2中交第二航务工程局有限公司--提高3号墩钢吊箱定位控制精确度.doc

中交二航局五公司武汉二七长江大桥正桥工程QC小组提高3号墩钢吊箱定位控制精确度中交二航局武汉二七长江正桥钢吊箱施工控制小组一、工程概况武汉二七长江大桥位于武汉长江二桥下游约3.2Km，天兴洲大桥上游约6.7Km处，是武汉市二环线东北段重要组成部分及控制性工程，建成后对缓解武汉市过江交通压力具有十分重要的意义。主桥采用三塔斜拉桥，主跨跨径为616m，是世界最大跨径的三塔斜拉桥；主跨上部结构采用工字梁与混凝土相结合的主梁结构，是世界最大跨度的结合梁桥。3号主墩基础采用高桩承台结构，其中承台平面为矩形截面，截面尺寸为52.5m×30.75m，厚6.0m，四周设置半径为4.5m的圆弧角。承台下设有22根钻孔灌注桩，直径2.8m，桩长约76.0m。3号主墩位于江中深水区，为了实现承台的干施工，采用双壁钢吊箱作为形成挡水结构物，同时作为承台混凝土浇筑时的侧面模板。钢吊箱总体设计见图1。图1 3号墩钢吊箱总体设计图3号墩底节钢吊箱设计尺寸为56.7m×34.95m×16m,设计总重量2568t。本工程施工要求先对钢吊箱进行精确定位，然后利用钢吊箱上下导环所形成的导向架进行钢护筒沉设，再利用钢吊箱内支撑架形成钻孔平台进行钻孔桩施工。钢吊箱精确定位质量直接影响后续钢护筒及桩基平面位置。为此，项目部在施工准备阶段就成立了技术攻关型QC小组。二、小组概况QC小组由项目常务副经理徐斯林担任顾问、项目总工程师陈超华担任组长。共十人组成，详见表1。 小 组 概 况 表 表1序号姓名年龄工龄所在部门职称组 内 职 务小组分工文化程度1徐斯林4119常务副经理高工顾问指导协调本科2陈超华3513总工程师高工组长全面负责研究生3张 涛3310副总工工程师副组长方案策划本科4孙 琦297生产副经理工程师组员现场实施、检查专科5穆清君296工程部助工组员方案策划、实施、记录、总结、成果整理本科6梁胜光273工程部助工组员现场实施、检查本科7袁 泉232工程部技术员组员现场实施、检查技校8陈 亮284质检部助工组员质量检查本科9姜金权4426测量组高级技师组员测量控制高中10黄 华3112安监部安全工程师组员安全管理本科 制表：陈亮 日期：2008年9月三、选题企业精神创 优 要 求施 工 现 状本工程要求创精品工程，目标为鲁班奖。1武汉二七长江大桥正桥工程建设工期紧（2008年10月1日至2010年9月30日），钢吊箱精确定位必须一次性成功。因此对施工工艺、人员素质及质量意识要求较高。2我部大部分技术人员比较年轻，第一次接触大型钢吊箱定位，可积累经验，培养相关人才。3钢吊箱精确定位质量直接影响后续钢护筒及桩基平面位置。选 择 课 题确保3号墩钢吊箱精确定位争科技领先、创管理一流（一）选题理由图2 选题理由 制图：穆清君 制图日期：2008.9确定目标值和可行性分析可行性分析有利因素：1、公司对本工程很重视，在资金、技术、人员等方面给予大力支持，调动了小组积极性；2、项目主要骨干具有丰富的水上施工经验；从公司本部及公司下属各分公司抽调有经验的人员组成专家组常驻项目部，进行指导。不利因素：工期紧，质量要求高。结论：根据公司以往类似工程的轴线偏位±50mm，垂直度在1/200以内施工成果，QC小组成员团结协作，一致努力，相信在专家组的指导下，本次课题目标可以实现。确定目标值1大型钢吊箱围堰精确定位一次性成功，质量满足轴线偏位±30mm，垂直度在1/500 以内。2大型钢吊箱精确定位施工过程中，安全、质量事故频数为零。