1、大直径薄壁插入式钢圆筒大直径薄壁插入式钢圆筒滚装装船施工工艺创新滚装装船施工工艺创新QC小组发布人：2018年3月29日目目 录录工程概况工程概况01小组介绍小组介绍02课题选择课题选择03设定目标设定目标04提出方案确定最佳方案提出方案确定最佳方案05制定对策制定对策06对策实施对策实施总结与今后打算总结与今后打算10效果检查效果检查08标准化标准化09020304050607080910 工程概况：工程概况：南护岸计划采用大型钢圆筒结构形式，钢圆筒沿人工岛南侧岸壁前沿线型布置。效 果 图 工程概况01钢圆筒结构形式南护岸结构形式 结构形式：结构形式：钢圆筒结构护岸总长约9km，钢圆筒总计2
2、90个，直径30m、筒高2539m、壁厚22mm，单筒重量500800t，是国内目前制作、振沉直径最大的插入式钢圆筒结构（已有最大为港珠澳大桥工程直径22m钢圆筒）。两个钢圆筒筒壁之间中心最短距离3m，钢圆筒之间采用副格连接，副格与钢圆筒之间采用榫槽连接如下图所示，副格舱海侧壁厚20mm，陆侧壁厚16mm。工程概况01小组名称QC小组小组成立日期2016年12月课题类型创新型小组注册号：课题注册号活动频率：每15天活动一次，出勤率100%活动时间：2016.12-2017.12注册日期：2016年12月序号姓名性 别年 龄 职 务 职 称组内职务组内分工1男35项目经理工程师组长全面负责2男3
3、4项目总工工程师副组长全面指导3男36生产经理工程师副组长组织策划4男28技术主管工程师副组长组织策划5男25专业工程师助理工程师组员成果总结6男24质量工程师助理工程师组员质量监督7男28资料员工程师组员过程控制8男28专业工程师工程师组员过程控制9男26安全工程师工程师组员过程控制制表人：制表时间：2016年12月1日小组介绍02A PC D编织节点板网格拼装施工工艺创新编织节点板网格拼装施工工艺创新2016年获得：总公司一等奖年获得：总公司一等奖近几年QC小组获奖情况大跨度预应力焊接球张弦网架位形控制大跨度预应力焊接球张弦网架位形控制2010年获得：总公司一等奖、天津市一等奖、国家级年获
4、得：总公司一等奖、天津市一等奖、国家级QC成果金奖成果金奖大跨度焊接球预应力张弦网架位形控制工艺控制大跨度焊接球预应力张弦网架位形控制工艺控制2010年获得：中国施工企业二等奖（两项）年获得：中国施工企业二等奖（两项）大跨空间体内预应力钢结构施工新工艺大跨空间体内预应力钢结构施工新工艺2012年获得：中国建筑业协会一等奖（国家级）年获得：中国建筑业协会一等奖（国家级）镂空曲面超薄全铸钢结构迎宾塔施工工艺创新镂空曲面超薄全铸钢结构迎宾塔施工工艺创新2013年获得：国家级年获得：国家级QC成果奖成果奖二、小组简介二、小组简介A PC DA PC DA PC DA PC D小组介绍02钢圆筒装船施工
5、重、难点分析：钢圆筒装船施工重、难点分析：1、本工程体量大、工期紧，施工工序、施工范围众多，组织协调难度大。2、钢圆筒结构形式本体壁薄，体积、重量大，运输接触受力面较小，运输难度大。3、海边施工条件恶劣，大风浪天气多，水位变化快，钢圆筒装船难度大。4、钢圆筒船上就位精度要求高，海运工装设计难度大。海运模拟图课题选择03 作为国内目前制作、振沉直径最大的插入式钢圆筒，为保证装船施工顺利实施，我们将课题选定为：大直径薄壁插入式钢圆筒滚装装船施工工艺创新大直径薄壁插入式钢圆筒滚装装船施工工艺创新克服施工难题保证质量安全节约工期降低成本课题确定课题确定节约工期降低成本课题选择03课题选择03 课题查新
