根00000000000006m組8m組3根4根2根3根4根2根3根4根40050020040050020040050000000000000000000000000000000010m組000.020.074.275.0800.054.710三種方案都不同程度的降低了崩鎬率，但方案一、方案二也存在橫向分力，無法結(jié)論完全避免崩鎬現(xiàn)象。1.本模型的選擇：本文選用

Ramberg-Osgood所提出的鋼材應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的模型。應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系表達式為σ0.2ε0.2=+

0.002E0式中：σ0.2為材料應(yīng)變?yōu)?/p>

0.2%時所對應(yīng)的應(yīng)力。在應(yīng)變較大時關(guān)系為：σ

?

σ0.2σ

?

σ0.2ε

=+

εu(=)m

+

ε0.2E0.2σu

?

σ0.2理論分析E0E0.21

+

0.002n/eσ0.2e

=E0σm

=

1

+

3.5(

0.2)σuσ0.2εu

=

1

?σuσu的取值依據(jù)鋼材牌號確定。2.根據(jù)分析進行實體建模。1.實體建模與網(wǎng)格劃分：仿真采用

ABAQUS/Standard分析模塊作為建?；A(chǔ)。模仿真實

型中分配梁對結(jié)構(gòu)進行模擬，柱體與拼接設(shè)備均采用實體建模的方式建立，并在驗可行

裝配板塊中將建立的各部件裝配。模型中試件的拼接設(shè)備與柱體在網(wǎng)格劃分時將性其設(shè)為六面體單元。網(wǎng)格劃分如圖：箱涵頂進分配力設(shè)備的研制圖

30

網(wǎng)格劃分圖

31邊界條件與加載方向2.界面接觸及邊界條件：仿真的研究對象為分配梁軸向受壓，模型邊界條件與加載方向見圖。在試件下拼接設(shè)備施加固端約束。在試件上拼接設(shè)備也施加約束，約束其上部

X、Y兩個方向的線位移及三個方向的轉(zhuǎn)動位移，同時在

Z

方向施加線位移進行加載。在受力全過程模擬分析中，加載通過位移控制，在分配梁上拼接設(shè)備沿

Z負方向施加

50mm位移。3.有限元模型驗證：為驗證有限元模型的合理性，采用實驗方式對分配梁軸向受壓進行實驗。各試件的荷載變形曲線如圖所示。傳力設(shè)備受壓實驗應(yīng)變關(guān)系曲線應(yīng)力600440仿真值實驗值46047040020003953352551450應(yīng)變00.020.040.060.08ε圖

32

分配力設(shè)備受壓實驗應(yīng)變關(guān)系曲線圖模擬荷載變形曲線與實驗結(jié)果擬合較好，兩者最大誤差為

3.64%，在合理范圍內(nèi)。結(jié)論因此可以利用限元模型對分配梁軸心受壓力學(xué)性能進行系統(tǒng)的參數(shù)分析。仿真實驗現(xiàn)場拆裝式分配力設(shè)備整體鋼混式分配力設(shè)備高精度分配力設(shè)備圖

34

仿真模型應(yīng)力分布圖圖

35

仿真模型應(yīng)力分布圖圖

33

仿真模型應(yīng)力分布圖仿真結(jié)果顯示，分配梁中部

在高壓受力下，混凝土發(fā)出劈

在軸向高壓受力下，高精度有明顯的環(huán)狀鼓曲，與實驗

啪聲。由仿真與實驗可見，試

穩(wěn)定形分配力設(shè)備的應(yīng)力箱涵頂進分配力設(shè)備的研制所得吻合，分配梁在軸向受

件中部的應(yīng)力水平較高，端部

分布均勻，整體性強，整體壓情況下受力集中在中部的

較低；峰值時，鋼筋混凝土大

應(yīng)力水平低。邊棱附近。部分區(qū)域應(yīng)力水平偏高。有效性模擬實驗可被汽車調(diào)運，可在后背墻與箱涵間作為受力與分配力對象可被汽車調(diào)運，可在后背墻與箱涵間作為受力與分配力對象可被汽車調(diào)運，可在后背墻與箱涵間作為受力與分配力對象3組

400t分

偏角弧

橫向分力3組

400t分偏角弧

橫向分3組

400t

偏角弧

橫向分可實施性實驗結(jié)論結(jié)論結(jié)論配力設(shè)備度°t配力設(shè)備度°力

t分配力設(shè)備

度°力

t需求方案0000需求方案00需求方案0000滿足不滿足滿足0.024.27可靠性模擬實驗混凝土分配力設(shè)備大部分區(qū)域

應(yīng)力分布均勻，整體應(yīng)力水應(yīng)力水平偏高

平低中部的邊棱附近應(yīng)力較大經(jīng)濟

單價為：800

元/組。滿足經(jīng)

