QC小组活动高空采光顶施工悬索操作平台施工创新.docx
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QC小组活动高空采光顶施工悬索操作平台施工创新
高空采光顶施工悬索操作平台施工创新
东亚装饰股份有限公司
山东大学青岛校区博物馆工程幕墙创新QC小组
一、工程概况
山大博物馆玻璃总建筑面积40800.87平方米，地上建筑面积27981.63平方米。
地上六层，地下一层。
其中幕墙总面积约4500平方米，石材幕墙约15000平方米，铜板幕墙约1000平方米。
所处建筑气候分区为寒冷地区，建筑耐火等级为一级。
幕墙结构使用年限25年，起始高度0.7米，最高标高约42米。
图1-1效果图
山大博物馆主楼采光顶，标高32.3米，长度*宽度为17.6*17.6米。
主楼二层标高4.8米，采光顶距离二层地面净高度为27.5米。
采光顶采用Q345BH型钢结构骨架，钢梁净高750mm,室内侧龙骨吊顶采用3mm厚铝单板装饰。
铝单板安装需要在室内侧进行安装。
安装需搭设操作平台，操作平台净高度高达26米。
此次课题针对性解决现场安装平台施工。
图1-2现场图纸图1-3CAD剖面
二、小组概况
小组概况表2-1
小组名称
东亚装饰股份有限公司山东大学青岛校区博物馆工程幕墙创新QC小组
活动课题
高空采光顶施工悬索操作平台施工创新
成立时间
2015年8月15日
活动时间
2015年8月—2016年1月
活动频率
每月4次，每次不少于2小时
出勤率
96%
课题类型
创新型
注册编号
DYZS-001
序号
姓名
性别
技术等级
文化程度
组内职务
小组分工
1
阎波
男
高级工程师
本科
组长
技术指导、组织协调
2
吴金刚
男
工程师
大专
副组长
技术顾问、现场负责
3
陈效雷
男
工程师
本科
组员
技术指导
4
王玉波
男
助理工程师
本科
组员
技术指导
5
戚汉军
男
工程师
本科
组员
组织协调
6
殷相栋
男
工程师
本科
组员
项目实施
7
孙文卿
男
工程师
专科
组员
项目实施
制表人：
王玉波制表时间：
2015年8月
QC小组活动计划表2-2
序号
实施项目
2015年-2016年
8月
9月
10月
11月
12月
1月
1
选定课题
2
设定目标
3
提出各种方案并确定最隹方案
4
制定对策表
5
对策实施
6
效果检查
7
巩固措施
8
总结及今后打算
制表人：
王玉波制表时间：
2015年8月
三、选题理由
四、设定目标
为满足甲方工期要求，保质保量的前提下完成采光顶安装。
能否保证室内侧铝板及时有效的安装成为关键节点。
采取何种方式的操作平台可以在保证安全性、及时性、经济性的前提下完成操作平台的安装是本次课题的主要目标。
图4-1现场主体结构图4-2效果图
5、可行性分析
图5-1内天井现场图5-2cad图纸
1、内天井周圈有高度为2.2米的女儿墙结构，女儿墙顶梁与底梁为混凝土结构。
2、女儿墙周圈有3米宽的回廊。
可以提供施工平台。
3、内天井距离二层层板净高27.5米。
内侧无结构梁等施工平面。
4、根据现场情况可以采用在内廷增设满堂脚手架，搭设长木板铺设操作平台。
5、采光顶女儿墙及回廊的混凝土结构可以为施工平台提供受力点。
六、提出各种方案并确定最佳方案
根据现场情况，小组纷纷提出如下施工方案:
方案对比表表6-1
序号
方案名称
关键技术
优点
缺点
工程量
完成费用
工时
评价结果
1
满堂支撑架方案
在内天井内部搭设满堂支撑架，从二层楼梯塔台开始安装
施工方便危险性低
需对塔台下进行加固，增加了措施费用；搭设时间较长；满堂架措施费偏高
27.5米*17.6米*17.6米*13元/立方米
约15万
10D
可选用技术成熟
2
高空采光顶施工悬索操作平台
钢丝绳承载能力校核
施工速度快
施工方便
危险性低
成本低
需要进行载荷验证，之前未使用过。
17.6米*32道
2.5万
5D
优先选用
3
倒挂脚手架
倒挂力学计算。
操作平台承载点需从钢梁处下反
施工速度较快
倒挂脚手架安装需要在采光顶钢梁吊装满焊完成后才能进行。
拉结点从钢梁上下反，受力杆组位于安装空间内，影响安装。
专用导轨安装、篮筐租赁
5万
10D
不宜选用
4
倒挂篮筐
篮筐可以在操作面内平移
施工速度较快危险性高
篮筐需要根据安装进行进行移动，需搭设专用轨道。
成本高。
安全系数低。
篮筐租赁
5万
10D
不宜选用
制表人：
陈效雷制表时间：
2015年9月
通过横向对比经济效益与安装工时，高空采光顶施工悬索操作平台宜优先选用。
图6-1专家组室内论证
高空采光顶施工悬索操作平台示意：
利用SAP2000强大的综合分析功能，将静力分析、地震动输入、动力分析及Push-over分
析，一次性运行模拟，综合输出分析结果。
图6-2绳索模型图6-3绳索实体
7、制定对策
序号
重点难点
对策（what）
目标（why）
措施（how）
地点（where）
责任人（who）
完成时间（when）
1
施工方案深化设计
1、确定钢丝绳直径，布置间距。
2、确定拉结点样式
确保方案操作性强