6、：课题查新：在中国知网、专利检索及分析、万方数据平台进行检索查新，确保课题创 新性。OUR GOALS顺利完成钢圆筒装船作业，满足钢圆筒振沉进度需要（每月20个）。确认目标：确认目标：设定目标04目标可行性分析分析结论：有能力解决关键技术难题，可以实现既定目标。分析结论：有能力解决关键技术难题，可以实现既定目标。1.技术支持：技术支持：公司、工程局技术中心博士后科研工作站以及合作科研院校，如天津大学博士生导师常驻项目提供有力的技术支持，同时引入了仿真施工技术指导工程全过程实施。2.资金保证：资金保证：公司高度关注，将此工程列入重点工程项目，在资金方面提供大力支持，施工精密仪器齐全，具备成功实施
7、的条件。3.人员力量：人员力量：公司在大跨、异形钢结构领域获得多项技术成果，培养了一批技术过硬、经验丰富的技术人员。其中“大跨空间钢结构预应力施工技术研究与应用”获得2010年国家科技进步二等奖，“大跨度空间体内预应力钢结构施工工法”获得国家级工法。设定目标04大直径薄壁插入式钢圆筒滚装装船施工工艺创新大直径薄壁插入式钢圆筒滚装装船施工工艺创新起重机运输起重机运输岸上运输装船运输 小组利用头脑风暴法，集思广益提出若干施工方案，并利用亲和图提炼方案。制表人：审核人：制表时间：2016年12月1日起重机装载起重机装载液压模块车运输液压模块车运输提出方案并确定最佳方案05通过运用亲和图法提炼通过运用
8、亲和图法提炼归纳出两种归纳出两种可行性方案可行性方案一、液压模块车将钢圆筒运送至岸边，浮吊吊装上船。二、液压模块车将钢圆筒运送至岸边，液压模块车滚装上船。提出方案并确定最佳方案05 首先进行钢圆筒运输加固，确保其运输安全，其次用液压模块车运送钢圆筒至岸边，最后使用船吊吊装钢圆筒上船。优点优点：受环境因素影响较小，施工进度较快，工期短。缺点缺点：需投入大型船吊进行吊装，费用高。吊装时对钢圆筒变形难以控制，安全隐患大。方案一、液压模块车将钢圆筒运送至岸边，船吊吊装上船方案一、液压模块车将钢圆筒运送至岸边，船吊吊装上船。提出方案并确定最佳方案05 首先用液压模块车将钢圆筒运送至岸边，其次等潮水位置到
9、合适高度，最后用液压模块车将钢圆筒滚装上船。优点优点：无吊装作业，不使用大型吊装机械，钢圆筒变形容易控制，地面运输成本低，安全可靠。缺点缺点：受潮水高度影响较大，施工工期较慢，组织协调难度大。方案二方案二、液压模块车将钢圆筒运送至岸边，液压模块车滚装上船。、液压模块车将钢圆筒运送至岸边，液压模块车滚装上船。提出方案并确定最佳方案05方案对比分析表方案对比分析表对比项方案施工难易性施工投入工期进度对其他工序影响对主体结构影响安全性方案一方案一液压模块车将钢圆筒运送至岸边，船吊吊装上船钢圆筒体量大，整体吊装难度大液压模块车及大型船吊投入机械费用高不能同时进行钢圆筒吊装，施工周期较长对船上固定作业及
10、其他工序影响较大大型吊装作业对薄壁型钢圆筒结构变形影响大大体量吊装作业，吊装安全隐患大方案二方案二液压模块车将钢圆筒运送至岸边，液压模块车滚装上船 需对潮水时间进行严格的监控，滚装作业难度小液压模块车及地面基础道路铺设钢板，投入费用低按时间节点进行滚装作业，施工周期长对船上固定作业及其他工序影响较大无吊装作业，对薄壁型钢圆筒结构变形影响小无吊装作业，运输作业缓慢，易控制，安全隐患小制表人：审核人：制表时间：2016年12月2日提出方案并确定最佳方案05从柱状图中我们明显可以看出方案二为最佳方案，并对方案二进行深化。从柱状图中我们明显可以看出方案二为最佳方案，并对方案二进行深化。制图人：审核人：
