创新大跨度钢梁组安装新方法

中国新兴建设开发总公司  曲晓南QC小组

中国新兴建设开发总公司

曲晓南  QC小组 

    发布人：白永霞

    2015年5月

创新大跨度钢梁组安装新方法

中国新兴建设开发总公司  曲晓南QC小组

一、小组简介

QC小组概况表

二、工程概况

    本次QC小组活动所在的工程是中航技研发展示中心工程。具体针对的部位是拉索幕墙的四根大跨度钢梁。

钢梁安装位置示意图

      钢梁为箱型截面：□1200x750x40  跨度27米，单根重35吨。同一竖直面共四根，我们称之为“钢梁组”

三、课题选择

塔吊起重能力只有8吨，无法直接吊装。

   场地条件示意图

      在此情况下，传统的解决方案是采用大吨位的汽车吊或履带吊。经核算，需要250吨履带吊。

履带吊吊装模拟图

采用大型履带吊吊装成本统计如下：

传统方案成本统计表

    采用传统方案成本非常高，我们就此开展QC小组活动，希望创新方法，降低成本。

确定课题为：创新大跨度钢梁组安装新方法

四、目标设定

    传统方案成本为21.56万元，确定活动目标为：新方法的安装成本比传统方法降低30%，即小于15.1万 .

可行性分析：

    该项活动得到了公司及各单位的大力支持，小组成员基础知识好，解决问题经验丰富。

该工程中，大型机械使用费用占整个施工费用的60%，通过创新适当方法，寻找大型机械的替代方法，使总费用降低30%不是难题

五、提出方案并确定最佳方案

     小组人员采用头脑风暴法，多次讨论，提出多种方案，从中选取三种方案详细对比

新方案一：高空斜拉散拼法

（1）安装两端钢梁，倒链斜拉固定。   （2）安装第三、四段钢梁 ，斜拉固定。

（2）安装第三、四段钢梁 ，并用倒链斜拉固定。   （3）安装中间段钢梁。

场地条件示意图

优点：该方法利用现场塔吊即可完成，不需增加大型机械

缺点：高空作业风险极高，影响下方施工安全。

案一 成本分析表：

新方案二：利用液压千斤顶逐根提升

     在上部已经完成结构上设置液压千斤顶。钢梁地面拼装，逐根提升就位。

逐根提升示意图

优点：钢梁地面拼接，风险小。单根提升，提升重量较小。

缺点：提升次数较多，每提升一次后千斤顶需要重新穿入钢绞线，再次安装，重复工作量大。

方案二成本分析表：

新方案三：四根钢梁同时提升，依次就位。

在已经安装的桁架上设置液压千斤顶，同时提升四根钢梁，由下向上依次就位。

优点：钢梁地面拼接，安全风险较小。只需一次提升。

缺点：提升重量达140吨，比较大。

方案三成本分析表：

新方案综合比选：新方案一安全风险大，施工成本大。新方案二、方案三地面拼装，安全风险较小。而方案三相对方案二提升次数大大减少，虽然提升重量大，但提升技术成熟，且成本最少。最终选择新方案三。

三种方案比选表

新方案细节优化：

对下图中的部分末端环节进行了优化。

优化（1）－吊索连接设计

方法一：串联连接

采用串联方式，顶层钢丝绳需承受下面三根钢梁的重量，经过核算需要Φ65直径钢丝绳。 钢丝绳需要单独采购。 

方法二：并联连接

     利用第一根钢梁作为扁担梁，其他钢梁分别通过吊索与其连接，所需钢丝绳规格大大降低，利用现场已有的Φ25mm钢丝绳即可满足要求。

优化（2）－吊耳设计

本工程吊装用吊耳，在构件两侧，以抗剪抗弯为主。

吊耳受力简图

    根据传统吊耳的样式设计，需要40mm厚钢板，300mm全熔透焊缝长度。经过小组讨论，增加托板，吊耳焊缝承受剪力，托板承受拉力，防止焊缝端部撕裂，尺寸缩小，安全储备提高。

吊耳优化过程

       吊耳优化后三维模型图

小组对吊耳结构受力进行了验算

优化（3）－上吊点的设计

    小组对上吊点提出两种方案，并针对两种方案进行了优缺点对比分析。最终确定采用单千斤顶方案。

优化（4）－下吊点的设计

    下吊点采用箱型截面，再中间隔板开孔。

（5）动力设备选择

    利用本项目自有设备，液压千斤顶额定起重量200吨， 提升荷载是140t/2=70t    安全系数：200/70= 2.85  符合要求。

六、制定对策

     针对选中的新方案，我们采用系统图方式列出了详细的实施环节。并按照5W1H原则制定了对策表。

方案系统图

对策表

第一根钢梁上的吊耳                    其他钢梁吊耳

按既定方案连接好下面三根钢梁的吊索。

试提升就是将所有钢梁提升脱离胎架，静置24小时，检查所有提升设备是否正常，确认正常后继续提升。

八、效果检查和效益分析 

    通过本次QC活动，创新了一种多根大跨度钢梁安装的新方法，成本大大降低。既提高了小组创新能力，扩展小组的创新思维，也激发了大家的创新热情。小组后续在工信部327工程中将继续开展活动，初步确定课题为《提高劲性柱安装一次合格率》。