集成式电动操作防护架中卸料平台提升方法创新.doc

集成式电动操作防护架中卸料平台提升方法创新天元建设集团有限公司二二一项目QC小组发 布 人：李长江二O一六年三月集成式电动操作防护架中卸料平台提升方法创新天元建设集团有限公司二二一项目QC小组前 言近年来，在高层建筑主体施工过程中，集成式电动操作防护平台因其提升快捷、节约成本被广泛应用于现代高层建设中，然而每次爬架的提升都要对卸料平台进行拆卸且实用率不高，这就成了制约爬架提升速度的一个小小障碍。一、课题简介：东方国际商务中心工程，位于北城新区北京路与沭河路交汇处，建筑总面积为61702，框架核心筒结构, 主楼地上27层,地下2层,裙楼4层.建筑总高度99.3m。 工程地理位置制图人：李长江 制图时间：2015年04月01日本工程主楼四层及四层以上外架采用新型整体集成式电动操作防护架，防护外架总长度为174m，外架搭设高度为18m，主楼每层面积为1728，共设有四个卸料平台，分别设置在主楼南侧和北侧。卸料平台平面布置图见下图。 卸料平台平面布置图制图人：李长江 制图时间：2015年04月01日 集成式电动操作防护架是一种新型爬架。与传统附着式爬架相比，集成式电动操作防护架工厂化预制生产，全钢结构组装。拉结杆件采用定型化连接，架体稳定性更强。架体底部与结构楼层完全密封。爬架采用智能荷载控制系统控制提升。结构坚固，外形美观。 集成式电动操作防护架 集成式电动操作防护架架体底部制图人：李长江 制图时间：2015年04月02日二、小组简介：（一）小组简介本QC小组由施工经验丰富的精英工程师和思维活跃具有高学历的技术骨干组成，小组成员名单及基本情况见表1： 小组简介表 表1QC活动小组简介(1)小组名称天元建设集团有限公司221项目QC小组小组成立时间2015.01.01小组注册号TYJTQC02-021小组注册时间2015.01.01课题名称集成式电动操作防护架中卸料平台提升方法创新小组人数9人课题类型创新型课题注册时间2015.04.01课题注册号TYJTQC02-021-1活动时间2015.04.012015.8.30出勤频率平均1次/周出 勤 率98%培训情况本小组成员平均接受TQM和ISO9001系列知识培训72学时QC活动小组简介(2)序号姓名年龄学历职称组内职务组内分工1尤廷作37专科工程师组 长全面组织协调2孔令琛33本科工程师副组长方案策划、技术顾问3李长江28本科工程师副组长施工现场管理控制4宋允伟30本科工程师副组长施工现场管理控制5王文冲30本科工程师副组长技术管理、措施实施6范恩隆31专科工程师组员技术管理、措施实施7刘 勇26本科助理工程师组员技术管理、措施实施8王天一28专科助理工程师组员安全管理、措施实施9刘兴波26本科助理工程师组员数据整理、统计分析制表人：李长江 制表时间：2015年04月03日（二）小组活动进度计划 小组活动进度计划表 表2 日期项目2015.04.012015.08.3004月05月06月07月08月选择课题确定目标目标可行性分析提出方案优选最佳方案制定对策对策实施效果检查巩固及标准化总结及下一步打算备 注计划线 实施线制表人：李长江 制表时间：2015年04月03日三、选择课题（一）问题提出1、传统施工过程中的卸料平台，大部分都是在附着式升降脚手架爬升前，将卸料平台拆除用塔吊吊装搁置于空置场地上，待附着式升降式脚手架爬升到位后，再用塔吊将卸料平台吊至安装位置固定于结构上，此做法耗时长，占用场地，且多次占用塔吊，影响其他工序的施工。2、本小组对公司承接类似结构工程采用附着升降脚手架技术的工地进行了现场、技术资料的查看，调查情况见表3。 