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中铁十一局集团建安公司武广客专咸宁北站项目部QC小组二0一0年三月中国建筑业协会2010年度QC成果发表材料武广客专咸宁北站站台雨棚钢桁架施工方法研究 目 录一、工程简介 二、小组简介 三、选题理由 四、设定目标及可行性分析 五、提出方案并确定最佳方案 六、制定对策 七、对策实施 八、效果验证 九、巩固措施 十、总结及今后打算 武广客专咸宁北站站台雨棚钢桁架施工方法研究一、工程简介1、工程简介 武广客运专线咸宁北站为中型站，站台雨棚为钻孔桩承台础，钢管立柱分部设置在第五、第六股道外侧，上部采用钢桁架与站台两边钢柱相连，横跨两个中间站台，纵向利用四榀次桁架与主桁架连接，纵横桁架共同组成一个整体稳定的结构体系建设单位：武广铁路客运专线有限责任公司设计单位：武汉市建筑设计院监理单位：北京通达监理公司施工单位：中铁十一局集团建筑安装有限公司图1：咸宁北站无柱雨棚实景2、建筑概况 咸宁北站站台雨棚建筑总长450.30m，横向跨度56.90m，纵向柱距16.80m，建筑高度18.050m，站棚覆盖面积为32086,投影面积29800主次桁架采用空间三角形管桁架结构，主桁架共28榀，次桁共架124榀。

钢柱及钢桁架用钢量为1980吨图2：建成的咸宁北站站台雨棚 根据施工计划并切合实际情况，项目部于2009年3月28日成立了武广客专咸宁北站项目部QC小组，由管理干部、技术骨干等7人组成全体成员均经过全面质量管理培训，学习的时间在90小时以上，经验丰富，技术素质高，详见表1二、小组简介表1：小组成员概况表小组名称武广客专咸宁北站项目部QC小组课题类 型创新型课题 名称武广客专咸宁北站站台雨棚钢桁架施工方法研究成立时间2009年3月28日注册时间2009年4月4日注册编号JA-QC-0903活动时间2009年3月28日2009年5月30日序号姓 名性别年龄 文化程度 技术职称接受TQC教育时间组内职务分工1韩宇琪男30大学工程师90组长全面负责 小组活动2宋树兵男31大专工程师90副组长技术指导3张 军男37大学工程师90组员现场实 施4万春华女32大学工程师90组员质量监控5黄克华男36中专助 工90组员现场实 施6曹 彬男24大学助 工90组员现场实 施7徐世亭男23大学助 工90组员现场实 施8朱 婷女23大学助 工90组员现场实 施兼资料整理制表人：朱婷 日期：2009年4月18日 三、选题理由理由1：咸宁北站工程是我集团公司20082009年度重难点工程项目，质量目标为铁道部和湖北省优质工程。

理由2：咸宁北站站台雨棚位于武广客专武汉至乌龙泉试验段，桁架施工时正线接触网施工完毕并已通电，大跨度钢桁架经现场分节段拼装后利用吊车跨越高压接触网进行起吊，在高空进行对接因此施工难度相当大、施工安全风险非常高理由3：工程工期紧，压力大，质量要求高，施工作业工序多，施工期间处于雨季，同时受联调联试影响，行车期间不能施工，大部分施工作业时间均在夜间 理由4：通过跨越高压接触网进行大跨度钢桁架吊装施工，积累施工经验，培养技术人才，拓宽施工领域综上因素，选定课题：武广客专咸宁北站站台雨棚钢桁架施工方法研究四、设定目标及可行性分析1、设定目标： 质量目标：确保钢桁架安装质量，所有一级焊缝、二级焊缝符合设计及规范要求，桁架整体垂直度和侧向弯曲矢高25mm，工程施工质量一次合格率达到100% 工期目标：合理安排机械设备及施工人员配备，保证工程在55天内完成 质量目标可行性分析： 小组成员具有QC活动经验，理论水平较高，能够根据现场施工环境确认桁架质量主控项目，并能结合主控项目提出、制定合理的技术施工方案及质量控制措施，能够确保质量目标的实现2、目标可行性分析：工期目标可行性分析： 咸宁北站站台雨棚施工难度大，吊装作业受联调联试影响行车时段禁止施工，且施工期间正处于雨季，对施工进度造成了很大的影响。

