3- 新型后澆帶支撐體系裝置的研制（4比3）

山東三箭建設(shè)工程管理有限公司創(chuàng)新SC小組新型后澆帶支撐體系裝置的研制二零二三年六月背景介紹1小組概況2選擇課題3設(shè)定目標(biāo)及目標(biāo)可行性論證4提出方案并確定最佳方案5制定對(duì)策6對(duì)策實(shí)施7效果檢查8標(biāo)準(zhǔn)化9總結(jié)和下一步打算10目錄01背景介紹背景介紹

濟(jì)南市歷城區(qū)新東站張馬屯片區(qū)三四期部分C-8地塊項(xiàng)目，總建筑面積179557.86m2,其中地下車庫(kù)建筑面積34951.5㎡，為防止出現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于自身收縮不均或沉降不均可能產(chǎn)生的有害裂縫，按照設(shè)計(jì)要求，在基礎(chǔ)底板、墻、梁相應(yīng)位置留設(shè)了多條后澆帶。其中沉降后澆帶610米，溫度后澆帶共966米，共計(jì)1566米。后澆帶處的模板支撐需長(zhǎng)時(shí)間占用大量的模板、木方、架管等周轉(zhuǎn)材料，增加了較多的工程成本。如何在保證后澆帶支撐安全的前提下，減少周轉(zhuǎn)材料用量，節(jié)省工程成本，是擺在我們面前的一項(xiàng)難題。02小組概況SC小組概況1、小組概況及小組成員SC小組概況03選擇課題本項(xiàng)目為我工程承建的重點(diǎn)項(xiàng)目，本項(xiàng)目自開(kāi)工以來(lái)受到政府和社會(huì)各界關(guān)注，為此公司領(lǐng)導(dǎo)高度重視，組織業(yè)主及其他相關(guān)方召開(kāi)了專題會(huì)議，會(huì)議中各方提出了如下表要求：選擇課題1、需求分析需求分析統(tǒng)計(jì)表序號(hào)需求方需求內(nèi)容1公司內(nèi)部需求進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，研究一套新型后澆帶撐體系裝置，為類似工程所應(yīng)用。2業(yè)主、主管部門(mén)需求后澆帶支撐的搭設(shè)應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)要求，確保不發(fā)生安全事故。3項(xiàng)目成本方需求本項(xiàng)目為固定總價(jià)合同，在投標(biāo)階段為確保項(xiàng)目中標(biāo)，后澆帶支撐費(fèi)用僅估算了40萬(wàn)元的成本費(fèi)用，但是實(shí)際成本費(fèi)用預(yù)計(jì)約77萬(wàn)元。因此為滿足總價(jià)合同的成本要求，節(jié)省周材使用量，將后澆帶將支撐的搭設(shè)成本降低50%以上。需求總結(jié)通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新在確保后澆帶支撐安全的、方便施工基礎(chǔ)上，節(jié)省周材使用量，將后澆帶將支撐的搭設(shè)成本降低50%以上。2022年3月12日-13日小組成員王國(guó)敬、趙旭到我公司正在施工的地下車庫(kù)項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)研，經(jīng)過(guò)調(diào)研分析發(fā)現(xiàn)目前的支撐體方式為后澆帶所在區(qū)域內(nèi)的模板及支撐單獨(dú)設(shè)置，在后澆帶混凝土澆筑后再拆除。