卸料平台撘拆时间调查表 表3序号项目名称项目地点结构形式卸料平台个数每次拆卸单个卸料平台时间每次安装单个料平台时间搭拆危险度调查方式1金雀新城B1、B2#楼临沂市兰山区框剪结构3个0.5h1.5h危险现场及资料2金泰华府5#楼临沂市兰山区框剪结构2个0.6h2h危险3金信融城25#、26#楼临沂市兰山区框剪结构2个0.4h1.5h危险4朗润苑6#、7#楼临沂市兰山区框剪结构3个0.6h1.2h危险制表人：李长江 制表时间：2015年04月03日从上表可以看出，调查的4个采用附着升降脚手架技术的项目，每个卸料平台拆卸平均用时0.5h，安装用时1.5h，拆卸安装一个卸料平台平均耗时3h。卸料平台在拆卸安装过程中需塔吊辅助吊装，耽误钢筋、模板施工班组的材料运输，极大的降低了工作效率。（二）课题确定因此我们为了提高卸料平台的工作效率，必须对卸料平台的提升方法进行优化，所以本次活动课题确定为：“集成式电动操作防护架中卸料平台提升方法创新”。四、目标设定（一） 目 标创新卸料平台的提升方法，既能保证卸料平台的安全，又能提升工作效率。（二）目标值1、节省工时，争取卸料平台提升作业由原来3h降低到0.5h。2、卸料平台提升和使用过程中，确保卸料平台结构稳定，不发生变形破坏。（三）目标可行性分析：1、小组成员对集成式电动操作防护架中卸料平台结构受力情况进行了受力计算，确保了卸料平台结构能够满足安全及施工要求。2、小组成员编制了集成式电动操作防护架专项施工方案，并通过建设监理单位的审批，为方案的可行性提供了保障。3、根据我们对集成式电动操作防护架的整体式提升经验，我们在车间模拟实验，卸料平台提升作业时间仅为0.45h,只要我们创新出可靠的措施，就可以降低到0.5h。综上分析：目标可以实现。五、提出方案并确定方案（一）提出方案：小组成员围绕课题召开会议，运用“头脑风暴法”打破传统思维，相互启发，集思广益，对卸料平台的提升发起讨论，并运用亲和图进行归纳整理:集成式电动操作防护架中卸料平台提升方法创新 液压单独顶升卸料平台卸料平台固接与爬架一同提升钢管桁架+满堂脚手架支撑方案钢管桁架+满堂脚手架支撑方案卸料平台与爬架用固接方式组装在一起卸料平台有单独动力系统，可单独提升需等尾料导出才提升至上层操作过程繁琐，存在安全隐患提升完后卸料平台单独进行加固增加液压装置顶升卸料平台电动葫芦单独提升卸料平台 塔吊辅助卸料平台提升卸料平台有单独动力系统，可单独提升，灵活性增强卸料平台依靠塔吊吊装提升至指定位置可停留在需要导料的楼层，不耽误其他工种工作塔吊提升平台过程中，不能进行交叉施工作业电动葫芦需共同工作在塔吊空闲时才能进行平台提升作业亲和图制图人：李长江 制图时间：2015年04月08日 根据上述亲和图，我们做出了四种方案，具体做法见表4： 方案与具体做法对比表 表4序号方案示意图具体做法说明1液压单独顶升卸料平台卸料平台不依附爬架，与预埋支座连接。卸料平台提升的动力系统采用油压千斤顶，利用油压千斤顶的顶力缓慢顶升卸料平台，顶升一次后利用防坠装置进行固定，防止下坠，再收回油压千斤顶重新固定位置进行顶升，依次循环，直至将卸料平台提升至指定位置。2卸料平台固接于爬架一同提升卸料平台与爬架固定在一起，与爬架刚性连接。爬架在提升时，卸料平台随爬架一同上升至出料层。3塔吊辅助卸料平台提升卸料平台不依附于爬架，拥有自己的预埋支座、防坠装置、防倾覆装置。提升过程中不拆卸卸料平台，卸料平台固定在两边轨道上，借用塔吊提升至所需位置。提升完毕后，利用自身防坠装置止坠并固定。4电动葫芦单独提升卸料平台卸料平台与爬架分别独立固定在建筑结构上，分别预埋固定支座，两者互不依附。两者可不同步提升，卸料平台可停留在原始位置供尾料导出，也可以利用电动葫芦上升或下降至指定的楼层。制表人：李长江 制表时间：2015年04月10日（二）优选最佳方案：小组成员针对以上4个方案，分别从可操作性、经济实用性、安全性以及工作效率四方面进行对比分析，方案论证结果见表5： 创新方案分析论证表 表5序号方案可操作性经济实用性安全性工作效率结论1液压单独顶升卸料平台1、 平台与爬架单独提升。