1、合理進展黃岡公鐵兩用長江大橋鋼桁梁設計匯報人：李衛華中鐵大橋勘測設計院2021年12月QC成果匯報.小組概略小組類型：攻關型活動日期：2021.42021.9活動次數：4次活動時間：15小時姓名性別年齡職稱分工主要工作楊光武男40高級工程師組長方案策劃，總體協調 徐 偉男46教授級高工組員技術指導，方案決策沈澤向男74高級工程師組員技術指導，方案實施 李衛華男29工程師組員計算分析，成果總結文 坡男30工程師組員方案實施，成果總結唐賀強男30工程師組員收集材料，方案實施鄒敏勇男28工程師組員收集材料，方案實施小組成員：小組稱號：黃岡公鐵兩用長江大橋鋼桁梁設計QC小組QC成果匯報. 黃岡公鐵兩用

2、長江大橋是武漢城市圈鐵路規劃的重要工程，大橋建成后，將真正實現黃岡與武漢從公路、鐵路及軌道交通方面的“無縫對接。大橋主橋為鋼桁梁混凝土主塔斜拉橋，孔跨布置為：(81+243+567+243+81)=1215m，主橋建安費約18億。工程概略QC成果匯報.P：方案D：實施C:檢查A:總結QC循環QC成果匯報.課題選擇課標題的制定方案現狀調查緣由分析對策制定P階段：方案階段QC成果匯報.P階段課題選擇QC成果匯報技術參數等級寬度雙向4車道25.5m雙線鐵路線間距4.6m特點結構跨度大運營活載重公路面與鐵路面寬度相差大黃岡長江大橋主要技術參數與特點公路橋面布置鐵路橋面布置.P階段課題選擇本橋為公鐵兩用

3、橋，荷載重，主跨567m為目前最大跨度的公鐵兩用長江大橋。 公路與鐵路橋面寬度相差較大，鋼桁梁設計難度較大。本工程鐵路為客運專線，同時兼顧貨運。客運專線的高平穩性和貨運鐵路的重載性，對鋼桁梁的設計要求較高。需滿足“技術先進、經濟合理的設計要求，且設計周期短、任務量大。合理進展黃岡公鐵兩用長江大橋鋼桁梁設計選定課題選題理由QC成果匯報 同類型已建橋梁中，黃岡長江大橋的跨度超越了目前跨度第一的天興洲公鐵兩用長江大橋主跨504m，技術難度較大，需求結合本橋的技術規范和荷載特點，對主橋的鋼梁設計進展攻關，并針對性地開展專題研討。 .P階段課標題的活動目的 合理進展本橋鋼桁梁設計，按時優質完成初步設計任

4、務。 QC成果匯報.P階段制定方案 小組成員經過仔細討論，對質量教育、活動要點、方案進度、成員分工和責任人均提出了明確要求，并制定了活動程序方案表。QC成果匯報.P階段制定方案- 主要責任人 - 參與人員階段活動程序活動內容與要求計劃進度成員分工質量教育活動要點2009年楊光武徐 偉沈澤向李衛華文坡唐賀強周敏勇456789P(計劃)選擇課題分析現狀找出問題確立目標分析原因確定要因制定對策學習質量管理小組活動指南，了解管理活動的程序及活動方法。學習GB/T-190012000idtISO9001：2000標準有關內容收集有關大跨度公鐵兩用斜拉橋鋼桁梁設計的資料，找出存在問題分析公鐵兩用斜拉橋鋼桁

5、梁各部件設計的影響因素及原因根據原因分析，找出主要因素，確定要因，制定對策D（執行）實施對策學習有關理論和規程規范針對要因，解決問題C（檢查）檢查效果學習質量管理小組活動及診斷針對要因、對策實施情況進行檢查A（總結）鞏固措施遺留問題及下一步打算活動總結整理成果成果發表學習質量管理小組活動材料及優秀小組成果實例總結成果，列出遺留問題編寫成果報告QC成果匯報.P階段現狀調查序號調查項目主跨跨度（m）主桁桁式公路面鐵路面拉索錨固1九江公鐵兩用長江大橋216帶豎桿三角形桁縱、橫梁支撐的混凝土橋面縱、橫梁支撐的明橋面2蕪湖公鐵兩用長江大橋312N形桁鋼-混結合梁橋面縱、橫梁支撐的明橋面采用副桁錨固3天興