具體成本分析如下：選擇課題2、現(xiàn)有做法與需求分析綜上所述，按現(xiàn)有后澆帶支撐做法沉降后澆帶需要599元/米，溫度后澆帶需要419元/米。本工程沉降后澆帶共610米，溫度后澆帶共966米，如按現(xiàn)有做法后澆帶支撐體系需要費(fèi)用約770144元（599×610+419×966=770144元）。但是本項(xiàng)目為固定總價(jià)合同，在投標(biāo)階段為確保中標(biāo)后澆帶支撐僅考慮了400000元的成本費(fèi)用。選擇課題因此，我們能否找出一種新的后澆帶支撐方式，既滿足結(jié)構(gòu)安全要求施工，又能將施工成本降低50%以上呢？選擇課題3、廣泛借鑒（1）小成員通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查詢檢索到“一種太陽(yáng)傘支撐三腳架”實(shí)用新型專利，不適用本工程，但是創(chuàng)新思路可供借鑒。裝置如下圖。可借鑒原理及思路一：該使實(shí)用新型專利通過(guò)支撐管伸縮部件調(diào)節(jié)太陽(yáng)傘的高低，三腳架部件則用于支撐整把太陽(yáng)傘。該專利對(duì)地面適應(yīng)性強(qiáng)，能同時(shí)調(diào)節(jié)太陽(yáng)傘高度和支撐面積。小組成員受到上述專利的啟發(fā)，設(shè)想后澆帶處的支撐使用組合單元式可調(diào)節(jié)鋼管獨(dú)立支撐裝置，混凝土結(jié)構(gòu)混凝土施工完后原模板支撐拆除，保留獨(dú)立支撐裝置，用以達(dá)到減少周轉(zhuǎn)材料的使用時(shí)間，從而減少實(shí)際成本。選擇課題（2）小組成員通過(guò)身邊事物發(fā)現(xiàn)，城市中的高架橋通過(guò)橋墩可以支撐整個(gè)橋面結(jié)構(gòu)。因此受到橋墩支撐橋面結(jié)構(gòu)的工作原理受到了啟發(fā)?？山梃b原理及思路二：小組成員觀察橋墩支撐橋面結(jié)構(gòu)的工作原理受到了啟發(fā)，設(shè)想后澆帶處設(shè)置混凝土臨時(shí)支撐柱，混凝土柱體的上端設(shè)置在后澆帶相交的主梁及次梁的端部，混凝土柱體的下端支撐在地下室底板上，后澆帶懸挑端可提前拆模，節(jié)省周轉(zhuǎn)料具，同時(shí)節(jié)省地下室空間，地下施工材料轉(zhuǎn)運(yùn)方便。待后澆帶封閉達(dá)到強(qiáng)度后，采用繩鋸將支撐柱按尺寸切割，可用于部分門(mén)洞過(guò)梁以及窗戶壓頂。研發(fā)新型后澆帶支撐體系裝置04設(shè)定目標(biāo)及目標(biāo)可行性論證設(shè)定目標(biāo)及目標(biāo)可行性論證1、設(shè)定目標(biāo)目標(biāo)（1）目標(biāo)：研發(fā)出一種新型后澆帶撐體系裝置。（2）目標(biāo)值：在確保后澆帶支撐安全的、方便施工基礎(chǔ)上，節(jié)省周材使用量，將后澆帶將支撐的搭設(shè)成本降低50%以上。根據(jù)選擇課題中的客觀現(xiàn)狀需求，本次《研發(fā)新型后澆帶支撐體系裝置》課題目標(biāo)設(shè)定為：可行性論證一：公司領(lǐng)導(dǎo)支持。降本增效已成為公司內(nèi)部急需解決的問(wèn)題之一，公司各層領(lǐng)導(dǎo)對(duì)于該課題的研發(fā)高度重視?？尚行哉撟C二：資金支持。由于公司的高度重視，公司內(nèi)部多次召開(kāi)會(huì)議討論及可行性研究，特為本課題研究撥付專項(xiàng)研究費(fèi)用?？尚行哉撟C三：物資資源支持。