11、制表时间：2016年12月2日提出方案并确定最佳方案05深化一：深化一：临时运输钢圆筒强度加强及稳定性加固临时运输钢圆筒强度加强及稳定性加固 由于钢圆筒体量大且属于大型空间薄壁型钢结构，运输过程其稳定性差，易变形，因此采用加固方案为对其下部与液压模块车接触位置设置四道双层钢梁，钢梁下表面与钢圆筒下表面齐平。提出方案并确定最佳方案05 由于液压模块车的行进路线必须畅通，因此船上支墩选用钢圆筒象限的四处位置布置。使用经纬仪进行测量放样，确认钢圆筒位置及行车路线，使用油漆喷涂钢圆筒位置和道路线。岸边行车线对齐船上行车路线并喷涂油漆。最后进行支墩安装焊接。深化二：深化二：钢圆筒运输路线及装船位置支墩设
12、计钢圆筒运输路线及装船位置支墩设计提出方案并确定最佳方案05 由于使用船舶进行运输，钢圆筒高3335米，其在运输过程上的稳定尤为重要。因此选用加固方案经过计算的钢支撑进行加固。每个钢圆筒设置12道钢支撑，以确保运输过程的稳定。钢圆筒和船甲板设置支座板，用于和钢支撑连接。深化三：钢圆筒船上位置加固及抗倾斜加固深化三：钢圆筒船上位置加固及抗倾斜加固提出方案并确定最佳方案05 1.液压模块车同步稳定性 SPMT在每个轴线内部装配了嵌入式的液压油缸，如遇到路面不平，某些轴系将失压或增压时，可通过油缸自动调节升高或降低，始终保持货物下平面水平。两台SPMT共用一个遥控器，可保证行进动作的同步性。深化四：
13、液压模块车运输稳定性分析深化四：液压模块车运输稳定性分析提出方案并确定最佳方案05 2.钢圆筒稳定性 从安全角度考虑，超宽和超高件运输的关键问题是稳定性。为确保稳性，我们放宽平板车的轮距，即通过横向组合。经研究，液压悬挂回路选用4点支承系统更有利，形成的装载区域就是口ABCD的面积（阴影区域），货物的重心落在平板车的承载区域内，可通过监视液压系统的压力表确保装载正确。深化四：液压模块车运输稳定性分析深化四：液压模块车运输稳定性分析提出方案并确定最佳方案05 2.钢圆筒稳定性 根据规范 GUIDELINES FOR LOAD-OUTS 0013/ND版中第14.2.2条规定，运输稳定角必须大于7
14、才安全。计算公式稳定角 tg=L/H H=21200，L=6300，tg=L/H tg=6300/21200，tg=0.297 =17 经过计算侧向稳定计算图得出钢圆筒的稳定角为17，满足要求，可以确保钢圆筒稳定性。深化四：液压模块车运输稳定性分析深化四：液压模块车运输稳定性分析提出方案并确定最佳方案05 洋浦港码头为重力式沉箱码头，根据资料洋浦港二期工程竣工报告、水工工程抗震设计规范得到码头前沿活荷载为30KN/*1.3=39KN/。仿真分析计算结果得到液压模块车行进最大荷载82KN/39KN/，无法满足码头前沿地耐力要求，我们采用采用单列车利用10张规格为6000*2500*20mm的钢板
15、进行铺设，分载后液压模块车载荷35KN/，满足码头承载力要求。深化五：码头地基承载力分析深化五：码头地基承载力分析提出方案并确定最佳方案051320025200192001028510285115001150025430?30000限位板分载板39000COG=2120025200240024004200630063001150011500TILT ANGLE=1763001150011500TILT ANGLE=2935003500分组 A9 轴线运输配置:SPMT:18*2=36 轴线货物重量工装件重量设备净重总重 800t 24t 176t 1000t分组 A9 轴线分组 B9 轴线分组