單價為：350元/組。滿足經(jīng)濟

單價為：1200元/組。滿足性濟要求。要求。經(jīng)濟要求。實驗實驗是否達到實驗實驗人數(shù)8人8人8人8人是否達到實驗實驗人數(shù)6人6人6人6人是否達到耗時耗時耗時序號人數(shù)6人6人6人6人預(yù)期時間序號預(yù)期時間序號預(yù)期時間12343h12min4h03min5h10min3h38min是是否是12344h30min4h07min3h53min4h21min否否是否12342h20min2h18min2h35min2h30min是是是是時間性根據(jù)實際施工經(jīng)驗，目標值設(shè)為

4h。實驗時，25%不能按

結(jié)論時間要求進行。根據(jù)實際施工經(jīng)驗，目標值設(shè)為根據(jù)實際施工經(jīng)驗，目標值設(shè)為

4h。實驗時，都可以按時間要求進行。結(jié)論4h。實驗時，75%不能按時間要求

結(jié)論進行。1.作業(yè)設(shè)備進行性能和安1.作業(yè)設(shè)備進行性能和安全

全檢查，符合有關(guān)安全規(guī)檢查，符合有關(guān)安全規(guī)定；

定；1.作業(yè)設(shè)備進行性能和安全檢查，符合有關(guān)安全規(guī)定；安全性2.采用管棚超前支護和水平

2.采用管棚超前支護和水旋噴樁超前支護方法，控制

平旋噴樁超前支護方法，2.采用管棚超前支護和水平旋噴樁超前支護方法，控制路基變形在安全范圍內(nèi)。安全性符合要求。路基變形在安全范圍內(nèi)。安全性符合要求?？刂坡坊冃卧诎踩秶鷥?nèi)。安全性符合要求。技

術(shù)

指

標

滿

足

要

求

，

ε3.491e，施工時間可以控制在

4h

內(nèi)，需對分配力設(shè)備進行研究設(shè)計，技術(shù)難度較高。技術(shù)指標滿足要求，邊棱部

技術(shù)指標滿足要求，容易發(fā)生位應(yīng)力較大，ε3.962e，施

工

整體應(yīng)力集中，ε3.678e施工總結(jié)時間超出

4h時間不易控制超出

4h，技術(shù)難技術(shù)難度較高。度較高。制表人：王洪剛

制表時間：2018.5.10根據(jù)以上三種方案實驗分析，小組對比結(jié)果整理。箱涵頂進分配力設(shè)備的研制表

17

實驗方案選擇分析表實驗方案選擇分析要求：1.工效提高

3倍，施工時間≤4h30min；2.變形崩鎬頻次≤7；3.無安全隱患；4.實驗投入成本≤1000元/組；5.滿足進度推進表≤10天。評價序號選定方案方案可實施性經(jīng)濟性時間性可靠性

有效性

安全性現(xiàn)場拆裝式分配力設(shè)備整體鋼混式分配力設(shè)備高精度分配力設(shè)備123滿足

不滿足滿足滿足滿足滿足滿足滿足滿足滿足滿足滿足不滿不滿足不滿足滿足足滿足滿足√制表人：劉凱

制表時間：2018.5.123.3確定總體方案至此，小組得出了分配力設(shè)備的總方案，基于該方案，小組繪制了總方案設(shè)計草圖，如下圖所示：圖

36

總方案設(shè)計圖制圖人：張新

制圖時間：2018.5.153.4方案分解根據(jù)分配力設(shè)備的方案草圖，小組對總方案進行分解。箱涵頂進分配力設(shè)備的研制無縫鋼管鋼筋混凝土管鋼板分配梁主體拼接件高精度分配力設(shè)備鋼筋混凝土板鋼構(gòu)件穩(wěn)定結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件統(tǒng)一規(guī)格構(gòu)件匹配方式多規(guī)格組裝圖

37

方案分解樹狀圖制圖人：周航

制圖時間：2018.5.153.4.1設(shè)備主體-分配梁主體無縫鋼管鋼筋混凝土管分級方案圖

38

模擬圖圖

39

模擬圖比選項量化單位F≥4900KN承受壓力值破壞程度成本控制比選依據(jù)彎曲度≤1.5mm/m；性能指標不能出現(xiàn)任何裂紋等表面破壞特征1500元Q345無縫鋼管、C50鋼筋混凝土管φ400mm，壁厚