我公司擁有配套的專業(yè)投資公司，擁有多種大中小型施工機(jī)械設(shè)備及各類大宗型材供應(yīng)商可供小組選擇，隨時(shí)可為小組提供充足的物資資源，方便進(jìn)行各類試驗(yàn)?？尚行哉撟C四：人員支持。由于本課題公司高度重視，特安排公司技術(shù)骨干組成SC小組，SC小組共有10名組員，其中8名本科生，2名?？粕こ虘?yīng)用研究員1名，高級(jí)工程師5名，工程師4名。小組成員極具豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)，曾獲多次國(guó)家級(jí)SC成果，在提升方法方面，有深入的研究，對(duì)此具有豐富的研制經(jīng)驗(yàn)。設(shè)定目標(biāo)及目標(biāo)可行性論證2、目標(biāo)可行性論證可行性論證五：數(shù)據(jù)模擬分析。對(duì)照借鑒的兩種思路進(jìn)行模擬成本計(jì)算，詳見(jiàn)下表。設(shè)定目標(biāo)及目標(biāo)可行性論證將后澆帶將支撐的搭設(shè)成本降低50%以上目標(biāo)可行05提出方案并確定最佳方案提出方案并確定最佳方案后澆帶處的支撐使用組合單元式可調(diào)節(jié)鋼管獨(dú)立支撐后澆帶處設(shè)置混凝土臨時(shí)支撐柱12根據(jù)借鑒一進(jìn)行創(chuàng)新根據(jù)借鑒二進(jìn)行創(chuàng)新提出方案并確定最佳方案2、方案分解123組合單元形式立桿調(diào)節(jié)形式后澆帶組合單元式可調(diào)節(jié)鋼管獨(dú)立支撐裝置帶調(diào)節(jié)螺旋的鋼管支撐帶可調(diào)頂托的鋼管支撐三根立桿“品字形”三角布置四根立桿矩形布置立桿連接方式水平鋼管腳手架扣件連接水平桿承插盤(pán)扣連接提出方案并確定最佳方案分級(jí)方案一：組合單元形式提出方案并確定最佳方案分級(jí)方案二：立桿調(diào)節(jié)形式提出方案并確定最佳方案分級(jí)方案三：立桿連接方式提出方案并確定最佳方案3、確定最佳方案123組合單元形式立桿調(diào)節(jié)形式后澆帶組合單元式可調(diào)節(jié)鋼管獨(dú)立支撐裝置帶調(diào)節(jié)螺旋的鋼管支撐三根立桿“品字形”三角布置立桿連接方式水平桿承插盤(pán)扣連接06制定對(duì)策制定對(duì)策序號(hào)對(duì)策目標(biāo)措施地點(diǎn)時(shí)間負(fù)責(zé)人1針對(duì)三根立桿“品字形”三角布置的單元組合形式細(xì)化詳細(xì)方案，并設(shè)計(jì)出圖。裝置各部件設(shè)計(jì)方案出圖率100%。方案編制、審核并對(duì)加工工人交底，工人考核平均成績(jī)80分以上。1、根據(jù)最佳方案優(yōu)化材料設(shè)計(jì)。2、針對(duì)所得到的模型進(jìn)行受力驗(yàn)算。3、繪制裝置設(shè)計(jì)圖，進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，并進(jìn)行模擬施工，確定最佳施工步驟。4、根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行方案編制并報(bào)公司總工辦總工程師處審核，經(jīng)審核通過(guò)后組織對(duì)施工工人進(jìn)行技術(shù)交底?？偣まk及公司技術(shù)中心2022.6.30李景泉2帶調(diào)節(jié)螺旋的鋼管支撐選購(gòu)鋼支撐進(jìn)場(chǎng)抽檢合格率100%。根據(jù)設(shè)計(jì)方案規(guī)格選購(gòu)鋼支撐材料。