2、 利用左右两个油压千斤顶顶升卸料平台。3、 千斤顶每次顶升40cm，顶升后需重新安装定位千斤顶位置，此过程防坠落装置介入工作4、 提升作业2人完成一个卸料平台的提升5、 千斤顶操作次数过多。1、QL100型油压千斤顶费用2640元2个=5280元：2、卸料平台架体及附属导轨支座费用：6000元3、人工安装费用：2人0.5天260元/天=260元4、提升作业人工费：2人1h60元/h=120元合计费用：11800元1、使用油压千斤顶工人易出现由于操作不当而产生安全隐患；2、防坠落装置作用于料台提升。1、2人完成一个卸料平台的上升作业，用时1h。2、四个料台依次提升用时1h4=4h不选用2卸料平台固接于爬架一同提升1、卸料平台固接于爬架，现场安装作业难度大。2、现场安装必须使架体两侧水平，安装难度增加。3、提升作业时，需注意观察爬架的稳定性4、提升作业需6人配合作业1、DHP10型环链电动葫芦费用（爬架中增加）：1200元2个=2400元2、卸料平台架体费用：5500元3、人工安装费用：3人1天260元/天=780元4、提升作业人工费：6人1h60元/h=360元5、加固爬架的费用：2000元合计费用：11040元1、 对于整个爬架整体稳定性要求高2、 提升时需检查与爬架刚性连接处有无明显裂纹及变形6人完成卸料平台和爬架的同时提升，总共用时1h不选 用3塔吊辅助卸料平台提升1、现场安装易操作2、提升作业借用塔吊辅助，提升方便3、提升作业时需在塔吊空闲时段，影响其他工种使用塔吊。1、卸料平台架体费用：6000元2、人工安装费用：3人1.5天260元/天=1170元3、提升作业人工费：2人1.5h60元/h=180元4、塔吊作业费用：200元5、影响工期平均费用：3000元合计费用：10550元1、塔吊提升过程中，受气候、视线等因素影响，平台受力不均，提升稳定性待加强。2、不利于卸料平台下部交叉施工3人完成卸料平台和爬架的同时提升，总共用时1.5h不选 用4电动葫芦单独提升卸料平台1、 平台单独提升，操作灵活，卸料平台可以停留在有尾料的楼层继续使用。2、需使用电动葫芦共同对卸料平台进行提升作业1、DHP10型环链电动葫芦费用：1200元2个=2400元2、卸料平台架体及附属导轨支座费用：6000元3、人工安装费用：2人0.5天260元/天=260元4、提升作业人工费：3人0.5h50元/h=75元合计费用：8735元1、提升过程安全平稳。2、 可时时查看不安全因素2人完成卸料平台和爬架的同时提升，总共用时0.5h选用制表人：李长江 制表时间：2015年04月20日 通过对以上4种方案的对比分析，我们发现方案四操作灵活，成本相对低廉，安全系数较高，工作效率高，对此我们把方案四“电动葫芦单独提升卸料平台”作为可行性方案。 (三)方案分解1、根据确定的方案四电动葫芦提升卸料平台提升方案，小组成员展开讨论，通过对预测结果的归纳总结，对方案进行了分解，分解图如下：新型附着式升降脚手架防坠落装置电动葫芦提升卸料平台防坠落装置速差式防坠器预埋螺栓连墙件加固装置防倾覆装置附着支座端部设置U型钢板卡槽钢丝绳斜拉斜拉装置无缝钢管斜拉人工手动控制电机提升提升控制系统电脑自动控制电动葫芦提升 系统分解图制图人：李长江 制图时间：2015年04月23日2、方案论证根据方案分解图，小组成员分别从可实施性、经济合理性、安全性等方面进行分析论证，对方案进行进一步优化： （1）、防坠落装置论证表 表6序号解决方案图示可实施性安全性经济合理性结论方案一速差式防坠器安装难度大，反应不灵敏，不及时1、 根据下降的速度差激发防坠机构2、 制动距离一般在150mm-250mm之间1、 