（二）确定目标和可行性分析 图3 可行性目标分析图制图：穆清君 制图日期：2008.9四、小组活动情况小组类型：攻关型小组活动注册号：EHW08-10本次活动时间：2008年9月2009年1月小组活动次数：9次活动阶段主 要 活 动 内 容活动时间活动次数出席人次出勤率（%）P选定课题、现状调查、原因分析、制定对策2008.92008.1032996.7D根据实施计划、认真实施2008.102009.143997.5C根据实施结果，进行综合分析、确认效果2009.1110100A巩固、总结与展望2009.1110100小 计9次8897.8 制表人：穆清君 日期：2009.1（一）现状调查根据QC小组对武汉军山长江大桥钢围堰、江苏泰州长江大桥钢沉井等长江沿线特大桥梁等工程中水中墩挡水结构精确定位质量问题的调查，发现影响挡水结构定位质量各工艺系数见表2。QC小组成员对收回102条信息,进行整理、分析，共归纳出4大类问题，做出调查表见表3。 工 艺 影 响 系 数 表 表2程工响影 工称名数系称名序武汉军山长江大桥江苏泰州长江大桥小计定位结构变形415锚缆变形224系缆点布置位置123施加应力的大小控制224水流力及波浪力134钢围堰加工质量112 制表：穆清君 日期：2008年9月调 查 表 表3序号检查项目频数累计频数累计频率1平面位置轴线偏差5858572垂直度2583813扭转1194924高程81021005合计102制 表 人：穆清君 时间：2008年9月根据调查结果，绘制排列图（见图4） 图4 排列图制图：穆清君 时间2008年9月（二）原因分析从排列图中可看出平面位置轴线偏差和垂直度为影响钢吊箱精确定位主要质量缺陷。为此，QC小组结合对泰州大桥钢沉井精确定位和武汉军山长江大桥钢围堰精确定位进行系统分析，并绘制成关联图，得出9条末端原因（末端原因以 标识）。 定位锚固结构产生位移操作者质量意识淡薄、检查不到位加工轴线偏差锚缆变形卷扬机数量不足施加拉力不足轴线位置偏差超标拉力控制水流力、风力施加拉力不均系缆点位置不合理测量放线仪器存在问题垂直度差夹壁仓渗漏水导致荷载不均加工钢吊箱侧面与顶板不垂直顶平台加载不均片面追求进度、质量意识不强操作者质量意识淡薄、检查不到位缺少培训图5钢围堰轴线偏位、垂直度质量问题分析关联图 制图：穆清君 时间:2008年9月（三）要因确认我们QC小组通过调查分析、认真讨论等方法，对以上9个末端原因进行了要因确认。 要因确认表 表4序号末端原因分析论证确认方法参加人员结论1操作者质量意识淡薄、检查不到位项目部高度重视质量管理，钢吊箱下水前对其进行全面检查，结构尺寸符合设计及规范要求。现场调查全体人员非要因2缺少培训、教育操作人员水平参差不齐，通过对所有QC小组成员及60名参与护筒沉放施工操作人员的施工质量指标检查，还有20人未能了解沉放施工应达到的质量目标,必须增强管理意识，制定培训、教育计划，落实岗位责任制，此困难必须重点解决。调查分析全体人员要 因3水流力、风力现场水流流速不足1.0m/s，可选择无风或风速较小的天气施工资料审查技术人员非要因4测量仪器存在问题定期进行仪器检验，现场进行复检现场调查技术人员非要因5系缆点位置不合理系缆点位置的合理性直接影响钢吊箱的平面位置和垂直度,定位结构在定位过程中产生位移易超出标准偏差5mm.调查分析技术人员要 因6拉力大小控制卷扬机应力控制直接影响锚缆的变形大小,卷扬机的规格数量不满足钢吊箱在深水中的定位要求现场调查技术人员要 因7卷扬机数量不足卷扬机施加的拉力直接关系钢围堰锚固是否稳固现场调查技术人员非要因8锚缆变形锚缆采用钢丝绳，属于柔性材料，锚缆的长短直接关系锚缆变形的大小现场测试全体人员要 因9锚固结构位移定位墩方案中锚墩结构依靠钢管桩锚固力受力，为刚性结构，位移变形较小；定位船方案采用锚锭结构受力，柔性结构，位移变形较大现场调查全体人员要 因制图：穆清君 时间:2008年9月（四）制订对策2008年9月小组根据5W1H原则针对确认的5条要因，运用头脑风暴法，发动施工员、质检员、班组长，从多角度提出各种对策，并由穆清君做了认真的记录。