40mm，通過壓力實驗，測試兩種材質(zhì)的承壓能力與彎曲度、表面破壞特征等破壞程度實驗設(shè)計圖

41

混凝土管加壓試驗圖

40

無縫鋼管加壓試驗箱涵頂進分配力設(shè)備的研制表

18

實驗方案參數(shù)選擇分析表序號項目材質(zhì)無縫鋼管Q345鋼筋混凝土管C50123456形狀圓柱型±1mm圓柱型±1mm尺寸誤差橫向壓力荷載類型承壓極限500t500t模擬實驗垂直負重0-800t垂直負重0-800t千斤頂參數(shù)100t0300t500t

800t破彎曲度00.3

0.7變形、破壞參數(shù)壞程度mm/m7輕微

裂紋裂紋

貫通外觀--比選項承受量化值比選項量化值承受性性能指標實驗結(jié)果壓力值F=4900KN壓力值F=4900KN能指標破壞程度破壞

混凝土表面已有輕微程度

裂紋彎曲度=0.3mm/m單位成本無縫鋼管造價

920元/m鋼筋混凝土管造價

780元/m結(jié)論

采用不采用制表人：宗輝

時間：2018.5.173.4.2設(shè)備主體-拼接件20mm鋼板20mm鋼筋混凝土板分級方案圖

42

模擬圖圖

43

模擬圖比選項量化單位不平度≤27mm鐮刀彎≤1.6mm300元比選依據(jù)平整度貼合度成本控制性能指標實驗

Q345鋼板、C50鋼筋混凝土板為

400×400×20mm，通過加壓實驗，測設(shè)計

試平整度、貼合度指標箱涵頂進分配力設(shè)備的研制圖

44

鋼板加壓試驗圖

45

混凝土板加壓試驗表

19

實驗方案不平整度選擇分析表不平度

mm≤公稱厚度

公稱寬度方案平整度實驗mmmm規(guī)定的屈服強度

Re＞320MPa規(guī)范鋼板＞2≤1200271320400鋼筋混凝土板2040032表

20

實驗方案鐮刀彎選擇分析表公稱長度

公稱寬度鐮刀彎

mm≤方案mm＜5000400mm≤600400不切邊，實際長度×0.4%貼合度規(guī)范鋼板1.61.3鋼筋混凝土板4004001.6比選項量化值比選項性

平整量化值性能指標平整度實驗結(jié)果不平度≤13不平度≤32能指標度貼合度貼合度鐮刀彎≤1.3鐮刀彎≤1.6單位成本鋼板造價

150元/塊鋼筋混凝土板造價

98元/塊1.需要高密度模板澆筑，使之成為完全平面1.需要高密度機床加工，不斷校核，制作

使之成為完全平面工藝

2.現(xiàn)場運輸簡單滿足條件2.由于混凝土脆性大，現(xiàn)場運輸復(fù)雜不滿足條件結(jié)論

采用不采用制表人：張新

制表時間：2018.5.213.4.3設(shè)備主體-穩(wěn)定結(jié)構(gòu)分級鋼構(gòu)件鋼筋混凝土構(gòu)件箱涵頂進分配力設(shè)備的研制方案圖

46

模擬圖圖

47

模擬圖比選項量化單位承受壓力值屈服強度成本控制F≥4900KN比選依據(jù)屈服強度≥100N/mm不能出現(xiàn)任何裂紋等表面破壞特2性能指標征500元Q345鋼板、C50鋼筋混凝土板為

6000×450×40mm，通過集中壓力實驗，測試屈服強度實驗設(shè)計圖

48

實驗儀器圖

49

實驗儀器表

21

實驗方案力學(xué)性能選擇表力學(xué)性能選擇標準公稱厚度>1.5-2.5>2.5-3.0>3.0-4.0屈服強度(Mpa)≤290抗拉強度(Mpa)≥310伸長率

A50mm%180

度彎曲試驗D=0a≥38≥38≥40≤290≥300D=0a≤290≥300D=1/2a表

22

實驗方案外觀選擇分析表千斤頂參數(shù)100t300t500t

800t外觀選擇標準破壞程度彎曲度000.3

0.7mm/m輕微

裂紋裂紋

貫通外觀--箱涵頂進分配力設(shè)備的研制比選項力學(xué)量化值比選項力學(xué)量化值性能指標性能指標實驗結(jié)果實驗

屈服強度

290Mpa實驗

屈服強度

50Mpa結(jié)果結(jié)果外觀外觀

混凝土表面已有輕微值

裂紋無彎曲變形值單位成本造價為

320元/m造價為

430元/m結(jié)論

采用不采用制表人：劉子明

制表時間：2018.5.273.4.4設(shè)備布局-構(gòu)配件匹配方式統(tǒng)一規(guī)格多規(guī)格組裝分級方案圖

50

模擬圖圖

51

模擬圖比選項比選要求能夠完全承載傳來的壓力，并完全將力傳遞于連接物體比選依據(jù)功能性性能指標穩(wěn)定性抗壓能力強、無斷裂、變形現(xiàn)象對接難度，拼裝時間拼裝工藝通過現(xiàn)場試驗比對，測試兩種型號規(guī)格配套的組裝形式，分別從功能性、穩(wěn)定性、拼裝工藝進行對比分析試驗設(shè)計圖

