024-江苏扬建集团有限公司会议室改造工程QC小组.ppt
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托梁抽柱技术创新江苏扬建集团会议室改造工程QC小组2008年度QC小组活动成果发布江苏扬建集团有限公司2007.12.26目录o一工程概况o二小组概括o三计划(PLAN)o四执行(DO)o五检查(CHECK)o六处理(ACTION)一工程概况o江苏扬建集团有限公司办公楼为七层钢筋混凝土框架结构,地下室底板为筏板结构,顶层为大型会议室(平面图),室内两根600600框架柱(如图)不仅影响了会议室内使用空间、妨碍视线,且不利于会议形式调整,因此集团公司决定拆除会议室内中间两根框架柱。
o屋面北面一排柱均为梁上柱,不可作为框架梁的支承柱,只有沿纵向设计。
纵向一跨柱距为7.6m,取消中间两柱后,大梁跨度为22.8m。
梁西端为出屋面柱头,东端为电梯机房框架柱。
o办公楼南面为草坪,草坪下为消防水池,北面临盐阜西路,底层为上岛咖啡馆,六楼为公司领导办公层,要求在不影响正常工作和营业的情况下完成抽柱改造任务。
一工程概况目录前页会议室平面图会议室平面图二小组概况小组情况表小组名称江苏扬建集团会议室改造工程QC小组成立时间2007年4月课题名称托梁抽柱技术创新活动时间2007年4月2007年8月小组类型创新型受QC教育时间平均达50学时小组注册编号YJQC06-2007课题注册编号YJQCKT06-2007二小组概况序号姓名性别学历职称职务组内职务1邹厚存男硕士高级工程师公司总工程师技术顾问2郭护男大专高级工程师公司质量保证部部长技术顾问3祝寿均男本科高级工程师公司工程技术部部长组长4朱政男本科高级工程师项目经理副组长5张迎春女本科高级工程师工程技术部组员6圣如才男高中助理工程师现场施工负责组员7鲍陆林男本科助理工程师项目工程师组员8王亚文男大专助理经济师材料员组员9刘安明男大专助理工程师砼工长组员10王顺喜男高中技术员质检员组员小组成员简介三计划o1、课题选择
(1)问题的提出在大楼正常使用中进行抽柱施工,必须确保各方面安全,抽柱后必须确保屋面工程质量。
要求尽量较少对原有装潢及屋面设施的破坏,降低造价,将造价控制在20万以内。
为了不影响会议室的使用,公司要求工期尽可能的短,以保证公司的日常活动。
造价要求质安要求工期要求公司要求为了改善会议室的使用功能,集团公司要求抽柱改造势在必行。
没有成熟的施工经验和借鉴,通过这次QC活动积累经验,拟形成内部工法。
工艺要求要求在不影响大楼正常办公和咖啡馆营业的情况下去掉屋面2根柱,且施工过程中对周边环境不产生不利影响。
环境要求三计划
(2)课题的确定为此,本QC小组确定的课题为:
托梁抽柱技术创新托梁抽柱技术创新三计划o2、设定目标
(1)目标确定1、抽柱后大梁挠度满足混凝土结构设计规范不大于l0/400;(为不影响原装潢跨度以7.6米计算)约19mm;2、会议室要求在2007年8月1日前使用;3、造价控制在20万以内。
目目标标目标值目标值保证大楼正常办公和营业,拆柱成功,缩短工期,降低成本。
三计划
(1)目标可行性分析有有利利条条件件集团公司领导对本工程十分重视,给予技术与财力、物力的支持;并由总工程师亲自负责该项目。
请东南大学土木工程学院的专家教授进行设计指导。