鋼支撐材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)。施工現(xiàn)場(chǎng)2022.7.5王國(guó)敬序號(hào)對(duì)策目標(biāo)措施地點(diǎn)時(shí)間負(fù)責(zé)人3立桿與水平桿承插盤(pán)扣連接1、圓盤(pán)扣與立桿抽樣焊接平均合格率95%以上。圓盤(pán)扣抽檢樣本間距偏差小于等于5mm。樣本銷緊后再次錘擊，插銷平均下沉量小于3mm。根據(jù)設(shè)計(jì)方案規(guī)格選購(gòu)水平桿、圓盤(pán)扣、插銷。圓盤(pán)扣與立桿焊接。并對(duì)加工的15個(gè)樣本進(jìn)行焊接檢查。水平桿與立桿承插盤(pán)扣，連接時(shí)用錘子敲擊連接盤(pán)插銷頂面，確保錘擊自鎖后不拔脫。公司技術(shù)中心2022.7.15孫輝4整體組裝調(diào)試并驗(yàn)證組裝后現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，安裝后安全可靠，抽檢樣本立桿垂直度≤L/500且不大于5mm。變形撓度小于2mm。將裝置各部分組裝后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)操作業(yè)?，F(xiàn)場(chǎng)檢查安全性能。技術(shù)中心2022.7.23李景泉07對(duì)策實(shí)施（1）根據(jù)最佳方案優(yōu)化材料設(shè)計(jì)。采用品茗安全計(jì)算軟件進(jìn)行架體設(shè)計(jì)，并通過(guò)計(jì)算可得到以下結(jié)果：。對(duì)策實(shí)施1、針對(duì)三根立桿“品字形”三角布置的單元組合形式細(xì)化詳細(xì)方案，并設(shè)計(jì)出圖裝置材料一覽表材料項(xiàng)目規(guī)格型號(hào)可調(diào)鋼支撐可調(diào)節(jié)2500mm-3500mm（長(zhǎng)）×48mm（內(nèi)管直徑）×60mm（外管直徑）水平桿厚2.4mm，直徑42mm，長(zhǎng)300mm圓盤(pán)扣60系列盤(pán)扣，八孔。插銷插銷厚度為5mm，材質(zhì)為Q235（2）針對(duì)所得到的模型進(jìn)行受力驗(yàn)算。對(duì)策實(shí)施使用安全計(jì)算軟件針對(duì)不同支撐高度及后澆帶的不同位置進(jìn)行受力計(jì)算。（3）繪制裝置設(shè)計(jì)圖，進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，并進(jìn)行模擬施工，確定最佳施工步驟。對(duì)策實(shí)施小組成員根據(jù)設(shè)計(jì)方案對(duì)裝置各個(gè)部件進(jìn)行CAD圖紙繪制。BIM中心根據(jù)CAD圖紙組織技術(shù)人員進(jìn)行建模模擬施工。（4）根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行方案編制并報(bào)公司總工辦總工程師處審核，經(jīng)審核通過(guò)后組織對(duì)施工工人進(jìn)行技術(shù)交底。對(duì)策實(shí)施小組成員通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算與施工模擬優(yōu)化，以及確定最佳施工工序后，進(jìn)行施工方案的編制，在上報(bào)公司審核同意后。依照方案進(jìn)行對(duì)工人技術(shù)交底，并進(jìn)行考核。