速差式防坠器成本：3200元8=25600元2、 维护维修费用：1000元不选定方案二新型附着式升降脚手架防坠落装置 在附着支座上部焊接防坠器，工作原理简单，工作效率高1、 制动距离小于80mm2、 及时有效防坠1、 顶撑式防坠器成本：500元8=4000元2、 维护维修费用：1000元选定制表人：李长江 制表时间：2015年04月26日（2）、防倾覆装置论证表 表7序号解决方案图示可实施性安全性经济合理性结论方案一预埋螺栓连墙件加固装置1、 预埋螺栓需精确定位，施工难度大2、 安装繁琐预埋螺栓精度不到位，与导轨间隙5mm，难以保证提升及使用时安全性预埋螺栓、打孔钢板、高强螺丝成本费用：50元/个8+20元/个8+10元/个8=640元不选定方案二附着支座端部设置U型钢板卡槽1、 将U型钢板卡槽使用高强螺栓在附着支座端头连接2、 钢板厚度12mm，需预留开孔螺栓，安装简单易操作此装置即保证x轴方向和y轴方向不倾覆，又能保证z轴方向垂直提升，稳定性增强。（x轴、y轴和z轴组成空间直角坐标系）防倾装置成本（防倾装置和防坠落装置可合为一个，既防坠落装置价格）：500元/个8个=4000元选定制表人：李长江 制表时间：2015年04月27日（3）、卸料平台斜拉装置论证表 表8序号解决方案图示可实施性安全性经济合理性结论方案一钢丝绳斜拉导轨处预留吊拉孔，采用6*1920钢丝绳进行两侧分别对拉，需采用花篮螺栓进行紧固。钢丝绳属于柔性连接，变形量大，容易出现松动现象钢丝绳及附属夹扣成本费用：15元/米23米+100元=445元预留吊拉孔：1个工260元/个=260元。钢丝绳材料费：345m10元/m=3450元安装人工费：2个工260元/个=520元。花篮螺栓成本费用：380元/个4个=1440元不选定方案二无缝钢管斜拉使用51mm可调节式无缝钢管与导轨连接，安装简便，易操作无缝钢管属于刚性连接杆，自带螺栓进行调节，连接牢固无缝钢管、连接螺栓螺丝成本费用：90元/米20米+20元/个4=1880元选定制表人：李长江 制表时间：2015年04月28日（4）、提升控制系统论证表 表9序号解决方案图示可实施性安全性经济合理性结论方案一人工手动控制电动葫芦提升操作人员手动控制卸料平台提升，凭借自身经验判断提升是否正常，发生意外时紧急制动操作人员经验不一，操作过程难免出现隐患未及时发现的情况每次只能提升一个卸料平台，四人配合作业。消耗工时：0.2工时4人4=3.2工时不选定方案二电脑自动控制电动葫芦提升采用高科技技术，运用电脑接收、分析、解决提升过程中荷载的监测和控制系统实时监控，荷载变化超过15%时，以声光形式报警，显示故障机位；荷载超过30%时，自动停机并报警提升过程一人操作电脑控制系统，另两人进行现场实施监控。消耗工时：0.2工时3人=0.6工时选定制表人：李长江 制表时间：2015年04月29日最终汇总所有问题的最优解决办法，确定最优方案,绘制系统图如下：集成式电动操作防护平台中卸料平台提升方法创新顶撑式防坠器 防坠落装置附着支座端部设置U型钢板卡槽防倾覆装置电动葫芦提升卸料平台 斜拉装置无缝钢管斜拉 提升控制系统电脑自动控制电动葫芦提升系统图制图人：李长江 制图时间：2015年05月01日六、制定对策 对策措施表 表10序号项目对策目标措 施时间地点责任人1防坠落装置设置新型附着式升降脚手架防坠落装置确保防坠器一直有效工作，若出现坠落，制动距离80mm1、根据设计图纸，安装防坠器，并进行实验。2015.4.12015.6.20施工现场宋允伟2、提升前检查防坠落装置是否破坏，是否正常工作3、提升时查看提升情况，提升后检查装置是否正常工作。王天一2防倾覆装置设置U型钢板卡槽确保爬升及使用工况下不发生倾斜及倾覆现象，提升前后防倾装置与导轨间隙5mm。