16、 C9 轴线每轴线承载重量每轴线承载能力流动载荷27.8t40.0t 8.2t/每轴线承载重量每轴线承载能力每轴线承载重量每轴线承载能力基本值分组 D9 轴线每轴线承载重量每轴线承载能力40.0t40.0t40.0t说明：1、地面应压实，平整；2、流动载荷：8.2t/m2；3、最大运输速度：0.5 km/h；4、最大允许风速：10 m/s；5、SPMT运输路径无任何阻碍；6、运输项目的结构业主检测；7、侧向稳定：根据行业规范稳 定角7即为安全；根据侧 向稳定计算图得出该工况的稳 定角为17，确定安全；8、钢圆筒钢材材质为Q345B，钢圆筒 主体壁厚22mm，顶部及底部加强 钢板厚30mm，加强
17、竖肋、横肋钢 材材质为Q235B。流动载荷流动载荷流动载荷分组 B9 轴线分组 D9 轴线分组 C9 轴线27.8t 8.2t/27.8t 8.2t/27.8t 8.2t/5546 使用专业模型计算软件Midas Gen软件，建立结构模型，导入各种施工工况，按规范要求，输入荷载数据，对模型进行计算分析，检查结构的状态，以确保施工方案合理，安全无风险。模拟仿真分析提出方案并确定最佳方案05深化六：仿真分析技术深化深化六：仿真分析技术深化施工流程施工流程制定对策06制作可拆卸活动式拼装胎架制作可拆卸活动式拼装胎架预留液压模块车通行车道预留液压模块车通行车道液压模块车加固液压模块车加固钢圆筒内支撑梁
18、安装钢圆筒内支撑梁安装液压模块车分载板安装液压模块车分载板安装码头前沿分载钢板铺设码头前沿分载钢板铺设码头、泊船连接刚跳板安装码头、泊船连接刚跳板安装船上支墩安装船上支墩安装钢圆筒滚装上船钢圆筒滚装上船海绑斜支撑安装海绑斜支撑安装海上运输海上运输钢圆筒拼装钢圆筒拼装编号编号对策对策目标目标措施措施时间时间地点地点负责人负责人1预留液压模块车运输车道液压模块车行进路线上无障碍物，筒行进路线之中物体高度不超过1.35米制作运输路线图，并进行路线标识；优化制作可拆卸式胎架16年12月施工现场李晓波2钢圆筒内支撑梁优化和安装支撑梁底标高与筒底标高相差不超过3mm，重量不超过5吨。优化支撑梁构造及连接做
19、法，编制合理的安装及拆除方法17年1月施工现场马宝平3液压模块车加固运输过程中液压模块车中部最大起拱不超过150mm液压模块组之间增加钢板肋，并在承压位置设置分载平台17年1月施工现场李晓波4钢跳板道路过度钢跳板位移不超过30mm，能满足筒滚装通行钢跳板进行设计计算，安装时两端牢固焊接。17年1月施工现场马宝平5船上支墩与海绑斜支撑支墩顶部高差不超过5mm，斜支撑可重复使用制作销轴连接方便安拆的斜支撑，优化支墩位置，保证安装质量。17年2月施工现场祝坤明制定对策06运用运用5W1H5W1H方法进行对策制定方法进行对策制定编号编号对策对策目标目标措施措施时间时间地点地点负责人负责人6潮汐控制运输
20、船舶甲板与码头前沿高差不超过100mm。专人测量码头潮水，复核潮汐表，随时测量船岸高差17年2月施工现场 祝坤明 制定对策06制表人：审核人：制表时间：2016年12月5日运用运用5W1H5W1H方法进行对策制定方法进行对策制定 1、制作运输路线图，确认行走路线上无遮挡、无杂物，保证运输道路通畅。2、制作可拆卸活动式胎架，方便行车线路上胎架的拆卸与安装。实施效果：实施效果：根据现场实际制作运输路线图，保证钢圆筒前进线路中物体高度不超过1.35米；并避免了制作胎架与运输路线重合部分重复制作安装，提高制作效率。对策一对策一：预留液压模块车运输车道预留液压模块车运输车道对策实施07 以液压模块车和钢
21、圆筒接触的四处为中心点，分别布置四道双层钢梁；钢梁与钢圆筒使用螺栓连接，使其可以重复使用。实施效果：实施效果：（1）优化支撑梁与钢圆筒的连接方式，减少后续重复制作，减少材料损耗。（2）合理安排位置，增加钢圆筒与液压模块车接触面，减小集中应力分布。（3）支撑梁重量4.5t，梁底标高与筒底标高相差不超过3mm。对策二对策二：钢圆筒内支撑梁优化和安装钢圆筒内支撑梁优化和安装对策实施07 对液压模块车对接位置上部进行加固，使其形成一个整体。与钢圆筒接触位置设置分载板，分载板上下均铺设橡胶皮垫，使液压模块车能更安全的进行运输作业。实施效果：实施效果：加强液压模块车统一运作能力，中部起拱高度小于150mm