6、洲公鐵兩用長江大橋504N形桁正交異性鋼橋面板正交異性鋼橋面板節點內鋼錨箱4南京大勝關長江大橋336N形桁正交異性鋼橋面板5鄭州黃河公鐵兩用大橋168三角形鋼-混結合梁橋面正交異性鋼橋面板中桁節點箱內序號調查內容現 狀要求及問題1類似橋梁設計情況國內外已建成多座鋼桁梁橋梁，主梁的桁式、公路面、鐵路面及拉索錨固方式各有不同。充分借鑒已建橋梁的設計經驗。2本橋設計情況鑒于不同桁式對主梁總體受力影響不大，工可及本階段初步擬定采用“N”形主桁，桁高為15.5m。根據前期確定相關參數進行下一步設計3技術難度本橋跨度大，公路及鐵路寬度相差一倍，造成本橋鋼梁斷面選取，主桁桿件等設計難度較大。滿足“技術先進、

7、經濟合理”的設計要求4設計周期根據設計計劃，需在3個月內完成初步設計工作。工作量大，時間緊。現狀調查分析表 已建鋼桁梁橋梁調查表QC成果匯報.P階段緣由分析經過上述各項論證與調查，本小組對影響主桁設計的要素進展了全面分析，并繪出了系統圖黃岡長江大橋鋼桁梁設計主梁斷面方式鋼梁制造、安裝公路橋面系構造斜拉索錨固構造鐵路橋面系構造QC成果匯報.P階段要因確認緣由一：主梁斷面方式 大跨度斜拉橋的主梁斷面不僅決議著主梁的整體剛度，受力情況，還直接決議了主桁桿件、橋面系的受力情況，對經濟性也有較大影響。 且對本橋而言公路和鐵路橋面寬度相差較大，更加大了鋼梁斷面的設計難度。故確定為要因。 QC成果匯報.P階

8、段要因確認緣由二：公路橋面系構造 根據調查，早期采用正交異性鋼橋面板的大跨度公路橋及公鐵橋出現了各種各樣的病害景象。 公路橋面的設計合理與否對橋梁構造的平安和后期的運用有著至關重要的影響，確定為要因。 QC成果匯報緣由三：鐵路橋面系構造 鐵路橋面具有接受的荷載重、沖擊力大等特點，接受的荷載占全部活載的80%。 鐵路橋面系對列車走行的溫馨性和后期的養護維修任務影響較大，經研討確定為要因。.P階段要因確認緣由四：斜拉索錨固構造 斜拉索錨固構造是鋼桁梁斜拉橋的關鍵部位，既要保證構造受力、傳力合理，又要保證其強度、穩定、疲勞等滿足規范要求。確定為要因。 QC成果匯報緣由五：制造、施工難度 經過與制造單

9、位及施工單位進展溝通交流，可以確定鋼梁制造的詳細規范及合理的施工方案，確定為非要因。 .P階段要因確認確認的主要緣由有：要因一：主梁斷面方式 要因二：公路橋面系構造要因三：鐵路橋面系構造 要因四：斜拉索錨固構造 QC成果匯報.P階段制定對策序號因素名稱對 策目 標措 施負責人完成時間1主梁斷面形式A.采用質量管理手 段提高攻關能力。B.多方案比選。C.開展專題研究D.咨詢專家意見。滿足公鐵兩用功能要求，并使鋼桁梁結構受力合理安全，滿足規范設計要求A.按規范計算，同時利用空 間有限元程序分析。B.由負責人組織各方案比選 討論會。C.外委進行專題研究。D.向老專家請教。楊光武李衛華2009.62公