小组成员素质高且经验丰富,有多人是多次参加QC小组活动并取得成效的人员,有较强的创新、攻关能力和团结务实的精神。
三计划不不利利条条件件首次进行这类工程的施工,施工人员缺乏相关经验。
工艺创新,施工过程中可能会遇到难以预计的问题。
(33)结论)结论综合目标执行的有利条件和不利条件,我们认为,通过开展QC小组活动,可以克服不利因素,充分利用有利条件,使目标得以完成。
因此,结论为目标可行目标可行目标可行性分析三计划o3提出方案和确定最佳方案(11)提出各种方案)提出各种方案小组成员通过“头脑风暴法”集思广益,提出三种方案:
方案一、钢梁悬吊法方案二、型钢混凝土组合大梁换梁法;方案三、预应力钢筋混凝土托梁抽柱法;针对以上三种方案,小组成员通过专家咨询、资料检索等方式,从技术的可行性、经济的合理性、预期效果、工期等方面进行分析论证,见下表(方案选定表)。
方案方式方案1方案2方案3设计方案钢梁悬吊法:
在原有屋面上被加固梁上方,增加一钢梁,利用大螺杆悬吊的方法吊住需加固的梁;型钢混凝土组合梁换梁法预应力钢筋混凝土托梁抽柱法:
用预应力钢筋混凝土大梁代替原有框架梁;技术可行性力学设计上是可行的,但钢梁的吊装需大吨位吊车,需从外地租借,且由于是加固工程,现场没有办法进入和停放大吨位吊车和运输车,施工上很难实现;强度设计上可行,在原有梁上部浇制组合梁,利用箍筋拉住原混凝土梁,浇筑混凝土后凿除原框架柱。
预应力混凝土技术是一项成熟技术,而且由东南大学华东预应力中心设计,技术实力可靠;经济合理性从外地租借大吊车费用高,钢结构后期维护费用高;施工时工艺复杂,考虑挠度要求梁设计很大,费用较高;预应力钢筋混凝土梁,工艺成熟,无特殊工艺,费用相对较低;施工安全在大楼正常使用情况下,在人员活动区域进行大吨位吊装施工,有安全隐患。
有较大吨位的吊装作业,有安全隐患。
没有大吨位吊装作业,安全性较高。
预期效果后期必须加强钢结构的维护;大梁很高,工艺复杂,预期效果不佳;预应力技术强度能够满足要求,更重要的是挠度可控制在目标范围内。
施工工期需考虑从外地租借大吨位吊车,工期的不确定因素多;工期能满足要求;无特殊施工工艺,能满足工期要求;环境影响对绿化、办公、营业均有不利影响,对周边环境影响大。
对周边环境影响较大对环境的不利影响较小选择不采用不采用采采用用三计划选定总体方案方案方案:
预应力钢筋混凝土托梁抽柱法预应力钢筋混凝土托梁抽柱法3提出方案和确定最佳方案三计划3提出方案和确定最佳方案型型式式一一:
传传统统预预应应力梁型式力梁型式传传统统预预应应力力梁梁即即先先凿凿除除原原有有大大梁梁和和去去掉的柱,重新设计施工一根预应力梁。
掉的柱,重新设计施工一根预应力梁。
优点:
1、受力明确,设计简单;2、施工中预应力筋敷设方便,定位准确;3、钢筋绑扎方便;4、混凝土浇注方便,预应力梁质量易保证;缺点:
1、大面积屋面的荷载必须全部顶撑起来,给7层楼面造成巨大压力;2、原屋面的垂直变形难以控制;3、施工垃圾多,混凝土用量大;4、凿除工作量大。
型型式式二二:
“包包裹裹”型预应力梁型式型预应力梁型式采采用用“包包裹裹”型型预预应应力力梁梁。
即即原原梁梁不不凿除,包裹在新建的预应力大梁内。
凿除,包裹在新建的预应力大梁内。
优点:
1、大面积屋面的荷载无须全部顶撑起来,不给7层楼面造成很大压力;2、原屋面不会产生明显的垂直变形;3、施工垃圾少,节约混凝土4、凿除工作量小;缺点:
1、受力较复杂;2、施工中预应力筋敷设不便,准确定位困难;3、钢筋绑扎不方便;4、混凝土浇注困难,尤其是原混凝土梁下钢筋密集处;分分析析不同型式预应力梁比较三计划选定预应力梁型式型式二:
型式二:
“包裹包裹”型预应力钢筋混凝土托梁型预应力钢筋混凝土托梁3提出方案和确定最佳方案三计划3提出方案和确定最佳方案预应力梁的不同支承与钢筋锚固方式比较支承方式二:
带带“锚梁锚梁”预应力梁预应力梁优点:
优点:
1、对支承柱没有附加弯矩;2、西侧梁端钢筋直接伸入锚梁,不需要下弯锚固;3、同等预应力度情况下梁的挠度较小。
缺点:
缺点:
1、东侧的电梯机房墙需要拆除,凿除与恢复工作量较大,垃圾较多;2、对电梯机房有一定影响;3、使用材料较多。
支承方式一:
单跨预应力梁与柱锚固单跨预应力梁与柱锚固优点:
优点:
1、东侧的电梯机房墙不需要拆除,凿除与恢复工作量小,垃圾较少;2、对电梯机房无影响;使用材料少。
缺点:
缺点:
1、对支承柱产生很大的附加弯矩;2、西侧梁端钢筋下弯锚固非常困难;3、同等预应力度情况下梁的挠度较大。
三计划选定预应力支承与锚固方式方式二:
方式二:
带带“锚梁锚梁”预应力托梁预应力托梁3提出方案和确定最佳方案三计划确定最佳方案:
“包裹包裹”型预应力托梁抽柱法(带型预应力托梁抽柱法(带“锚梁锚梁”)3提出方案和确定最佳方案三计划o4实施最佳方案需要解决的主要问题
(1)优化方案小组决定采用“包裹”型预应力钢筋混凝土托梁法进行改造,随即请东南大学华东预应力中心进行深化设计。
抽柱后,梁的跨度增大(7600mm3=22800mm),被加固梁截面需加大(把原有大梁包裹在里面),在加固大梁(托梁)内、原框架梁两侧设置有粘结预应力筋(见1-1剖面),预应力筋锚固(5-5剖面)在、轴线柱外侧;托梁两端新增梁(6-6剖面)各延伸一个开间,分别与、轴线柱相联。
加固改造大梁的立面图、剖面图。
加固大梁立面图加固大梁剖面图三计划o4实施最佳方案需要解决的主要问题
(2)施工工艺流程图(如图)拆除屋面水箱和水泥珍珠岩板隔热层设置临时支撑混凝土凿除钢筋绑扎、钢筋植筋波纹管及预应力筋定位、锚具定位托梁的底模及其支撑的搭设托梁混凝土的浇筑拆除吊顶托拆除托梁侧模钢筋绑扎、锚固预应力施工凿除所抽柱模板施工混凝土浇筑达到设计强度两端新增梁混凝土达到强度后托梁的侧模及其支撑的加固托梁两端新增梁(锚梁)施工割断被抽柱柱顶周边主筋拆除所有加固和支撑排架观测托梁的挠度成孔施工工艺流程图返回三计划(3)需要解决的主要问题根据选定的方案、工艺流程图,小组成员进行了多次专题讨论,并与有关专家研究,对于实施流程进行了综合分析,采用评价对比的方法,预测分析方案实施中可能遇到的如下5个方面的问题:
序号序号预测问题造造成成后后果果1施工时荷载传递到下层产生不利影响支撑及力传递的可靠性关系到六楼公司领导层的办公环境及安全,影响重大。
2新老混凝土的结合不好如果新老混凝土的结合不好,影响结构的承载力,最终影响结构的安全性。
3钢筋绑扎困难钢筋绑扎不符合规范要求,造成不合格。
4预应力筋波纹管放置困难不能保证波纹管放置位置准确,受力与设计不符,给结构安全留下隐患。
5梁底混凝土浇捣困难混凝土浇捣不密实,易造成蜂窝麻面,影响混凝土质量。
