质量月专题丨创新助力桥梁施工——隧道分公司QC创新记录

文摘   2024-09-30 20:06   云南  

2024年,隧道分公司围绕主业,开展“隧道水爆破”课题、隧道无油机械施工组织和特长隧道通风供电物联网等新技术研究课题研究。追究起源,在于隧道分公司一次成功的科技创新。

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缘起

2020年,按照集团公司统一要求,当时的文山州轨道交通4号线总包部成立QC小组,在选择课题时,小组围绕当时现场施工中最传统、看似科技创新点最少的桥梁施工着手。通过梳理桥梁施工流程,针对传统的桥梁施工中的预制梁加工环节中“钢绞线穿束”这一工艺开展科研研究。

在确定科研方向后,总包部组织人员加入QC管理小组,由分公司领导、技术负责人、现场施工人员结合起来,作为科研课题,探索出一条提升钢绞线穿束施工效率的工艺工法。由当时的总包部副经理姚光磊任组长,围绕预制梁施工中钢绞线穿束阶段工艺改进开展研究。

小组对钢绞线穿束过程展开分析,传统的穿束工艺采用单根穿束,单根穿束所用时间较长且穿束钢绞线容易发生缠绕,张拉完成后存在钢绞线受力不均匀,有些钢绞线锚下应力过大,有些偏小,难以控制锚下应力质量。如果在施工中采用人工整束穿束,需要大量的人力,工作效率较慢。以上因素导致了钢绞线穿束工艺耗费大量时间,但是效率不高、检测合格率不够理想。对此,需要寻找一种钢绞线快速穿束的新工艺或新设备,提高施工效率同时确保施工质量。最终,QC小组决定借鉴以往施工经验,结合“四新”技术,围绕快速穿束钢绞线这个目标开展研究。

小组成员都是长期在一线的技术人员或者现场经验丰富的管理人员,对各项工艺工法都烂熟于心。因此在研究之初,花了很多精力在“如何将钢绞线穿束工作标准化”这个思路上。但是在集思广益,与一线施工人员深入了解之后,却发现现有的逐根穿束方式已经较为完善成熟,经验丰富的老师傅还能够保障合格率维持在较高的水平,即使引入机械,也很难进一步提高施工效率。通过优化现有施工工艺流程从而提升效率的路线已经逼近极限。

就在大家苦思冥想的寻找突破口时,在一次会议上讨论中突然迸发出一个想法:既然一根根的穿束钢绞线用时太久,为什么不设法做到一次穿束多根钢绞线,甚至将所需要的钢绞线一次性全部穿进去?

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探索

有了思路,QC小组首先搜集资料,看看其他单位其他项目有没有相关方法。经过查询发现采用整体穿束、引用新型穿束机的方案,但是相关的专业设备购置成本高昂,小组决定研究一套低成本、简易、快速高效钢绞线整体穿束施工工具,并将课题确定为:一种钢绞线快速穿束工具研制。

既然确定的课题思路,QC小组首先梳理现场生产需要改进的重点:目前使用的施工工艺存在资源投入高、施工工效低、穿束工时长三个不利因素,小组成员围绕保证工期、降低成本、提高质量3个方面,寻找问题的突破口。

首先是引导装置。传统工艺使用的牵引头多采用直径7.5cm的“子弹头”,由于曲线段的大量存在,牵引头材质为钢铸件,不能产生适应性形变,加之体积偏大,导致在曲线段经常出现卡孔需要反复抽拉调节。而且波纹管内壁波纹等原因使得穿束卡孔经常发生。小组充分分析后认为牵引头应采用小型合金钢连接器,牵引头断面尺寸约为4.6平方厘米,较铸铁引头体积缩小80%,合金钢连接器自身具有可旋转型,且满足抗拉形变要求。

随后是束缚形式。既然是多根钢绞线一次性穿束,就需要使用装置进行束缚。受渔网启发,小组决定制作网兜形式铁丝网对钢绞线束进行包裹束缚连接。网状编织的束缚结构在受力作用下直径可收缩,继而产生咬合力,将钢绞线固定于网兜内,在波纹管曲线段作用力加大,咬合愈紧,保证良好的整体性,不至使钢绞线散落。

最后需要解决的是牵引装置。传统施工工艺现场穿束为保证钢绞线平顺,需要采用施工平台或吊机,浪费人力物力较大。在新的穿束工具研究过程中,小组结合货架灵感,决定制作一种活动可调钢架,提高施工效率。通过调节钢架高度,一片T梁在进行钢绞线穿束时仅需一个人进行施工,在确保钢绞线可平顺进行穿束的同时做到省时、省力、省工,提高了施工效率。