10、路橋面系A.搜集相關資料B.多方案比選。C.小組討論。結構受力性能良好、經濟合理。A收集我院已設計完成公鐵 橋的相關資料。B.利用有限元程序進行結構 分析。C.對各方案進行經濟估算。李衛華文坡2009.73鐵路橋面系A.搜集相關資料B.多方案比選。C.小組討論。結構受力性能良好、經濟合理。A收集我院已設計完成公鐵 橋的相關資料。B.利用有限元程序進行結構 分析。C.對各方案進行經濟估算。李衛華文坡2009.74斜拉索錨固構造A.收集相關資料。B.多方案比選。C.咨詢專家意見。結構受力合理、傳力明確且制造施工便利，滿足規范要求。收集相關公鐵橋斜拉索的 錨固資料B.按規范計算，同時利用空 間有限元

11、程序分析。D.向老專家請教。文坡2009.8QC成果匯報.要因一的對策實施及處理措施要因二的對策實施及處理措施要因三的對策實施及處理措施要因四的對策實施及處理措施D階段：實施對策QC成果匯報.D階段要因一：主梁斷面方式選擇 針對主梁斷面方式在鋼桁梁設計中的重要性與復雜性，QC小組在要因一的對策實施中再次進展了QC循環，按照P(方案)D(實施)C(檢查)A(總結)的程序進展攻關研討。P：方案D：實施C:檢查A:總結要因一 主梁斷面對策實施.D階段要因一：主梁斷面方式選擇 子循環 P階段：緣由分析，制定對策 P：方案主梁斷面方式選擇橋面系選擇上下弦構造寬度構造受力性能構造整體及部分受力情況良好是主

12、梁斷面設計的重要目的。上、下弦構造的寬度決議了主梁斷面的外形，影響主桁截面，腹桿設置方式，及斜拉索錨固方式。整體橋面體系與縱橫梁橋面體系各有優缺陷，應結合詳細情況進展選擇。對策實施. 子循環 P階段：緣由分析，制定對策 序號因素名稱對 策目 標措 施負責人完成時間1上下弦結構寬度通過搜集相關資料，提出多種方案進行比較，根據其受力及經濟性確定最優方案。滿足公鐵兩用功能要求，滿足規范設計要求A.對各方案進行構 造分析。B.由負責人組織小 組討論。C.向老專家請教。楊光武2009.62橋面系通過搜集相關資料，提出多種方案進行比較，根據其受力及經濟性確定最優方案結構受力合理、經濟性好A.對各方案進行構

13、 造與經濟性分析。B.由負責人組織小 組討論。C.向老專家請教。楊光武2009.73結構受力性能A.進行計算研究分析B.委托相關單位進行專題研究。 結構受力合理、傳力明確且制造施工便利。A.采用有限元軟件 進行技術分析。B.請相關單位進行 車橋耦合及動力 等專題分析。李衛華2009.9P：方案D階段要因一：主梁斷面方式選擇對策實施. 首先對多種方案進展了對比分析研討。D：實施子循環 D階段：對策實施 方案一 方案二 方案三 方案四D階段要因一：主梁斷面方式選擇對策實施.D：實施子循環 D階段：對策實施項目方案一方案二方案三方案四結構特點上下主桁等寬，桁寬28.5m，公路面采用正交異性板橋面，鐵

14、路面采用縱橫梁體系，有碴軌道主桁及公路面同方案一，鐵路面采用正交異性板橋面及有碴軌道截面為倒梯形，主桁為斜桁，上寬下窄，以適應公鐵橋面不等寬的需要；公路及鐵路面均采用正交異性板橋面，鐵路為有碴軌道上下主桁等寬，桁寬16.0m，為便于拉索錨固，需設置副桁，公路及鐵路面均采用正交異性板橋面，鐵路為有碴軌道優點主桁較寬，橫向剛度相對較大；縱橫梁不參與主桁受力，下層結構受力簡單明確；采用縱橫梁體系，橋面系用料相對較省。主桁較寬，橫向剛度相對較大上下層橋面均參與主桁受力，主桁截面相對較小。截面簡潔，橋面利用率較高；下層橋面較窄，橋面系用料較省；上下層橋面均參與主桁受力，主桁截面相對較小，綜合用鋼梁較省。