符合要求（1）根據(jù)設(shè)計(jì)方案規(guī)格選購(gòu)鋼支撐材料。2022年7月1日小組成員劉燕京根據(jù)設(shè)計(jì)方案并通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研及比選，確定了材料供應(yīng)廠家。并根據(jù)進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃批量進(jìn)場(chǎng)。對(duì)策實(shí)施2、帶調(diào)節(jié)螺旋的鋼管支撐選購(gòu)（2）鋼支撐材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)材料進(jìn)場(chǎng)后，小組成員組織相關(guān)人員進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)抽檢，共抽查15個(gè)樣本進(jìn)行外觀尺寸及力學(xué)性能的進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)。對(duì)策實(shí)施

對(duì)策實(shí)施

鋼支撐立桿外觀尺寸進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表檢驗(yàn)項(xiàng)目樣本1樣本2樣本3樣本4樣本5樣本6樣本7樣本8樣本9樣本10樣本11樣本12樣本13樣本14樣本15壁厚（±0.2mm）-0.1-0.2﹢0.1-0.10-0.1-0.1-0.2﹢0.2-0.2-0.2-0.100-0.1外徑（±0.5mm）-0.1-0.2﹢0.2-0.30﹢40-0.2﹢40-0.2-0.300-0.3長(zhǎng)度（±5mm）﹢4-2-4-40-1-2﹢1﹢1-30-1﹢3-2-1力學(xué)性能合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格符合要求（1）根據(jù)設(shè)計(jì)方案規(guī)格選購(gòu)水平桿、圓盤(pán)扣、插銷。2022年7月6日小組成員趙旭根據(jù)設(shè)計(jì)方案并通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研及比選，確定了材料供應(yīng)廠家。并根據(jù)進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃批量進(jìn)場(chǎng)。對(duì)策實(shí)施3、立桿與水平桿承插盤(pán)扣連接

（2）圓盤(pán)扣與立桿焊接。并對(duì)加工的25個(gè)樣本進(jìn)行焊接檢查。施工過(guò)程中要求一級(jí)焊工，嚴(yán)格施焊，焊接過(guò)程中避免氣泡、夾渣等通病，做到逐個(gè)檢查。對(duì)加工的15個(gè)樣本進(jìn)行焊接質(zhì)量檢查。對(duì)策實(shí)施

（3）水平桿與立桿承插盤(pán)扣連接時(shí)用錘子敲擊連接盤(pán)插銷頂面，確保錘擊自鎖后不拔脫。端扣接頭與連接盤(pán)的插銷連接錘擊自鎖后不應(yīng)拔脫。搭設(shè)腳手架時(shí)宜采用不小于0.5kg錘子敲擊插銷頂面不少于2次，直至插銷銷緊。銷緊后應(yīng)再次擊打，插銷下沉量不應(yīng)大于3mm。對(duì)策實(shí)施

對(duì)策實(shí)施

符合要求將裝置各部分組裝后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)操作業(yè)，確保安裝后安全可靠，并可周轉(zhuǎn)提升。小組成員通過(guò)車庫(kù)7-15軸交E-F軸后澆帶應(yīng)用新型支撐并進(jìn)行目標(biāo)驗(yàn)證。在支設(shè)模架體系時(shí)，后澆帶獨(dú)立支撐系統(tǒng)隨其他支模架一同搭設(shè)，在后澆帶兩側(cè)均設(shè)立，每側(cè)間距2m，保持與周邊支模系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置。待建筑結(jié)構(gòu)達(dá)到拆模條件時(shí)候，所有周邊模板均拆除，單獨(dú)留置后澆帶獨(dú)立支撐系統(tǒng)。對(duì)策實(shí)施4、整體組裝調(diào)試并驗(yàn)證