2008年10月初小组召开座谈会，讨论、分析收集到的各种对策，最后小组成员意见一致，把切实有效的对策确定下来，并制订出如下对策表（见表5）： 制定对策 表5序号要因对策目标对策措施执行者完成时间1缺少培训教育加强培训、教育增强质量意识，掌握TQC基本知识,培训考试合格率100%.对现场管理人员及操作人班组进行全面的质量意识教育，重申各自职责。加强现场质量监督检查，发现问题及时调整，不留隐患。开展承包责任制活动，月底根据完成情况进行奖惩。徐斯林陈超华全 过 程 2定位结构位 移采用锚墩系统确保定位结构在定位过程中产生位移5mm由专业设计院对锚墩结构进行设计计算，现场严格按照设计图纸进行施工。孙 琦穆清君梁胜光陈 亮2008年 10月3卷扬机应力大小控制严格按照计算结构配置卷扬机卷扬机的规格数量满足钢吊箱在深水中的定位要求对钢吊箱在深水中受力进行详细计算分析，根据计算结果确定卷扬机规格和数量。制定操作规程，严格按照规程进行操作。在每套滑车组末端安装拉压式传感器，利用电脑软件实时采集卷扬机受力数据。张 涛 穆清君梁胜光袁 泉全过程4锚缆变 形减小锚缆长度减小锚缆变形综合考虑河流冲刷及钢吊箱定位情况，确定上游锚墩到钢吊箱净距70m，下游锚墩到钢吊箱净距1.5m。徐斯林陈超华2008年10月5系缆点位置不合 理合理设置系缆点确保系缆点受力合理根据计算受力结果及系缆点在调位中的功能确定系缆点位置、数量。根据系缆点的功能及位置不同采用不同结构形式，对其进行专门设计。张 涛 穆清君2008年11月制表：穆清君 时间:2008年10月（五）对策实施 根据制定的对策，组织实施如下：实施一加强培训、教育，提高职工和协作单位的质量意识和业务水平1 钢吊箱精确定位前，由徐斯林、陈超华利用晚上休息时间对全体职工及协作单位进行TQC教育，并组织学习、讨论，每次学习出勤率高于90%，提高参加施工人员的质量意识。图6 TQC教育大会2 由张涛负责按照BGB/T19001-2000-ISO9001：2000标准制定工作责任网络，明确分工和职责。3 由陈亮负责加强现场监督、检查、确保施工过程规范。4由陈超华负责组织开展承包制活动，月底根据安全、质量、进度等方面对每位员工分别进行综合考评，与个人薪酬挂钩。结果：通过对现场管理人员、操作人员进行培训、教育和资质评定，提高了施工人员的素质,培训考试合格率100%.。实施二 加强结构刚度，减小结构位移，确保结构位移在5mm以内 1 由张涛负责联系专业设计院进行锚墩结构设计计算，确保锚墩受力结构的刚度。2 由孙琦、穆清君、梁胜光负责现场严格按照设计图纸及规范要求进行施工，确保结构质量合格。3 由陈亮负责施工过程中进行质量检查。 图7 上游锚墩结构 图8 下游锚墩结构结果：通过上述措施，锚墩施工质量监理验收一次性通过，在钢吊箱定位过程中锚墩结构位移3mm，达到预期目标。实施三 合理配置卷扬机，确保其数量和规格满足钢吊箱在深水中定位受力要求1由穆清君负责计算钢吊箱在深水中所受水流力及风荷载等外界荷载，并根据外界荷载大小及施工工艺合理布设上、下游锚墩卷扬机的规格和数量。2 由梁胜光、袁泉负责编制卷扬机操作规程。3 由黄华负责落实卷扬机操作严格按照操作规程进行。 图9 滑车组系统 图10 CS-28型拉力传感器4 由穆清君负责联系武汉港湾设计研究院桥隧检测中心，在每套滑车组末端安装CS-28型拉力传感器，通过电脑软件实时采集卷扬机施加应力数据。结果：通过实时观测各台卷扬机拉应力情况，确保在每台卷扬机在各自额定应力范围内，使得钢吊箱在深水中精确定位。