将大部分拼装工作安排在地面进行，减少临时支撑及起吊、焊接工作量，根据工程数量投入拼装胎架、吊装设备及临时支架、操作人员等在当天调试停止后进行不间断施工，加强安全投入及配备风雨篷确保桁架施工安全及焊接质量，减少返修对工期造成影响经分析：工期目标可行1、提出方案 根据现有钢桁架施工方法，钢桁架与接触网位置关系（如右图）及现场施工环境，小组成员采用头脑风暴法找出桁架施工的几种方法五、提出方案并确定最佳方案方案一：高空多节段拼装 按照深化设计图纸，在桁架下旋搭设临时支撑架及操作平台，利用吊车将节段单元起吊至高空进行拼装此方案拼装节段吨位小，吊装方便，易于操作，起吊过程中容易控制有利于保护接触网及吊装安全但支架搭设工程数量庞大，吊装工作量和高空作业量大，桁架垂直度及水平弯曲度控制存在一定难度，同时严重影响工期和成本方案二：三节段吊 桁架分为三节段吊装，接点设置在距离两端支座净跨长度1/3位置处，与方案一比较，可以减少临时支撑架及操作平台的搭设，减少起吊工作数量和高空作业量，一定程度上可以加快工程进度，节约施工成本，减小安全风险但跨越接触网吊装工作面拥挤，起吊设备停放位置空间受限，施工进度有所影响，如图4。

图4： 桁架三节段吊装施工示意图 方案三：两节段吊装 桁架分为两段吊装，在距离六股道钢柱1/3位置（四股道距二站台边沿2.5m）搭设临时支撑架，利用35t吊车在在二站台起吊短段，利用65t吊车在一站台起吊长段桁架，在高空支撑平台进行对接此方案减少了跨越接触网桁架杆件的转运量，减少了桁架节段起吊工程量及高空作业量，桁架大部分焊接工作在地面进行质量方便控制，同时减少了临时支架对股道的占用，减小了高空作业安全风险，也加快了施工进度，如图5桁架两节段吊装示意图图5 ： 2、施工方案及经济比选 结合施工现场施工环境，对站棚钢桁架工程提出以上三种施工方案比选,详见表2：序号方案施工方法施工安全质量控制工期影响方案结论一多节段吊装施工方法简 单，易于操作高空作业数量大，安全风险高，对股道占用空间大高空焊接点数量多，质量控制难度大 支撑数量庞大，焊接作业量大，施工工期长不合理二三段吊装起吊节段吨位 较小，减少起吊数量高空作业量有所减小，股道占用空间较大，安全风险较大高空作业量较大，质量控制难度较大临时支撑数量较多，施工工期较长较合理三两段吊装起吊节段较长，高空一次对接高空作业量小，安全风险小大部分焊接工作在地面进行，质量易于控制临时支撑数量少，高空作业量小，工期短合理表2：安装方案比选表制表人：朱婷 日期：2009年4月18日 本工程采用两节段吊装方案，与三节段吊装相比，经济效益明显，详如下：(1)减少临时支撑架及型钢平台28套，进出场及租赁费节约 30.8万元；(2)减少吊装节段28段，减少高空焊接量近1/3,吊车台班及人员费用节约14.3万元；(3)减少平板运输车53台班，节约6.4万元；因此，咸宁北站站棚钢桁架采用“两段吊装在高空对接”的方案节约资 金51.5万元。

3、确定最佳方案根据表2：安装方案比选表从施工方法、施工安全、质量、工期、成本及经济效益各方面进行比选，选定方案三为最佳施工方案 根据表2选定方案三进行组织施工桁架构件在工厂加工、预拼装后运输至施工现场，受道路限高、接触网1股道4股道轨道已开始进行试车及现场拼装条件狭窄等因素影响，桁架现场拼装及吊装过程需要解决的细部方案为：桁架构件转运及标识（1）根据设计图纸编号的桁架构件转运至第六股道拼装场，按主桁架编号的各个构件分类堆码，防止构件混淆2）采取有利措施防止转运期间危及接触网安全精确桁架空间定位与拼装精度（1）现场制作胎架，确保胎架的刚度、水平度，根据桁架设计的曲线半径，同时考虑桁架的自身挠度，在檩条、屋面及轻钢龙骨吊顶等恒载作用下需要设置的预拱度等因素进行调节胎架的设置半径2）根据深化设计图纸对构件进行现场放样，并制定出合理的精度控制方案3）合理设置起吊点，防止在吊装过程中桁架因作用点受力产生变形桁架水平运输与站台通道口临时支墩搭设（1）根据桁架节段长度及重量合理选择平板运输车，利用平板运输车将拼装好的桁架节段运输至起吊点2）根据桁架吊装节段重量及选取的起吊设备计算、搭设临时支墩控制桁架焊接工艺及焊接质量 （1）根据桁架母材材质和焊接方式选用焊接材料，确保焊材与母材相匹配； （2）风雨天气做好防风雨措施，确保焊接作业不受风雨影响。