通过反复试验调整,QC小组不断完善技术,成功改善钢绞线缠绕及磨损现象,通过对预应力检测发现索力不均度从33.28%降至8.14%,穿束质量合格。小组总结出的工艺在人员熟练之后,每次钢绞线穿束耗时降低到一个小时左右,极大提升了施工效率。通过在文山州轨道交通4号线项目桥梁预制梁上的实地运用,经过测算,原本36天计划工期,在采用这一新方法之后钢绞线穿束共节约时间10天。

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运用

当时由文山州轨道交通4号线总包部派出人员承建的芷江至铜仁(湘黔界)公路土建5标项目位于湖南省西部,湘黔两省交界处,武陵山片区内。特点就是全线桥隧比大,超过70%,线路共有沟水溪1、2号大桥,晚房坡1、2、3号大桥五座大桥,桥梁施工是项目重头戏,也是保障项目进展顺利的标志。在进行桥梁施工准备的同时,文山州轨道交通4号线项目传来了新型钢绞线穿束工艺试行成功的消息。
芷铜5标桥梁上部结构均为后张法预制T梁,统计共需预制30米T梁250片,40米T梁130片。所有T梁均在项目的智慧梁场加工,此时“新型钢绞线穿束工具”试制成功,正是满足了芷铜高速土建5标项目的需要。因此,在隧道分公司(已经由文山州轨道交通4号线改组而来)讨论后,决定在芷铜项目再次试行新的工艺。
在试行之初,现场施工的工人对新施工工艺方法还抱有怀疑态度。更有甚者有些直率的工人直言:“你们项目部的领导自己随便折腾,不要影响我们干活!”。有些安排进行试制的工人不愿意采用新的方式方法,在学习熟悉操作流程的时候托词说自己学不会,不愿意配合。项目部为此开展了耐心的说工作和细致的组织工作。工人从心底是非常支持能够加快效率降低工作量的新工艺工法的。但是因为要学习新的操作流程,所以抱有疑虑。同时新的工艺工法会导致他们以往的操作经验一下子失去作用,因此缺少学习的积极性。最后通过协商协调,成功组织几名工人采取新的工艺工法实施操作。
人员物料已经就位,QC小组的成员迅速汇集到芷铜高速土建5标项目的一线,和工人一道检验这套新工艺。在按照流程完成了一片T梁施工之后,迅速准备好早已就位的新机械新设备,开始使用快速工具穿束钢绞线。在第一次施工的时候,因为尚不熟练,在速度上和传统工艺相比没有什么优势。在旁边围观的一些工人因此还说起了风凉话。
不过参与施工的人员没有气馁,通过新的每施工完成一片T梁的钢绞线穿束,QC小组就开一次简单的碰头会,梳理一下施工流程还有哪些地方可以施工。经过几片梁的磨合,新的工艺工法的展示出了效果:每片T梁钢绞线穿束的时间降低到一个多小时左右,在加工人员此前没有接触过这个工艺工法的前提下,几天内加工的十多片T梁钢绞线穿束全部一次合格。

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收获

经过几天的对比,梁场负责人也逐渐看出端倪:工人对新的工艺上手速度快,掌握技巧之后施工速度快,施工完成后一次验收合格率高。对梁场来说可以节约人力、节约物料、加快施工速度。而且不需要采购新的机械设备,只使用手头既有的一些设备进行简单改造就能使用。因此不等项目部提出要求,在一次周例会上,梁场的负责人就主动提出希望推广新的工艺工法。

在芷铜高速土建5标项目推广钢绞线集中穿束工艺后,原本耗时较长的钢绞线穿束耗时大幅减少,显著缩短了T梁加工所需的时间。2022年9月,芷铜高速土建5标顺利完成所有T梁加工工作。2023年7月,芷铜高速土建5标项目顺利完工。

2023年8月11日,“一种钢绞线快速穿束工具研制”QC成果获得中国施工企业管理协会2023年工程建设质量管理小组活动竞赛三等奖。7月28日,“一种钢绞线快速穿束工具研制”QC成果荣获“2023年度云南市政工程建设优秀质量管理小组”一等奖。

在新的时代,想要提高公路施工项目建设能力,就必须不断通过科技创新提升科技管理水平、质量管理水平。在以“一种钢绞线快速穿束工具研制”课题为代表的一系列基层单位QC小组努力的基础上,西南交建公司广大职工正在脚踏实地、立足现场,集思广益、群策群力,要为公路施工领域的科技创新交出一份西南交建答卷。

隧道分公司 马健博/报道
党委工作部 王禹贺/编辑

西南交建
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