52

模擬圖圖

53

模擬圖整體布局偏差也是傳力變形、崩鎬的重要因素。方案

整體布局關(guān)鍵點在于工人拼裝問題，雖然在設(shè)計、制作分配力設(shè)備達到分析

了精密程度，但因為施工特點，現(xiàn)場拼裝完全依靠機械吊裝后工人手工調(diào)配，是影響分配力設(shè)備完全重合的重要因素之一。箱涵頂進分配力設(shè)備的研制圖

55

現(xiàn)場施工頂推資料圖

54

現(xiàn)場施工頂推資料一臺千斤頂需配套

30根×1000cm

一臺千斤頂需配套

7

根×4000cm

傳傳力柱

力柱+2根×1000cm傳力柱。拼裝工藝需要高密度機床加工，不斷校核鋼

減小了拼接次數(shù)，降低了工人拼接難板，使之內(nèi)嵌于鋼管中不滿足條件度，更保證了傳力性能滿足條件1.能夠保證分配力設(shè)備完全承載

1.能夠保證分配力設(shè)備完全承載千比

功

千斤頂壓力

斤頂壓力選

能

2.完全將力傳遞于連接主體，不

2.很難完全將力傳遞于連接主體，結(jié)

性

發(fā)生分解壓力現(xiàn)象偶爾會發(fā)生分解壓力現(xiàn)象不滿足條件果滿足條件1.抗壓能力強，完全可以承受實驗

1.抗壓能力強，完全可以承受實驗壓穩(wěn)

壓力力定

2.沒有發(fā)生斷裂現(xiàn)象性

3.沒有發(fā)生變形現(xiàn)象滿足條件2.沒有發(fā)生斷裂現(xiàn)象3.沒有發(fā)生變形現(xiàn)象滿足條件結(jié)論

采用不采用制表人：劉昊夫

制表時間：2018.5.31箱涵頂進分配力設(shè)備的研制3.5確定最佳方案分配梁主體拼接件無縫鋼管高精度分配力設(shè)備鋼板穩(wěn)定結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件構(gòu)件匹配方式統(tǒng)一規(guī)格組裝實驗裝置檢驗圖

56

最佳方案樹狀圖制圖人：陳伯廉

制圖時間：2018.6.44制定對策小組根據(jù)設(shè)計方案，利用

5W1H

的原則制定了對策表，并且為了合理安排時間，發(fā)揮最大效率，盡快將材料投入精益生產(chǎn)過程中，從

2018年

6月

5日開始制定對策。表

23

對策實施表對策實施序號對策目標措施負責(zé)人

地點

時間分配梁主體尺寸100%符合設(shè)計要求。（45熱軋無縫鋼管長度允許誤差1.分配梁主體參數(shù)設(shè)計2.設(shè)計分配梁主體尺寸3.繪制分配梁主體零件圖紙分配梁對策

主體參加工

6.21實施一數(shù)計張新車間

-7.8算、加工制造±0.5mm；正圓率允

4.按圖紙加工制作分配梁主體許差±0.5）拼接件尺寸

100%符1.拼接件參數(shù)設(shè)計2.設(shè)計拼接件尺寸拼接件

合設(shè)計要求。（鋼參數(shù)計

板長度允許誤差±算、加

0.5mm；寬度允許誤工制造

差±0.5mm；厚度允許誤差±0.5mm）對策實施二加工

7.9-車間

7.303.繪制拼接件零件圖紙陳伯廉4.按圖紙加工制作拼接件箱涵頂進分配力設(shè)備的研制穩(wěn)定結(jié)

穩(wěn)定結(jié)構(gòu)尺寸

100%1.穩(wěn)定結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計對策

構(gòu)參數(shù)符合設(shè)計要求。7.31加工車間實施

計算、

（加強筋長度允許2.設(shè)計穩(wěn)定結(jié)構(gòu)尺寸3.繪制穩(wěn)定結(jié)構(gòu)零件圖紙4.按圖紙加工制作穩(wěn)定結(jié)構(gòu)劉子明-三加工制

誤差±0.5mm；寬度8.20造允許誤差±0.5mm）分配梁整體長度、

1.按設(shè)計要求繪制分配梁圖紙對策

統(tǒng)一規(guī)

