【案例分享】QC小组优秀案例展示
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提高钢主梁滑移施工
同步精度准确率
- 作者:宏润建设集团中兴大桥腾飞QC小组 -
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文章节选:2019年·4期 P117
中兴大桥及接线(江南路—青云路)主线按双向6车道设计,桥梁全长约1.7公里。主桥采用一跨过江矮塔斜拉桥,桥长700米,主跨跨径为400米。
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主梁滑移施工,主桥钢梁节段选择在甬江两岸搭设临时支架,支架上方铺设滑移轨道,通过600吨浮吊将节段从甬江上吊装至滑移支架上方,采用滑移施工工艺将节段钢梁从江边滑移至岸上的设计位置。
01
选择课题
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中兴大桥主梁共计71个节段,其中边跨节段和主墩上部节段采用了滑移工艺进行安装,滑移节段总共38个节段。各滑移点的同步性直接关系到梁段滑移过程中的安全和梁段质量。若滑移施工过程中同步精度控制不好,将会使已经制作完成的梁段发生较大的扭曲变形,进而影响主梁施工质量或发生安全风险。
小组对中兴大桥首个试验节段LBN16#同步精度进行调查。
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02
现状调查和目标设定
为掌握主梁滑移施工的现状,小组首先对首个试验节段LBN16#共计滑移151.7米,总计270个行程中精度超过3%的168个行程进行分析,发现同步精度在3%~5%区间内的行程数量最多。
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由于本工程主梁滑移为曲线滑移,为进一步查找症结,小组成员对钢梁滑移在上坡、下坡及水平滑移时的同步精度进行调查,发现上坡段滑移施工同步精度控制最差。
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随后,小组成员继续对上坡段主梁滑移精度偏差的种类进行调查分析,得到结论:位移偏差是同步精度中控制最差的,是关键的少数。
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小组成员调阅资料,发现,
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公司以前的兰州深安黄河大桥工程主梁顶推同步精度准确率控制在了75%,为小组设定目标提供了依据。
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综上所述,位移偏差是导致主梁滑移施工同步精度准确率低的主要症结。小组讨论后认为可以解决主要症结问题的90%,计算得到:
[270-(168-110×90%)]÷270=75%。
综上所述,小组将活动目标确定为“钢主梁滑移施工同步精度准确率达到75%”。
03
要因确认
小组绘制原因分析系统图并逐一进行确认。
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要因确认一:未对工人进行交底
1.确认内容:未对工人进行交底导致未按标准流程进行操作。
2.确认方法:现场确认。
3.确认依据:现场施工人员100%进行交底;交底后对滑移施工位移偏差影响小。
4.影响程度确认:小组查看了主梁滑移施工前的技术交底记录,项目技术负责人于2017年10月29日就主梁滑移整个施工过程对管理人员和班组进行了交底,操作人员交底率100%。为验证现场工人是否按交底要求进行设备操作,小组对操作流程和操作内容进行测试,测试结果均按交底内容进行操作,未出现操作流程错误或操作误差,对滑移施工位移偏差影响小。
5.确认结论:非要因。
要因确认二:未设置行程传感器
1.确认内容:由于未设置形成传感器而导致主梁滑移施工出现位移偏差。
2.确认方法:现场测试。
3.确认依据:每个千斤顶设置1个行程传感器,对滑移施工引起位移偏差影响小。
4.影响程度确认:2017年11月14日,小组成员现场查看,每个行程位移测量均由测量人员采取人工测量的方式测量,千斤设置行程传感器的数量为0。为确认是否因为由人工测量产生的误差,在行程结束时,分别采用人工测量和行程传感器测量,并将数据进行对比。
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通过对比可以看出,采用人工测量精度比传感器测量低,且波动较大,对滑移施工引起位移偏差影响较大。
5.确认结论:要因。
要因确认三:未由同一人采用同一仪器测量
1.确认内容:未由同一人采用同一仪器测量而导致的主梁滑移施工出现位移偏差。
2.确认方法:现场确认。
3.确认依据:整个过程由同一人采用同一仪器测量,对产生位移偏差影响小。
4.影响程度确认:经现场确认,LBN16#节段位移测量均由同一测量员完成,整个过程采用同一仪器进行测量。为了测试不同测量人员及测量仪器之间的结果差异,小组分别采取不同人同一机器以及同人不同机器的方式进行测量验证。
(1)不同人同机。采用钢卷尺,由3名不同测量人员分别进行位移差测量,可知不同人同机进行测量,数据偏差不大。
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(2)同人不同机。由测量员郑旭辉分别采用钢卷尺及皮尺进行位移差测量,发现同人不同机进行测量,数据偏差不大,对产生位移偏差影响小。
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5. 确认结论:非要因。
要因确认四:未设置比例阀
1.确认内容:未设置比例阀而产生的滑移位移偏差。
2.确认方法:现场测试。
3.确认依据:每个千斤顶油路设置专用比例阀,对滑移施工位置偏差影响小。