三计划o5制定计划按照5W1H制定以下对策表序号项目对策what目标why措施how地点where责任人who完成时间when1施工时荷载传递到下层产生不利影响确定柱的凿除程序,明确支撑方案,严格搭设程序支撑稳定,保证荷载按设计传递,保证7层楼面安全稳定。
1.由项目工程师编制方案;2.由总工程师室对方案进行审批;3.对工人进行详细的技术交底;4.按照施工方案搭设;5.搭设时同步检查。
办公室施工现场祝寿均鲍陆林2007.6.12新老混凝土的结合不好采取措施,保证新老混凝土的有效结合混凝土质量满足要求,新老混凝土结合得到有效处理,梁底混凝土密实.1.施工方案中必须对新老混凝土结合处的措施进行详细的阐述;2.严格按方案施工;3.加强施工时的检查。
办公室施工现场鲍陆林刘安明王顺喜2007.5.173钢筋绑扎困难倒置施工程序绑扎钢筋确保钢筋绑扎满足设计要求,保证结构安全。
1.编制专项施工方案;2.规定钢筋的绑扎顺序;3.对主筋及箍筋采用灵活接头方式;4.必要时采用穿孔方式。
办公室施工现场张迎春鲍陆林2007.5.254预应力筋波纹管放置困难优先保证波纹管的放置波纹管竖向位置允许偏差10mm,接头良好,封闭严实。
1.编制专项施工方案;2.严格按照设计图纸曲线放置波纹管;3.对特殊问题QC小组现场讨论处理;4.波纹管单独验收后进行下道工序。
办公室施工现场祝寿均鲍陆林2007.6.175梁底混凝土浇捣困难采取措施,保证梁底混凝土的密实梁底混凝土密实1、施工方案中对混凝土振捣措施进行详细的阐述。
2、对工人进行交底。
3、对预拌混凝土提出特殊要求;办公室施工现场鲍陆林刘安明王顺喜2007.7.10四执行【实施一】确定柱的凿除程序明确支撑方案严格按照方案搭设根据小组确定的方案,由项目工程师鲍陆林编制施工方案,并由公司工程技术部部长祝寿均审批,具体做法如下:
1、为避免屋面荷载对7层楼面产生不利影响,采用逐步凿除柱的方法,具体程序如下:
1)首先清除屋面已破损的水泥珍珠岩保温板,减轻屋面荷载;2)剥除柱钢筋的混凝土,凿除部分柱头混凝土,尽量让开大梁纵向钢筋位置,保证柱头对原大梁有足够临时支承力;3)根据屋面板基本是单向板的特点,将与纵梁相连的板混凝土凿开,与纵梁相连的次梁不断开,保证原屋面自重基本不下传;4)预应力张拉前割除所有柱主筋,根据柱混凝土的强度计算,仍然保持柱头最小支承强度,但不影响预应力张拉。
柱头保持支承强度【实施一】确定柱的凿除程序明确支撑方案严格按照方案搭设根据小组确定的方案,由项目工程师鲍陆林编制施工方案,并由公司工程技术部部长祝寿均审批,具体做法如下:
1、为避免屋面荷载对7层楼面产生不利影响,采用逐步凿除柱的方法,具体程序如下:
1)首先清除屋面已破损的水泥珍珠岩保温板,减轻屋面荷载;2)剥除柱钢筋的混凝土,凿除部分柱头混凝土,尽量让开大梁纵向钢筋位置,保证柱头对原大梁有足够临时支承力;3)根据屋面板基本是单向板的特点,将与纵梁相连的板混凝土凿开,与纵梁相连的次梁不断开,保证原屋面自重基本不下传;4)预应力张拉前割除所有柱主筋,根据柱混凝土的强度计算,仍然保持柱头最小支承强度,但不影响预应力张拉。
四执行2、保证钢管支架不偏心受力且均匀传力:
1)采用四排立杆的48钢管扣件式支撑排架,纵、横向支撑杆的间距600mm900mm,扫地杆、牵杠等水平杆的竖向间距不大于1500mm,荷载尽量不直接传递到下层板上;2)钢管支撑排架立杆顶套接可调U型支托(简称“U托”),U托顶采用100100mm木枋承力,保证支架钢管中心受力;3)为保证力的均匀传递,先在加固大梁下七层楼面满铺18厚木胶合板,支撑立杆下再垫通长木枋。
4)针对搭设程序和方法对工人进行了细致的技术交底,搭设过程中由王顺喜同志跟踪检查确保支撑的合规性,各方进行验收后进行下工序。
实施一四执行效果检查:
效果检查:
2007年5月9日,柱头混凝土修凿完毕、梁下支撑架搭设完毕,由祝寿均同志进行了检查,柱头混凝土修凿、支撑架搭设完全按照方案进行,屋面、架体稳定,7层楼面无任何异状。
两侧原有梁板下临时支撑架及托梁模板支撑架实施一四执行【实施二】加强新老混凝土的结合新老混凝土的粘结主要是考虑原混凝土梁的凿毛及加强贴梁振捣,保证粘结牢固。
按照施工方案中规定,对新老混凝土结合处采取了如下措施:
按设计图凿除被加固梁两边狭长范围内(托梁边向外50mm)的板中混凝土,直至原次梁边(原次梁与托梁相交处混凝土未凿除)。
原有混凝土凿除时,不可破坏周边混凝土。
为增强新老混凝土的粘结力,剥除了原有混凝土梁表面的防水层和粉刷层,且表面凿毛;施工过程中按照方案加强检查。
剥除部分板混凝土,剥除防水和粉刷层,表面凿毛效果检查:
效果检查:
2007年5月14日,公司总工程师室组织有关人员进行了检查,原混凝土的凿除及凿毛符合方案要求。
四执行【实施三】倒置施工程序绑扎钢筋1、通常梁的施工程序是先设置底模,后绑扎钢筋。
“包管”式预应力混凝土梁决定了按照通常程序无法施工。
考虑到预应力钢绞线和钢筋的放置绑扎,决定采用倒置施工程序:
先放置预应力钢绞线波纹管和绑扎钢筋,后立模板。
2、纵向钢筋采用化整为零的方式,全部使用滚压直螺纹级机械接头,不使用长钢筋,便于穿插和定位。
3、箍筋采用在场外加工成开口式U型箍,现场套入原大梁后,加工成闭口环,角部弯135钩,直长10d。
绑扎好的钢筋效果检查:
效果检查:
2007年5月25日,公司总工程师室组织有关人员进行了检查,钢筋绑扎符合要求。
钢筋直螺纹接头四执行【实施四】严格按照设计图纸曲线,优先保证波纹管的放置1、按照设计图纸,利用AutoCAD将折线形预应力钢绞线波纹管转化成便于现场控制的矢高图。
为便于现场根据实际情况采用任意控制基准,矢高图同时标注了波纹管中心到预应力大梁上表面和下表面的矢高尺寸,水平方向按照1000mm间隔定位。
折线形预应力钢绞线波纹管矢高标注图折线形预应力钢绞线波纹管矢高标注图四执行实施四2、实际施工中,预应力大梁的下表面即梁底模,是一个控制标准,而上表面在混凝土浇筑前是没有的,但梁上水平钢筋是严格按照设计图位置准确放置的,故按照矢高图,以梁底模和大梁上方水平钢筋作为直高基准线放置波纹管;3、为保证屋面的稳定、7层楼面不承受过大的荷载,在预应力钢绞线张拉前,要抽去的柱子是要保持足够的支承力的,当其阻碍波纹管通过时,采取柱头开洞、保留钢筋的措施,保证钢绞线波纹管通过和柱的临时支承力。