寬度、高度、直徑實施

格設(shè)計

100%符合設(shè)計要組裝

求。（長度允許誤

3.按設(shè)計要求繪制分配梁頂推8.21-2.按圖紙對分配梁進行裝配加工車間王新國宗輝四9.15差±0.5mm）根據(jù)活動目標設(shè)定：變形、崩鎬頻次為

7；施工拼裝時間≤4h30min；施工工程圖1.進行重載壓力實驗，測試變形崩鎬頻次9.16-對策

組裝實實施

驗及調(diào)實驗2.測試施工拼裝時間3.形成檢測報告車間

10.1五試5制表人：劉凱

制表時間：2018.6.205對策實施5.1對策實施一：分配梁主體參數(shù)計算、加工制造實施一分配梁主體參數(shù)計算、加工制造分配梁主體尺寸

100%符合設(shè)計要求目標（45熱軋無縫鋼管長度允許誤差±0.5mm；正圓率允許誤差±0.5）措施

1：分配梁主體參數(shù)設(shè)計表

24

分配梁主體參數(shù)設(shè)計表分配梁主體參數(shù)設(shè)計配合施工千斤頂尺寸參數(shù)千斤頂型號千斤頂額定頂力行程QYS320320T千斤頂極限頂力千斤頂外徑450T1200mm400mm實施過程配合施工傳力柱尺寸參數(shù)傳力柱型號H500、H1000、H2000、H4000500mm、1000mm、2000mm、4000mm外徑φ377、內(nèi)徑φ327傳力柱長度直徑拼接尺寸L400×

L400mm分配梁主體尺寸參數(shù)設(shè)計1.分配梁主體設(shè)計為多組裝圓柱體。2.施工中安全系數(shù)為

1.25，450×1.25=562.5。故分配梁主體承載力達到562t時可以確保安全可靠。3.45熱軋無縫鋼管屈服點為

3620Kg/cm，取安全系數(shù)

1.5，許用應(yīng)力2箱涵頂進分配力設(shè)備的研制?????.?=2413kg/cm。2??????4.經(jīng)計算，2=297cm。故分配力設(shè)備選用外徑φ89mm，內(nèi)徑φ85mm????×?.???的鋼管可以滿足要求。5.現(xiàn)場施工頂鎬最大行程為

1200mm。在頂進過程中，頂鎬每次頂進

1000mm，通過使用

500mm、1000mm、2000mm、4000mm傳力柱，不斷使箱涵前進。分配梁設(shè)計寬度

300mm配合頂距。傳力柱拼接尺寸為

400mm，7個傳力柱分配于一個分配梁，每個傳力柱間歇空400mm，分配梁設(shè)計長度

6000mm配合分配梁布局。結(jié)論分配梁主體外觀尺寸設(shè)計為：6000×450×300mm分配梁主體為圓柱體，外徑φ89mm，內(nèi)徑φ85mm，長度220mm，267個均勻分布措施

2：設(shè)計分配力設(shè)備尺寸8

85220圖

57

設(shè)計效果圖圖

58

設(shè)計效果圖措施

3：繪制分配梁主體零件圖紙圖

59

設(shè)計圖措施

4：按圖紙加工制作分配梁主體箱涵頂進分配力設(shè)備的研制圖

60

分配梁主體加工圖圖

61

分配梁主體加工圖按設(shè)計要求對材料，尺寸逐一進行檢查：表

25

分配梁主體尺寸檢查表分配梁主體尺寸檢查表

單位：mm目標檢查主體長度6000主體寬度450主體厚度300單節(jié)長度220軸徑φ89設(shè)計尺寸±0.5±0.5450.3±0.5300.1±0.5220.1±0.589實測尺寸結(jié)論6000.3經(jīng)實測檢驗，目標達到尺寸要求完成時間完成地點負責(zé)人2018年

6月

21日-7月

8日加工車間張新制表人：張新

制表時間：2018.7.85.2對策實施二：拼接件參數(shù)計算、加工制造實

施二拼接件參數(shù)計算、加工制造拼接件尺寸

100%符合設(shè)計要求（鋼板長度允許誤差±0.5mm；寬度允許誤差±0.5mm）目標措施

1：拼接件參數(shù)設(shè)計表

26

拼接件參數(shù)設(shè)計表拼接設(shè)備參數(shù)設(shè)計配合分配力設(shè)備尺寸參數(shù)分配梁主體型號實施過程單個分配梁主體外φ377mm內(nèi)徑φ327mm徑分配梁主體外觀尺寸6000×450×300mm拼接件尺寸參數(shù)設(shè)計1.分配梁主體設(shè)計為圓柱體，現(xiàn)場場地?zé)o法保證絕對平整，為方便傳力柱擺放，故需在兩端加裝大于縱向