（3）对焊接工人进行质量教育和技能培训，提高质量意识和操作技能 （4）加强桁架焊接质量检测 以上需要解决的细部方案经QC小组讨论认为，采取平滑方式将桁架构件从接触网下方转运至第六道，不受天气和接触网影响，更加不危及接触网安全，在试车结束后可以不间断进行转运，不耽误施工进度，但需要安排专人对构件编号进行分类堆码；桁架水平运输结合桁架长度和重量适当选取平板运输车及通道口处按桁架重量及吊车支腿的支撑半径方便解决认为“精确桁架空间定位与拼装精度、控制桁架焊接工艺及焊接质量”是需要解决的细部方案4.确定施工工艺流程图6：桁架吊装施工流程图整体垂直度、水平弯曲检测合格桁架应力、应变及变形监测桁架构件制作运输临时支撑设置曲线半径设置临时支撑卸载次桁架吊装主桁架高空对接主桁架分段吊装（主次）桁架拼装拼装胎架组拼六、制定对策根据最佳方案需要解决的细部方案，QC小组制定并形成如下对策表：表3：对 策 表要求对 策目 标实施措施负责人完成时间精确桁架空间定位及拼装精度1 调整拼装胎架2 根据设计要求精确定位3 合理设置起吊点满足桁架拼装质量，杆件精确定位，桁架连接节点位置准确，确保拼装精度，桁架在作用点受力情况下起吊不产生变形1根据设计弧线半径，对拼装胎架进行调整，并细化拼装方案，确保拼装质量曹 彬全过程2根据深化设计图纸对 构件进行现场放样，并制定出合理的精度控制方案韩宇琪2009.4.15至2009.4.203根据模型计算桁架重心，合理设置起吊点，利用扁担梁进行起吊宋树兵2009.4.17控制桁架焊接工艺及焊接质量1 控制焊材的购买、存放和发放环节2 增加防风雨措施3 加强专业培训4加强桁架焊接质量检测焊材与构件材质相匹配，焊接质量不受风雨天气影响，满足一级焊缝质 量标准，合格率100%1清除现场不匹配焊材，专人负责焊材的购买和存放，并记录好焊材的收发情况朱 婷全过程2严格控制焊点的风雨防护措施，无风雨防护措施禁止施焊徐世亭全过程3详细技术交底，并邀请电焊 高级技工进行岗前培训，考试合格后持证上岗，跟踪指导。

张 军万春华2009.4.214委托具有检测资质 的单位对现场 一、二级焊缝 全面探伤检测 ，不留缺陷黄克华全过程制表人：朱婷 日期：2009年4月18日 七、对策实施 实实施对对策一：调调整拼装胎架1、根据设计 要求，考虑桁架自身挠度合理设置预拱度；2、根据计算对拼装胎架进行曲线半径设置；3、细化拼装方案到每榀桁架，明确每种跨度桁架的胎架拼装参数4、对拼装每榀桁架按深化设计图纸进 行编号，并做好记录 该过 程由曹彬全程实施图7：调整拼装胎架对对策一实实施效果检查检查 ：经过计算、设置不同跨度桁架预拱度，调整胎架拼装尺寸，确保了桁架的拼装质量，达到了对策一目的实施情况如图8图8：胎架调整及现场拼装实实施对对策二：根据设计设计 要求精确定位1、制定详细 的杆件拼装精度控制方案； 2、根据深化图纸 ，核对每榀桁架杆件尺寸，并对每根杆件节点位置进行放样标识 ；3、对每根杆件进行预拼装，检查 杆件相冠点是否满足节点焊接条件；该工作由韩宇琪组织 QC小组人员制定实施方案，现场 由曹彬负责实 施图9：桁架精确定位图10：桁架拼装精度检查对策二实施效果检查：经过方案制定，现场跟踪实施，杆件定位精确，桁架连接节点位置准确桁架拼装精度满足设计及规范要求。

如图10，现场检查桁架拼装精度实施对策三：合理设置起吊点图11：桁架起吊点设置1、由宋树兵根据设计制作模型，计算桁架重心，并根据重心设置起吊点2、组织工班长及操作人员讲解钢丝绳绑扎要点及注意事项3、确定工序质量负责人，明确跟班作业技术人员进行过程监控 对对策三实实施效果。