一方面柱头仅仅开洞,尚保留足够的截面支承上部原大梁,另一方面,保留了柱竖向钢筋,25的一排短钢筋是有相当大的支撑力的;4、当预应力钢绞线波纹管遭遇屋面次梁时,采用梁上开孔的方式保证钢绞线波纹管位置准确;柱上开预应力钢绞线波纹管洞柱上开预应力钢绞线波纹管洞梁上开预应力钢绞线波纹管孔梁上开预应力钢绞线波纹管孔5、由于屋面场地所限,25m长的钢绞线在大梁混凝土浇筑后穿不能实现,且为避免空心波纹管在浇捣混凝土过程中上浮移位,采用了预先将钢绞线穿入波纹管中的方法,用短钢筋环与原混凝土梁箍筋焊接固定钢绞线波纹管,确保浇筑混凝土时不位移。
四执行效果检查:
效果检查:
2007年5月25日,公司总工程师室组织有关人员进行了检查,波纹管的竖向位置偏差均小于10mm,位置准确,固定可靠,钢绞线穿束规范,符合要求。
实施四放置好的钢绞线和波纹管放置好的钢绞线和波纹管四执行【实施五】梁底混凝土的浇捣2、为保证梁底混凝土浇捣密实,主要从混凝土配合比和振捣两方面考虑:
1)在使用完全相同水泥、外加剂、粉煤灰、黄砂的情况下,使用不同粒径的碎石采用了两种不同的配合比,即梁下300mm混凝土采用516mm粒径碎石,坍落度180mm,其它混凝土采用531.5粒径碎石,坍落度140mm;2)混凝土振捣时采用上下均使用振动棒振捣,即上面使用振动帮插入混凝土中振捣,下面使用振动棒在梁底模外辅助振动。
混凝土配比单混凝土配比单四执行实施五效果检查:
效果检查:
2007年7月5日,拆模后检查,梁底混凝土浇捣密实。
拆模后的梁底拆模后的梁底五检查1、由集团公司实验室进行了挠度观测,记录如下,最大挠度为4.3mm,小于目标值19mm,符合要求。
挠度曲线图五检查2、7月15日集团公司总工室组织公司有关部门对本工程进行了验收,质量符合要求。
已完成预应力梁现会议室工程验收单五检查o目标完成情况:
目标完成情况:
目目标两根柱已被成功拆除,预应力梁最大挠度为4.3mm,小于19mm,满足使用要求。
改造工程于2007年7月2日完成,会议室并于2007年7月20日使用,满足工期要求。
最终工程造价15.8万元,节约造价4.2万元,约21%。
目目标已已完完成成五检查o其他效果:
其他效果:
采用“包裹”型预应力托梁抽柱法,减少了混凝土的凿除量、原吊顶的拆除量和临时加固工作量,对办公楼的办公、咖啡厅的营业几乎没有影响,对原装潢影响小,受到各方一致好评。
另外,还提高了工人的技术水平和施工素质,提高了管理人员的管理水平,小组对活动前后进行自我评价,提高了质量意识和个人能力,增强了解决问题的能力和决心,QC小组也总结了宝贵的施工经验和管理经验,这是无法估量的无形财富。
五检查小组自我评分表序号序号项目自自我我评评价价活动前活动前(分数)(分数)活动后活动后(分数)(分数)1质量意识851002问题意识75953改进意识70804参与意识80865个人能力80906QC知识80857解决问题的决心7593目录自我评价雷达图六处理o1、标准化通过这次QC小组活动,项目部在拆柱加固改造方面积累了施工经验,我们成功地采用“包裹”型预应力托梁抽柱法改造了会议室,提高了施工进度,节约了成本,我们对本次活动成果进行了总结,制定了“包裹”型预应力托梁抽柱施工作业指导书(编号:
YJ-GY-05-2007),由总工程师室批准,并纳入集团公司管理体系,对今后同类工程施工有指导作用。
o22、今后打算、今后打算今后将一如既往的开展QC小组活动。
目录六处理作业指导书作业指导书QCQC成果认证单成果认证单
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