5個分配梁主體的圓柱直徑的正方形拼接設(shè)備。箱涵頂進分配力設(shè)備的研制2.千斤頂高

400mm，其中心高

200，傳力柱尺寸

400×400mm，分配梁中心必須與傳力柱中心、千斤頂中心保持同一直線，故拼接件尺寸確定為

450mm×300mm長方體。拼接設(shè)備為正方體結(jié)論尺寸設(shè)計為：450×300×20mm措施

2：設(shè)計拼接設(shè)備尺寸30020圖

62

設(shè)計效果圖圖

63

設(shè)計效果圖措施

3：繪制拼接設(shè)備零件圖紙圖

64

設(shè)計圖措施

4：按圖紙加工制作拼接設(shè)備圖

65

現(xiàn)場加工設(shè)備按設(shè)計要求對材料，尺寸逐一進行檢查：目標檢查表

27

拼接設(shè)備尺寸檢查表拼接設(shè)備尺寸檢查表

單位：mm箱涵頂進分配力設(shè)備的研制鋼板長度450鋼板寬度300鋼板厚度20設(shè)計尺寸±0.5450.3±0.5300.1±0.520實測尺寸結(jié)論經(jīng)實測檢驗，目標達到尺寸要求完成時間完成地點負責(zé)人2018年

7月

9日-7月

30日加工車間陳伯廉制表人：陳伯廉

制表時間：2018.7.305.3對策實施三：穩(wěn)定結(jié)構(gòu)參數(shù)計算、加工制造實施穩(wěn)定結(jié)構(gòu)參數(shù)計算、加工制造三穩(wěn)定結(jié)構(gòu)尺寸

100%符合設(shè)計要求（加強筋長度允許誤差±0.5mm；寬度允許誤差±0.5mm）措施

1：穩(wěn)定結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計目標表

28

穩(wěn)定結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計表穩(wěn)定結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計配合分配梁主體、拼接件尺寸參數(shù)分配梁主體型號單個分配梁主體外φ377mm內(nèi)徑φ327mm徑外觀尺寸設(shè)計6000×450×300mm拼接件型號外觀尺寸設(shè)計450×300×20mm實施過程穩(wěn)定結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)設(shè)計1.穩(wěn)定結(jié)構(gòu)鋼板壁厚

40mm2.鋼板長度：（89+20）×54+40×2+17×2=6000mm3.鋼板寬度：450mm穩(wěn)定結(jié)構(gòu)為長方體結(jié)論尺寸設(shè)計為：6000mm×450mm×40mm措施

2：設(shè)計穩(wěn)定結(jié)構(gòu)尺寸箱涵頂進分配力設(shè)備的研制圖

66

設(shè)計效果圖措施

3：繪制穩(wěn)定結(jié)構(gòu)零件圖紙圖

67

設(shè)計圖圖

68

設(shè)計圖措施

4：按圖紙加工制作穩(wěn)定結(jié)構(gòu)圖

69

現(xiàn)場加工圖圖

70現(xiàn)場加工圖箱涵頂進分配力設(shè)備的研制按設(shè)計要求對材料，尺寸逐一進行檢查：表

29

穩(wěn)定結(jié)構(gòu)尺寸檢查表穩(wěn)定結(jié)構(gòu)尺寸檢查表

單位：mm目標檢查鋼板長度鋼板寬度鋼板厚度40設(shè)計尺寸6000±0.56000.3450±0.5450.3±0.540實測尺寸結(jié)論經(jīng)實測檢驗，目標達到尺寸要求完成時間完成地點負責(zé)人2018年

7月

31日-8月

20日加工車間王新國制表人：劉子明

制表時間：2018.8.205.4對策實施四：統(tǒng)一規(guī)格設(shè)計組裝實施統(tǒng)一規(guī)格設(shè)計組裝四分配梁整體長度、寬度、高度、直徑

100%符合設(shè)計要求（長度允許誤差±0.5mm）目標措施

1：按設(shè)計要求繪制分配力設(shè)備圖紙實施過程圖

71

分配梁圖紙措施

2：按圖紙對分配梁進行裝配箱涵頂進分配力設(shè)備的研制圖

72

分配梁加工圖圖

73焊接完成的分配梁措施

3：按設(shè)計要求繪制分配力設(shè)備頂推施工工程圖圖

74

框架橋平面布置圖圖

75

頂進施工平面圖箱涵頂進分配力設(shè)備的研制對分配梁裝配尺寸進行確認：表

30

分配梁裝配尺寸檢查表分配梁裝配尺寸檢查表

單位：mm分級方案分配梁主體6000（±0.5）×450（±0.5）×300（±0.5）；φ89（±0.5）拼接件穩(wěn)定結(jié)構(gòu)目標檢查450（±0.5）×6000（±0.5）×設(shè)計裝配尺寸300（±0.5）×