4.影响程度确认:本工程4个滑移千斤顶采用并联的方式进行连接,由同一泵站接出。2017年11月15日,小组成员询问了设备管理人员,并现场验证泵站及油路,4个千斤顶均未设置比例阀。为确认影响程度,在LBN15#节段滑移时,先测试未设置比例阀时各滑移点的推力,测试数量为5个行程。然后安装比例阀,将基准推力设置为5.5吨,继续滑移并测试各滑移支点的推力,发现未设置比例阀时,不同滑移支点间的推力偏差值较大,对位移偏差影响程度较大。
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5. 确认结论:要因。
要因确认五:未采用计算机调节
1.确认内容:采用人工调节而产生的位移偏差。
2.确认方法:现场测试。
3.确认依据:采用计算机实时调节,对滑移施工产生的位移偏差影响小。
4.影响程度确认:2017年11月13日,小组成员通过现场查看发现,现场行程调节全部采取人工调节的方式,工人基本上在1~3个循环才进行一次调整,调整时各点位移已经相差较大。小组分别采用人工调节和计算机调节两种方式进行测试,每组测试10个行程,测试其在单个行程内位移调节频次。将计算机设置为位移偏差超过10毫米时进行自动调节,结合工程实际情况,人工调节设置为每个行程1次。由测试结果可知,采用计算机自动调节时,单个行程内调节频次远远超过人工调节。
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5. 确认结论:要因。
要因确认六:未设置调节基准
确认内容:未设置调节基准而对滑移施工位移偏差产生的影响。
2.确认方法:现场调查。
3.确认依据:以某一个千斤顶行程为基准进行调节,对位移偏差的影响小。
4.影响程度确认:2017年11月18日,小组成员对4个滑移点的位移调节方式进行调查,操作人员选定某一滑移点为基准,以此基准对其他滑移点行程进行调节。为验证有调节基准和没有调节基准两种调节方式之间的差异,小组分别采用两种调节方式进行了7组试验,为使数据更具对比性,将位移偏差限值设置在30毫米。由测试结果可知,两种调节方式最终都能满足设定的调节参数要求,设置调节基准比未设置调节基准位移偏差略小,但无明显差距,对位移偏差影响较小。
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5. 确认结论:非要因。
04
对策制定与实施
小组成员经过确认,找出3个主要原因,分别是未设置行程传感器、未设置比例阀、未采用计算机调节。在此基础上进行充分讨论,制定了有针对性的对策并逐一实施。
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对策实施一:增加行程传感器
1.目标:测量数据反馈及时率100%。
2.实施过程:在每个液压油缸各安装1只行程传感器,用于测量油缸行程和处理油缸压力信号,将传感器同各自的通讯模块连接。通过安装行程传感器,4个千斤顶的行程数据得以实时显示,方便随时进行读取。通过信号传输,各滑移点的位移数据实时回传至中央控制单元,为后续动作提供相应依据。现场网络控制系统根据液压油缸行程信号,确定所有液压油缸当前位置,主控计算机综合控制要求和液压油缸当前状态信息,决定液压油缸的下一步动作。当主控计算机决定液压油缸的下一步动作后,向所有液压泵站发出同一动作指令,控制相应的电磁阀统一动作,实现所有液压油缸的动作一致,同时伸缸、缩缸或根据行程信息实时调节伸缸速度。
3.实施验证:在每个千斤顶油缸上安装位移行程传感器,对LBN15#节段的其中30个行程同步精度进行调查,在每个行程内,各滑移支点的位移行程数据均能够实时显示,数据反馈及时率达到了100%。
4.结论:对策有效。
对策实施二:增加设置比例阀
1.目标:设定基准推力,推力偏差比例控制在5%以内。
2.实施过程:整套液压泵站系统采用比例阀系统液压泵站,提前根据理论计算负载值对各滑移点进行分配;以控制各滑移点的负载分配同步为目标,提前计算各支点理论负载,采取负载同步控制策略,使各滑移点的实际负载与理论负载基本一致。
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通过实现计算各滑移点的理论负载,提前通过比例阀设定每个滑移点负载的限值,从根本上杜绝了4个千斤顶出现极大偏差的可能。通过滑移过程监控情况反馈,可以及时地对比例阀开度进行调整,进而进一步减小各滑移点之间的偏差,提高同步精度。
3.实施验证:经过现场验证,各滑移点动作基本处于同步状态,偏差均比例小于5%。
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4.结论:对策有效。
对策实施三:采用计算机调节
目标:根据位移偏差情况实时调节各滑移支点速度,调节及时率100%。
2.实施过程:组员首先布置1台计算机控制柜,通过比例阀通讯线、电磁阀通讯线将所有泵站联网;完成传感器的安装和现场实时网络控制系统的连接后,计算机控制系统的布置就完成。组员在同步滑移过程中,设定某一滑移点为主令点,其余点为跟随点。设定主令点的比例阀电流恒定,进而主令点液压泵站比例阀开度恒定,主令滑移油缸的伸缸速度恒定,主令点以一定的速度滑移。滑移速度的快慢,以使该跟随点同主令点的位置跟随一致。现场网络控制系统将各传感器的位移信号采集进主控计算机,主控计算机通过比较主令点同每个跟随点的位移得出跟随点同主令点的距离差。为了保证滑移过程中的位移同步,系统中还设置了超差自动报警功能。一旦某跟随点同主令点的同步距离差超过某一设定值,系统将自动报警停机,以便检查,通过手动干预调节。
3.实施验证:通过现场施工验证,滑移施工同步性的调整实现了完全的自动调节及实时调节,提高了4个滑移点的同步精度。施工员只需每3个行程测量通过钢卷尺配合测量各滑移点位移的累计数值,及时发现由于各种因素造成的累计误差,并通过单个油缸调节误差。
小组成员在每个实施过程结束后,从安全、质量、管理、成本等方面进行了分析,未发现有任何影响。
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4.结论:对策有效。
效果检查、巩固措施、总结和下一步计划(略)