1、使用高强螺栓在附着支座端部连接U型钢板卡槽2015.4.12015.6.20施工现场范恩龙2、提升中专人检查料台及导轨有无明显倾斜3、料台提升后和使用后测量防倾装置与导轨间隙的距离。孔令琛3斜拉装置设置无缝钢管斜拉斜拉杆螺栓预紧力65Nm1、采用四根51无缝可调节钢管将导轨与卸料平台互拉，并进行紧固2015.4.12015.6.20施工现场王文冲2、每次提升时检查对拉杆是否松动刘兴波3、提升前后用力矩扳手检查螺栓预紧力4提升控制系统电脑自动控制电动葫芦提升保证上升过程安全平稳使用电脑智能控制系统对电动葫芦进行提升2015.4.12015.6.20施工现场李长江刘勇制表人：李长江 制表时间：2015年05月08日 七、对策实施实施一：采用顶撑式防坠器防止架体下坠。1、根据设计图纸，将新型防坠器安装于附墙支座（见防坠器示意图），安装完成后进行防坠实验。防坠器示意图制图人：李长江 制图时间：2015年05月10日 2、提升前检查防坠落装置是否破坏，合格后方可提升。 防坠落装置实图 制图人：李长江 制图时间：2015年05月10日3、提升时查看提升情况，提升后检查防坠装置是否正常工作。 防坠落装置工作示意图制图人：李长江 制图时间：2015年05月12日效果检查：小组成员对已安装的顶撑式防坠落装置进行了实验，工作原理切实可行。防坠落装置能够很好的介入爬架提升作业，实时起到预防控制安全的作用。 防坠装置检查表 表11检查项目及目标检查结果（mm）防坠落装置有效止坠，制动距离80mm616054615751604170514662585254496543525045545356制表人：李长江 制表时间：2015年05月18日从上表可看出，24次防坠检测，防坠落装置制动有效。实施二：设置U型钢板卡槽1、在附着支座端部使用M20高强螺栓与U型钢板卡槽连接，钢板厚度12mm。2、提升中安排专人时时检查料台及导轨有无明显倾斜3、料台提升后和使用后测量防倾装置与导轨间隙的距离。 防倾覆装置 防倾覆装置与导轨间隙检测 制图人：李长江 制图时间：2015年05月25日效果检查： 小组成员通过安装U型钢板卡槽，确保了爬升及使用工况下不发生倾斜及倾覆现象，防倾覆装置切实有效工作，此效果检查可行。小组成员经过对防倾装置与导轨间隙的距离的检查，检查结果均5mm。 卸料平台提升前后防倾装置和导轨间隙检查表 表12对象选择规范规定提升前检测实际值提升后检测实际值结论一号卸料平台第1次提升5mm2mm3mm合格第2次提升5mm3mm3mm合格第3次提升5mm4mm2mm合格第4次提升5mm4mm3mm合格第5次提升5mm3mm4mm合格二号卸料平台第1次提升5mm2mm4mm合格第2次提升5mm4mm2mm合格第3次提升5mm3mm4mm合格第4次提升5mm2mm2mm合格第5次提升5mm3mm3mm合格三号卸料平台第1次提升5mm4mm2mm合格第2次提升5mm4mm3mm合格第3次提升5mm2mm4mm合格第4次提升5mm4mm3mm合格第5次提升5mm2mm3mm合格制表人：李长江 制表时间：2015年06月29日 卸料平台使用前后防倾装置和导轨间隙检查表 表13对象选择规范规定使用前检测实际值使用后检测实际值结论一号卸料平台第1次使用5mm2mm3mm合格第2次使用5mm2mm3mm合格第3次使用5mm2mm3mm合格第4次使用5mm3mm3mm合格第5次使用5mm3mm3mm合格二号卸料平台第1次使用5mm2mm2mm合格第2次使用5mm2mm3mm合格第3次使用5mm3mm3mm合格第4次使用5mm2mm3mm合格第5次使用5mm2mm3mm合格三号卸料平台第1次使用5mm2mm3mm合格第2次使用5mm2mm3mm合格第3次使用5mm2mm2mm合格第4次使用5mm2mm3mm合格第5次使用5mm2mm2mm合格制表人：李长江 制表时间：2015年06月05日实施三：设置无缝钢管斜拉1、采用51mm无缝可调节钢管将导轨与卸料平台互拉在两侧，使用扳手将拉杆螺栓进行紧固。