22、。加强接触位置的摩擦力，杜绝在运输过程出现滑移。对策三对策三：液压模块车加固液压模块车加固对策实施07 作业前设置6张钢跳板，组成2条道路线，其强度经过计算。钢跳板的转动轴板与船舶夹板焊接。实施效果：实施效果：连接码头与船舶，且刚跳板位移控制在30mm以内，确保了液压模块车能平滑度过。对策四：对策四：钢跳板道路过度钢跳板道路过度对策实施071、船上支墩制作安装 船上支墩由630*25圆钢管上铺20厚钢板下铺3000*1000分载板焊接组成，保证预留车道情况下均匀分布在钢圆筒底部圆的四处象限位置，每处4个支墩，总计16个支墩。其强度经过验算，可以保证。对策五：船上支墩与绑扎斜支撑对策五：船上支墩
23、与绑扎斜支撑 对策实施07 2、绑扎斜支撑 每个钢圆筒设置12道斜支撑，每道斜支撑由直径300的圆管和30厚的钢板焊接组成。布置位置为垂直于船长方向每侧布置4道，顺船长方向每侧布置2道，每两道间相互平行。实施效果：实施效果：支墩顶部高差未超过5mm，斜撑均可重复利用，确保了海上运输时钢圆筒安全稳固。对策五：对策五：船上支墩与绑扎斜支撑船上支墩与绑扎斜支撑 对策实施07时间01234567891011潮高（cm）187 198 205 208 209 208 206 205 208 214 220 224实测码头距离水面高度（m）/3.132.95 2.91时间12131415161819202
24、12223潮高（cm)226 222 214 202 188163 156 155 166 182 201实测码头距离水面高度(m)2.85 2.97 2.99 3.25 3.443.65 3.9 3.92 3.7/经计算，码头面离水面高度为3.5m时，为最安全的滚装时间点。结合实际测量数据及潮汐表对照，当潮高174时进行滚装作业。驳船根据甲板的水平及高度情况，及时调整水舱排水或压水，达到甲板基本水平，可保证2小时安全作业时间。实施效果：实施效果：驳船与码头高差控制在100mm以内，确保滚装作业安全进行。对策六：潮汐控制对策六：潮汐控制对策实施07171743.5效果检查08 经现场运输施工，
25、成功完成钢圆筒顺利装船的目标，每月可完成运输经现场运输施工，成功完成钢圆筒顺利装船的目标，每月可完成运输20-30个钢圆筒，完全个钢圆筒，完全满足振沉的需求。满足振沉的需求。实践证明，滚装可保证钢圆筒的结构安全稳定性及外形尺寸，夹取钢圆筒均一次成功，目前已运输的钢圆筒全部顺利完成振沉。标准化09 南护岸钢圆筒工程经过QC小组活动和工程实践，现已编织专项施工方案3项，已受理实用新型专利3项。专项施工方案专项施工方案3项项钢圆筒装船运输专项方案、船舶装载大型钢圆筒进出洋浦港作业方案船舶装载大型钢圆筒进出洋浦港5#泊位工程通航安全保障方案研究报告。标准化09 南护岸钢圆筒工程经过QC小组活动和工程实践，现已编织专项施工方案3项，已受理实用新型专利3项。实用新型专利实用新型专利3项项 钢副格水平运输托架装置、大直径钢圆筒倒装顶升技术装置、钢圆筒水平运输技术装置 QC活动总结：活动总结：在解决问题的全过程中，QC小组按照PDCA程序进行，依照逻辑性思维分析和诊断问题，进行科学的决策。最后选用最佳方案来解决问题，全面提高了小组成员分析问题和解决问题的能力。今后打算：今后打算：计划以“三亚某人工岛南护岸钢圆筒工程施工新工艺”为研究课题展开QC活动。自我评价雷达图总结与今后打算10