15、截面簡潔，橋面利用率較高；下層橋面系用料較省；上下層橋面均參與主桁受力，主桁截面相對較小。缺點縱梁需斷開，鐵路橋面整體性較差；鐵路面橋面較寬，橫梁跨度較大，對橫梁受力不利；鐵路橋面不參與主桁受力，下弦桿受力較大，板厚及截面尺寸較大；主桁用鋼量較大。下層橋面用鋼量較大；下層橋面空間利用率較低；整體用鋼量較大。主桁為斜桁，制造及安裝相對困難些；主桁豎桿橫向第二系統受力相對較大，一、二系統受力相加，結構受力較為復雜。 拉索錨固在副桁節點上，副桁構造較為復雜，制造困難； 整體用鋼料較方案三略多。主梁斷面方案對比分析表 D階段要因一：主梁斷面方式選擇對策實施.D：實施子循環 D階段：對策實施主梁斷面方案

16、技術評價表 項目方案一方案二方案三方案四評價指標技術可行性技術成熟，構造相對簡單技術成熟，構造相對簡單技術先進，構造簡單技術成熟，副桁構造復雜經濟合理性經濟性差經濟性差經濟性好經濟性一般制造、安裝 制造工藝成熟，安裝較為簡單 制造工藝成熟，安裝較為簡單 制造工藝成熟，安裝相對困難 副桁制造工藝較為困難 整體美觀外形美觀、線形流暢 外形美觀、線形流暢 外形美觀、線形流暢 外形一般D階段要因一：主梁斷面方式選擇對策實施據上述對比分析，初步選定方案三：倒梯形斜桁斷面作為引薦方案。.D階段要因二：公路橋面系構造對策實施1.混凝土橋面板與主桁相結合的鋼混結合構造2.密橫梁支承正交異性鋼橋面板3.縱橫梁支

17、承正交異性鋼橋面板。鋼混結合密橫梁體系正交板縱橫梁體系正交板對策實施.D階段要因二：公路橋面系構造處理措施及效果 采用方案三縱橫梁正交異性鋼橋面板作為引薦方案。減小了主橋恒載分量，處理了橋面系與主桁的共同作用問題，減少了荷載的傳送途徑。處理措施.D階段要因三：鐵路橋面系構造對策實施1. 傳統的縱、橫梁支承道碴槽板構造2. 縱橫梁正交異性鋼橋面板支承道碴槽板構造3. 密橫梁正交異性鋼橋面板支承道碴槽板構造 縱、橫梁支承道碴槽板構造縱橫梁正交異性鋼橋面板對策實施.D階段要因三：鐵路橋面系構造對策實施處理措施及效果 采用方案三密橫梁正交異性鋼橋面板支撐道砟槽板作為引薦方案。使得鋼梁板桁受力較好，大幅

18、度降低主桁下弦桿件的受力，且橫梁跨度較小，受力較均勻，減小了截面尺寸。 密橫梁正交異性鋼橋面板處理措施.D階段要因四：斜拉索錨固構造對策實施鋼錨箱方案 2. 單錨拉板方案 3. 雙錨拉板方案對策實施與處理措施處理措施及效果 采用方案一鋼錨箱作為引薦方案，構呵斥熟、構造可靠、傳力方式簡單。.C階段：效果檢查QC成果匯報 在實施上述QC活動后，實現了各項預期目的，設計按方案完成，目的到達了！ C階段效果檢查.QC成果匯報主要成果穩定措施今后計劃A階段：成果總結.QC成果匯報A階段成果總結分 類效 益 成 果經濟效益通過開展本次QC活動，攻克了一系列設計難點，初步估算約節省鋼材用量2515t左右，減少工程造價約3772萬元人民幣。社會效益按期完成了該橋的初步設計工作，為該工程的施工圖設計奠定了基礎，為該項目早日開工建設創造了條件。獲得了相關單位的好評。技術效益解決了大跨度公鐵兩用斜拉橋公路及鐵路橋面寬度相差較大帶來的主桁設計難題，為今后類似橋梁的設計積累了一定的設計經驗。其它效益通過活動，提高了小組成員的質量意識、提高設計文件的質量效果、培養了組員