450（±0.5）×4020（±0.5）（±0.5）6000.3×450.3×

450.3×300.1×300.1；φ89

20實測裝配尺寸結(jié)論6000.3×450.3×40經(jīng)實測檢驗，目標達到尺寸要求完成時間完成地點負責(zé)人2018年

8月

21日-9月

15日加工車間王新國制表人：王新國

制表時間：2018.9.155.5對策實施五：組裝實驗及調(diào)試實施五組裝實驗及調(diào)試根據(jù)活動目標設(shè)定：施工拼裝時間≤4h30min；變形、崩鎬頻次≤7

次目標/施工。措施

1：測試施工拼裝時間表

31

設(shè)備拼裝時間實驗記錄表設(shè)備拼裝時間實驗記錄實測分配力設(shè)備拼裝所需時間，得出平均擺放時間，以推測施工實驗?zāi)康乃钑r間。實驗設(shè)備

20T汽車吊

1臺、吊裝帶、分配梁、傳力柱、千斤頂、秒表根據(jù)現(xiàn)場施工情況，千斤頂頂程為

1.2米，分配梁寬度

0.45米

、傳力柱尺寸為

0.5米

、1米、2米、4米。現(xiàn)場盡量選取較長的傳力柱，減少接頭個數(shù)，保證整體穩(wěn)定性。0.5米傳力柱為調(diào)整用。故組裝分配梁時存在以下情況（以