1、利用SAP2000有限元软件进行结构分析仿真模拟。
2、考虑钢丝绳拉紧力加载方式。
3、校核承载能力
现场、办公室、设计院
阎波、吴金刚、王玉波
2015年9月30日
2
施工方案最终确定
对方案进行合理的优化
支撑体系承载力满足施工要求
经公司技术中心审查并邀请专家组论证。
现场办公室
阎波、陈效雷
2015年12月29日
3
方案实施
严格安装施工方案进行施工
满足质量、工期要求
对方案进行详细交底，确保按照既定方案实施
施工现场
殷相栋、孙文卿
2015年1月5日
4
方案效果监测
现场对操作平台方案进行滑动校核
不发生松动，结构可靠
对拉结点进行标记，使用前进行试载。
施工现场
戚汉军、王玉波
2015年1月10日
制定对策表7-1
制表人：
吴金刚制表时间：
2015年10月
八、对策实施
（一）施工方案深化设计
1、根据现场尺寸使用SAP2000建模模拟，按照间距1米进行布置。
图8-1建模模型
自重加载：
节点荷载为0.5kPa*1m*1m=0.5kN
活动荷载加载：
节点荷载为1.5kPa*1m*1m=1.5kN
图8-2系数设置
1、计算材料属性
图8-3截面系数设置
2、计算截面属性
图8-4预应力加载
3、预应力施加
图8-5内力计算
4、计算内力
图8-6挠度计算
5、挠度计算
单根钢绞线的设计力为90kN，大于计算值85kN总体安全。
端部根据化学螺栓参数，M20的化学螺栓抗拔设计值为50KN,当两个化学螺栓间距大于200时，砼强度大于C30就满足要求，现场砼梁强度大于C30，满足要求。
经计算最大挠度达678mm，针对挠度过大采取在均分处增加反向拉结点进行辅助支撑。
图8-7应力分布
（2）施工方案试实施
（3）
马鞍扣
化学锚栓
M20*260mm
图8-8拉结节点
1、四周施工面清理完成后在其砼板采用直径24的电锤进行打孔，打孔时将电锤向采光顶外侧倾斜5-10度使钻头与地面成80度角。
2、按照幕墙埋板孔的清理方法进行清理安装。
化学锚栓布置间距为1m，每个化学锚栓的牵引拉力2700kg。
3、每端至少固定三个马鞍扣，前两个相距不能大于50mm，最后一个距倒数第二个间距不能小于100mm且中间预留观察弓，方便现场巡视人员观察马鞍扣十分松动。
马鞍扣安装时鞍口背朝主受力绳。
图8-9马鞍扣示意图
图8-10钢丝绳拉筋过程
现场钢丝绳按照保守安装，采用间距750mm，密集布置。
钢丝绳的另一端采用紧绳器将钢丝绳拉紧（紧绳器用钢丝绳固定在最近的混凝土结构柱上），钢丝绳拉紧后将其缠绕在最近的化学锚栓上，用马鞍扣固定。
化学锚栓布置完毕后，进行钢丝网的张拉。
使用3T倒链对钢丝绳进行交叉拉结，在南北、东西方向进行张拉钢丝绳。
反向支撑
图8-11安全防护绳图8-12反向支撑、安全平网
1、采光顶钢桁架南北方向张拉钢丝绳，并固定牢靠，供工人悬挂安全带使用。
2、在脚手板铺设前，钢丝绳网格内先铺设安全平网，并与钢丝绳有效固定，以保障工人施工安全。
3、安全平网铺设紧固完成后，在其上方满铺长4m，宽0.25m，厚5cm的脚手架板。
南北方向由一端向另一端依次铺设，形成人行通道，每块脚手架板用尼龙绳绑扎固定到钢丝绳网格上，两块脚手架板接头处搭接20cm，用三道尼龙绳绑扎，以防止侧滑，东西方向并排木板间用尼龙绳固定。
图8-13密目网
（三）施工方案论证
图8-14专家现场论证
采光顶试安装完成后，邀请专家组进行现场指导论证，专家组提出宝贵意见。
并通过方案审核。
图8-15专家意见
（4）施工方案荷载效果校核
图8-16荷载校核节点
在钢丝绳拉结点处做标记记号，荷载完成后进行查看，观察是否发生松动。
图8-17荷载现场
根据专家组建议进行操作平台荷载试运行。
通过加载500kg重物，进行荷载试验。
经过一个工作日后检查拉结点未发现明显错位。
经增加反向支撑，钢丝绳忘局部下
陷尺寸为20CM。
不影响使用。
根据现场实际操作情况，每次一组，每组两人操作。
动荷载控制在200kg内，安全系
数为25倍。
不会超载。
九、效果评估
按照专家意见，每批次使用人数控制在2人进行安装。
工人可以有效进行铝板安装。
使用过程中，对工作平面进行立体封闭，悬挂防高空坠物表示牌。
图9-1现场防护
十、标准化、巩固提高
1、每日使用前对操作平台进行检查。
检查拉结点有无松动。
2、板子移动后需重新进行加固，满足施工组织设计要求。
3、经研究做法，巩固提高形成工法，编制企业内部标准，为今后工程提供施工标准。
图10-1检测点
图10-2拉结点检查记录
图10-3现场安装效果图
通过交付使用后，采光顶平台如期完成安装施工。
操作平台安装过程用时5天，材料及安装费用2.5万元，与满堂脚手架方案对比节省成本约12.5万元整。
节省工时5天。
综合效益较好。
获得甲方单位好评。
十一、总结与下一步打算
通过开展QC活动，小组成员在团队精神、质量意识、创新进取精神方面取得了进步。
我们将保持积极的态度，将QC意识融入到接下来的工作中去。
以同样的方式对镂空铜板幕墙进行分析研究。
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