符合要求08效果檢查效果檢查1、目標(biāo)檢查本新型后澆帶撐體系裝置有效解決后澆帶獨(dú)立支撐問(wèn)題，防止以往實(shí)際施工時(shí)出現(xiàn)不獨(dú)立搭設(shè)傳統(tǒng)支模架體，而是拆除后回頂架體,偽造獨(dú)立支撐后澆帶的假象，避免了后澆帶兩側(cè)構(gòu)件下沉引起的質(zhì)量事故出現(xiàn)。同時(shí)本支撐系統(tǒng)便于后澆帶兩側(cè)混凝土面剃鑿清理，最后封閉后澆帶時(shí)不存在后澆帶底模內(nèi)有大量垃圾情況，避免了因?yàn)楹鬂矌觇?、清理而出現(xiàn)的將傳統(tǒng)獨(dú)立支模架體拆除后回頂情況；而且不積壓傳統(tǒng)支模體系材料，大大節(jié)省周材使用量和實(shí)用時(shí)間，保障了建筑物內(nèi)通暢的交通。效果檢查新型后澆帶撐體系裝置使用情況檢查表檢驗(yàn)項(xiàng)目樣本1樣本2樣本3樣本4樣本5樣本6樣本7樣本8樣本9樣本10樣本11樣本12樣本13樣本14樣本15平均值垂直度（mm）1112321233121241.9mm變形撓（mm）1111222121221211.47mm允許偏差：立桿垂直度≤L/500且不大于5mm。變形撓度小于2mm。效果檢查所支撐的后澆帶結(jié)構(gòu)沉降變形情況檢驗(yàn)項(xiàng)目樣本1樣本2樣本3樣本4樣本5樣本6樣本7樣本8樣本9樣本10樣本11樣本12樣本13樣本14樣本15平均值懸臂結(jié)構(gòu)沉降值（mm）1111222121121121.4允許偏差：懸臂結(jié)構(gòu)沉降值不大于2mm。效果檢查成本分析表單個(gè)裝置制作人工費(fèi)（元）單個(gè)裝置制作材料費(fèi)（元）單個(gè)裝置制作合計(jì)費(fèi)用周轉(zhuǎn)殘值單個(gè)裝置安裝、拆卸費(fèi)用（元）單個(gè)裝置維護(hù)、保管等其他費(fèi)用每米后澆帶使用裝置數(shù)量每米后澆帶合計(jì)費(fèi)用1、人工單價(jià)300元/工日。2、每制作一個(gè)裝置需用0.3工日。3、人工費(fèi)=300×0.3=90元。單個(gè)裝置材料費(fèi)用為716元。90+716=806元裝置可周轉(zhuǎn)循環(huán)使用，按可10次周轉(zhuǎn)使用考慮。單次使用成本為80.6元1、人工單價(jià)300元/工日。2、每安裝、拆卸一個(gè)裝置需用0.3工日。3、人工費(fèi)=300×0.3=90元。單個(gè)裝置維護(hù)、保管等其他費(fèi)用為20元1、根據(jù)方案每2米后澆帶使用兩個(gè)裝置。2、每米后澆帶折合使用1個(gè)裝置。80.6+90+20=190.6元1、本項(xiàng)目沉降后澆帶610米，溫度后澆帶共966米，共計(jì)1566米。2、合計(jì)：190.61×1566=298495.26元。效果檢查經(jīng)過(guò)SC活動(dòng)，我們研發(fā)出了一種新型后澆帶撐體系裝置。通過(guò)對(duì)裝置的垂直度、變形撓以及后澆帶懸臂結(jié)構(gòu)沉降值的檢測(cè)均滿足安全的要求，且該裝置方便施工基礎(chǔ)上，節(jié)省周材使用量。通過(guò)使用該裝置，將后澆帶將支撐的搭設(shè)成本由使用前的770144元降低到298495.26元，成本降低了61.24%，因此目標(biāo)實(shí)現(xiàn)！效果檢查2、效益分析

（1）活動(dòng)的成功，創(chuàng)優(yōu)領(lǐng)導(dǎo)組和SC小組發(fā)揮了積極作用，體現(xiàn)了我公司先進(jìn)的管理水平和能力，受到了設(shè)計(jì)、建設(shè)、監(jiān)理單位的一致好評(píng)，展示了企業(yè)的綜合實(shí)力，為企業(yè)的發(fā)展拓展了空間，維護(hù)了集團(tuán)公司良好的社會(huì)形象，也為保證工程創(chuàng)優(yōu)作出了積極的貢獻(xiàn)。（2）經(jīng)過(guò)本次活動(dòng)的開(kāi)展，采用的新型后澆帶撐體系裝置降低了成本、保證了安全性能。受到質(zhì)監(jiān)站的表?yè)P(yáng)，并在項(xiàng)目召開(kāi)了觀摩會(huì)，為我公司樹(shù)立了良好的形象。效果檢查

（3）本新型后澆帶撐體系裝置有效解決后澆帶獨(dú)立支撐問(wèn)題，防止以往實(shí)際施工時(shí)出現(xiàn)不獨(dú)立搭設(shè)傳統(tǒng)支模架體，而是拆除后回頂架體,偽造獨(dú)立支撐后澆帶的假象，避免了后澆帶