2、每次提升前安排专人检查拉杆是否松动。3、提升前后及料台使用后使用力矩扳手检查螺栓预紧力。 斜拉杆装置安装完成 制图人：李长江 制图时间：2015年06月08日效果检查： 小组成员使用力矩扳手对斜拉杆螺栓的预紧力进行了随机抽查，预紧力的抽查结果均能满足65Nm，斜拉装置安全有效。抽查结果如下： 斜拉杆螺栓预紧力检查结果表 表14检查项目检查标准检查结果偏差值斜拉杆螺栓预紧力65Nm6784978392758186827868756675859085958680948677687670688074658387717569857876827976859182677392746885制表人：李长江 制表时间：2015年06月05日实施四：电脑自动控制电动葫芦提升。使用电脑智能控制系统对电动葫芦进行提升各吊点通过传感器采集荷载值，并通过数据线传输显示在电脑控制器上，使用电脑随时查看各吊点运行情况，荷载控制精度在3%之内；当荷载超载或失载达到设定值的115%时，具有声光报警功能，指示故障点位；荷载超载或失载达到设定值130%时，具有自动停机功能，指示故障点位；同时系统并具有储存记忆及自身故障报警功能，可实时监控。 工作人员在进行爬架、卸料平台提升作业 电脑智能荷载控制系统 制图人：李长江 制图时间：2015年06月15日 卸料平台在智能荷载控制系统作用下提升作业 制图人：李长江 制图时间：2015年06月18日 卸料平台在加载工况下提升检测 表15检查目标加载值检查结果正常提升声光报警自动停机提升检测11.5t1.9t1.95t提升检测21.5t1.9t1.95t提升检测31.5t1.9t1.95t注：“”为选择项 制表人：李长江 制表时间：2015年07月25日效果检查：小组成员经过提升发现加载至120%时，声光报警提示；加载至130%，卸料平台提升自动停止。通过电脑控制系统自动提升，使卸料平台能够安全稳固的提升至指定楼层。八、效果检查：（一）目标实施对比：1、工作效率目标 小组成员通过对5-9层卸料平台的提升作业时间进行了统计，结果如下： 卸料平台提升时间记录表 表16提升次数提升用时/min1号卸料平台2号卸料平台3号卸料平台4号卸料平台129302829227262728328293030427272928528282730平均用时27.82828.229总平均用时28.05制表人：李长江 制表时间：2015年08月20日由上表可以看出：通过对四个卸料平台每次提升时间的统计，平均用时28.05min，少于0.5h，工作效率目标得以实现。2、安全性目标2015年8月20日，国家建筑工程质量监督检验中心对小组成员创新的集成式电动操作防护架中卸料平台的提升方法进行了检验，分别对架体主要参数、结构应力、平台板挠度、限制荷载自控系统、防坠落装置性能、超载预警装置性能、同步性能进行了检测，均检验合格，并出具检验报告，有效证明了卸料平台提升方法的安全和稳定。（附计算书） 国家建筑工程质量监督检验中心检验报告 制图人：李长江 制图时间：2015年08月20日（二） 经济效益：方案经济效益对比表 表17方案选择成本费用人工费共计费用经济效益附着式爬架脚手架中提升悬挑式卸料平台附着式爬架中悬挑式卸料平台成本费用：4000元4=16000元悬挑式卸料平台总安拆费用：1.5个工6人23次260元/天=53820元69820元电动葫芦提升卸料平台卸料平台架体及附属导轨支座成本费用：5000元4=20000元提升爬架所需人工费：3人0.5h50元/h23次=1725元21725元共节约费用：69820-21725-8000=40095元制表人：李长江