实施四 合理确定锚墩位置，缩短锚缆长度，减小因锚缆变形1由陈超华负责委托南京水利科学研究院进行主桥墩基础施工期冲刷试验研究，提供的主桥墩基础施工期冲刷试验研究报告。2由徐斯林、陈超华负责联系专家组，根据主桥墩基础施工期冲刷试验研究报告确定上游锚墩到钢吊箱净距70m，下游锚墩到钢吊箱净距1.5m。3 由孙琦负责钢吊箱精确定位过程中，锚缆尽可能的拉直，减小锚缆变形对钢吊箱精确定位的影响。 结果：钢吊箱精确定位时锚缆受力均匀，减小锚缆柔性变形。 图11 精确定位后的锚缆根根如“弦”实施五 合理布置系缆点的位置，根据其功能采取相应的结构形式，并进行专门设计 1 由张涛、穆清君负责根据钢吊箱在深水中定位时受力状态，合理布置系缆点。 2 由张涛、穆清君负责根据系缆点的功能、位置及方便后续工作确定其结构形式。3由穆清君负责联系武汉港湾设计研究院桥隧检测中心，在每个系缆点背面安装YZC-516智能型点焊式应变计，通过电脑软件实时采集卷扬机施加应力数据，检测系缆点受力，确保系缆点结构安全。系缆点数量及结构形式一览表 表6系缆点名称主上拉缆主下拉缆边锚上拉缆边锚下拉缆交叉缆上锚墩下锚墩上锚墩下锚墩上锚墩下锚墩上锚墩下锚墩上锚墩下锚墩系缆点数量44222222系缆点结构类型A型A型A型A型A型B型B型A型采用B型的原因防止A型结构割锚缆钢丝绳；采用A型的原因方便锚缆拆除工作制表：穆清君 时间:2008年10月图12 B型系缆结构 图13 A型系缆结构 图14 YZC-516智能型应变计图15 系缆点布置图制图：穆清君 时间:2008年10月结果：钢吊箱定位过程中，系缆点结构安全，形式合理，保证钢吊箱快速、准确定位。（六） 效果检查1、质量效果通过本次QC小组活动，影响钢吊箱精确定位施工质量的主要因素得到控制，取得了钢吊箱定位精度比预期目标更好的结果。详见表7、图16。 3号墩钢吊箱精确定位精度对照表 表7招标文件规定精度活动目标精度活动后实际精度轴线偏差垂直度轴线偏差垂直度最大轴线偏差垂直度±20cm垂直度1±3.0cm垂直度0.2±1.1cm垂直度0.03制表：穆清君 复核：姜金权 日期：2009年1月图16 3号墩钢吊箱定位测量结果2、技术效果钢吊箱精确定位后经监理检查确认合格，并且精度比招标文件要求高，达到了公司创优要求；钢吊箱精确定位一次性成功，为整座大桥施工奠定了良好的基础，小组成员掌握了大型钢围堰精确定位施工注意的要点及操作程序，同时，总结出一套技术、质量管理成果，增强了质量意识，提高了分析问题和解决问题的能力。小组成员对开展活动前后的综合能力进行了对比测评，其评定结果见表8。 综合能力对比评定表 表8序号项目活动前活动后结论1创新意识45提高2管理能力34提高3团队精神45提高4业务水平24有较大提高5质量意识35提高制表：穆清君 2009年1月3、社会效果采用锚墩定位系统定位大型钢围堰减少了锚缆系统的使用量，最大程度地减小了对航道的影响，同时上下游锚墩还可以作为施工平台，受到建设单位、监理单位、海事部门等社会各界的一致好评，为企业树立了良好的社会形象。五、巩固措施和下一步打算本次大型钢吊箱高精度定位一次性成功，为中国桥梁基础建设史画上浓重的一笔，该成果具有很高推广价值，小组成员通过回顾总结，正在对实施方案进一步整理，准备形成锚墩定位系统对大型钢围堰定位施工作业指导书，为同类型工程施工提供指导。回顾整个活动过程，虽然取得了一定的成绩，但我们不能满足现状。武汉二七长江大桥今后将面对205m高的混凝土索塔施工和大跨径钢混结合梁的安装，施工过程中会不断出现新的问题，我们QC小组下一步将选择有针对性的课题进行活动，以改进质量、降低消耗、提高人的素质和增加经济效益为目的，继续开展QC小组活动。第 14 页 共 14 页