32米的箱涵，每孔需

8列傳力柱為例）：（1）拼裝

0.5米傳力柱，8列傳力柱排列一組分配梁；實施過程（2）拼裝

1個

1米傳力柱，8列傳力柱排列一組分配梁；實驗原理（3）拼裝

1個

2米傳力柱，8列傳力柱排列一組分配梁；（4）拼裝

1個

4米傳力柱，8列傳力柱排列一組分配梁；（5）撤下

1個

0.5米傳力柱，拼裝

1米傳力柱，8列傳力柱排列一組分配梁；（5）撤下

1個

1米傳力柱，拼裝

2米傳力柱，8列傳力柱排列一組分配梁；箱涵頂進分配力設(shè)備的研制（6）撤下

1個

1米傳力柱，撤下

1個

2米傳力柱，拼裝

1個

4米傳力柱，8列傳力柱排列一組分配梁；1.吊車現(xiàn)場選好支點，做好吊裝前準備2.每孔有

8列傳力柱，故一次吊裝一排共

8個，8列傳力柱需一個分配梁實驗步驟3.分配梁擺放完成后，安放千斤頂實驗過程測量第一組第二組

第三組

第四組

第五組

平均時間拼

0.5米*1排（8個）23min27min33min32min57min31min

29min34min

32min35min

33min54min

59min29min35min31min55min27.8min27.2min32.4min55.2min拼

1米*1排（8個）30min31min51min拼

2米*1排（8個）拼

4米*1排（8個）撤

0.5米*1排（8個），拼

1米*1排（8個）撤

1米*1排（873min80min74min

77min69min74.6min個），拼

2米*1

134min

140min

128min

152min

122min

135.2min排（8個）撤

1米*1排（8個），撤

2米*1排（8個），拼4米*1排（8個）197min

201min

188min

190min

189min193min1.第一組平均用時

27.8分鐘;2.第二組平均用時

27.2分鐘;3.第三組平均用時

32.4分鐘;實驗結(jié)果

4.第四組平均用時

55.2分鐘;5.第五組平均用時

74.6分鐘;6.第六組平均用時

135.2分鐘;7.第七組平均用時

193分鐘。高精度分配力設(shè)備縮短了施工拼裝時間，使同等規(guī)模施工工序降至為

3h13min，達到了實驗?zāi)繕?/p>

4h30min。結(jié)論制表人：宗輝

制表時間：2018.9.30箱涵頂進分配力設(shè)備的研制措施

2：進行重載壓力實驗，測試變形崩鎬率表

32

分配梁重載壓力實驗設(shè)備拼裝時間實驗記錄實驗?zāi)康?/p>

實測分配力設(shè)備變形崩鎬次數(shù)，得出變形崩鎬率。實驗設(shè)備

20T汽車吊

1臺、吊裝帶、分配梁、傳力柱、千斤頂、秒表實驗過程2個分配梁主

3個分配梁主

4個分配梁主實驗序號分配力設(shè)備主體噸位t每分配力主體長度

m體體體偏角

橫向

偏角

橫向偏角

橫向弧度°0分力t弧度°0分力t弧度°0分力t1號

2000.50.50.510001組

2號

4003號

5000000000000004號

2000000002組

5號

4006號

500100000010000007號

20020000003組

8號

4009號

5002000000200000010號

20040000004組

11號

40012號

5004000000400000013號

2004.54.54.50000005組

14號

40015號

500000000000000實驗結(jié)果

1.第一組分配力設(shè)備變形崩鎬頻次=0；2.第二組分配力設(shè)備變形崩鎬頻次=0；3.第三組分配力設(shè)備變形崩鎬頻次=0；4.第四組分配力設(shè)備變形崩鎬頻次=0；5.第五組分配力設(shè)備變形崩鎬頻次=0。結(jié)論高精度分配力設(shè)備降低了變形崩鎬頻次，不僅達到了目標值≤7次/施工，致使施工變形崩鎬次數(shù)為

0。制表人：宗輝

制表時間：2018.10.10措施

3：通車后形成檢測報告箱涵頂進分配力設(shè)備的研制圖

76

檢測報告使用高精度分配力設(shè)備，施工拼裝時間≤4h30min；變形、崩鎬頻次為0。并通過國家鐵路產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的監(jiān)測，產(chǎn)品合格。結(jié)論完成時間完成地點負責(zé)人2018年

9月

16日-10月

15日加工車間宗輝制表人：宗輝

制表時間：2018.10.156效果檢查6.1目標完成值情況新型分配力設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，施工安全，成本降低，特別是有效的減小了變形箱涵頂進分配力設(shè)備的研制崩鎬率，縮短了頂推施工時間，保持了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證了箱涵頂進施工的順利進行，鐵路線路的正常運營。變形崩鎬率較《鐵路工程施工技術(shù)手冊-橋涵》中，同等土質(zhì)及同等規(guī)模施工頂進降低了

50%。本例頂力為

4800t，箱涵自重

3891t,實測施工時間如下表。表

33

頂推施工時間記錄表頂推施工時間記錄壓力數(shù)頂鎬數(shù)量臺頂力頂程（累

施工累積時施工日期箱涵位置MPAT積）間

h10.1610.1810.1910.20試頂72012141418680.5204前端入土下滑板1211151920.51920.52626.48.52513.521.5接近一半30涵身入土10.22161631913629.580%10.2410.26全入土到位1816163618.63657.5404838.545.518.2單組分配力設(shè)備施工破壞數(shù)量破壞方式數(shù)量脫焊變形損壞整體崩鎬合計00000制表人：周航

制表時間：2018.10.30由于保持了線路的穩(wěn)定，實際施工頂推時間較原計劃縮短了

181分鐘，分配力設(shè)備變形崩鎬頻次由原來的

35次/施工,突破了目標值降至為

0。箱涵頂進分配力設(shè)備的研制變形崩鎬率活動目標檢查數(shù)值403530252015105352000項目創(chuàng)新前目標創(chuàng)新后創(chuàng)新前

目標

創(chuàng)新后制圖人：張昊旻

制圖時間：2018.11.5圖

77

目標量化圖6.2效益分析表

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效益分析表效益分析效益效益分析新型分配力設(shè)備的引入，有效減小了變形崩鎬率，縮短了頂推施工時間，保持了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證了箱涵頂進施工的順利進行，鐵路的正常安全運行增加了保障。安全效益1.通過本次課題的研究，小組成員開闊了眼界，增長了見識，同時吸取到不同行業(yè)的先進經(jīng)驗。2.通過本次

QC活動，小組成員對分配力設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理、機械構(gòu)造做到進一步的理解與認識。技術(shù)效益

3.新型分配力設(shè)備的研制與應(yīng)用，提高了頂推施工時工人的操作水平及維修技術(shù)，降低了作業(yè)勞動強度。4.提升了小組成員的創(chuàng)新力和研發(fā)能力。5.這次攻關(guān)活動使

QC小組積累了不少經(jīng)驗，總結(jié)了一套系統(tǒng)的施工管理和新型作業(yè)辦法，為今后施工安全正點完成打下了堅實的基礎(chǔ)。1.活動投入實驗成本型號裝置分配梁主體結(jié)構(gòu)原材料

元加工成本

元成本累計

元260200經(jīng)濟效益拼接件50401001201000H3000穩(wěn)定結(jié)構(gòu)整體組裝實驗2302001200實驗費用共計

1200元。箱涵頂進分配力設(shè)備的研制2.節(jié)約工時效益活動前后單節(jié)分配力設(shè)備施工時間對比施工工序時間

min合計節(jié)約吊裝

覆土

壓實

頂進

挖掘

拆除活動前施工頂推時間48204