海河開啟橋開啟驅(qū)動裝置銷齒軌精確定位施工質(zhì)量控制

中鐵十四局集團三公司天津海河開啟橋項目部發(fā)布人：***海河開啟橋是天津濱海新區(qū)基礎建設標志性重點工程，是溝通濱海新區(qū)響螺灣中心商務商業(yè)區(qū)和于家堡金融區(qū)的重要交通設施。主梁主跨懸臂部分采用變截面鋼箱梁，凈跨68米，橋型在縱向橋面以下布置旋轉(zhuǎn)塔室、懸臂梁、均衡重等三部分構(gòu)造。橋梁開啟部分由開啟動力系統(tǒng)、動力傳動系統(tǒng)、機械開啟系統(tǒng)、操作控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)組成。其中：開啟設備的液壓馬達、動力傳送液壓泵等核心部件均為國外采購。該橋結(jié)構(gòu)設計獨特、具有較高的科技含量；在中國內(nèi)及亞洲同類橋梁中規(guī)模及跨徑最大，在世界上也屬于最大的立轉(zhuǎn)開啟橋之一。橋梁通車運營后，將實現(xiàn)橋梁開啟全過程總用時315秒、閉合總用時265秒的高尖端科技技術。濱海新區(qū)響螺灣海河開啟橋填補了國內(nèi)立轉(zhuǎn)式開啟橋的建設空白，為國內(nèi)今后同類橋梁的建設打下堅實的基礎、積累了寶貴的經(jīng)驗；更重要的是從此將打破國外同類橋梁建設在設計、施工技術方面的壟斷。一、工程概況二、小組簡介QC小組成立于2007年8月20日，由項目經(jīng)理、總工、質(zhì)檢工程師、施工員、技術員等11人組成，小組成員均接受過QC學習培訓，小組具體情況見下表。小組名稱海河開啟橋開啟驅(qū)動裝置銷齒軌精確定位施工質(zhì)量控制成立時間2009.6.6課題類型現(xiàn)場型小組注冊日期2009.6.8注冊編號CRCC143-09QC-18活動時間2009、6～2008、8課題注冊日期2009.6.10注冊編動頻率平均每周一次課題活動次數(shù)12序號姓名性別年齡文化程度職務職稱組內(nèi)職務教育時間（h）1仇高山男42大專項目經(jīng)理工程師顧問802宋連秋男33本科質(zhì)檢部長工程師組長793張勇男33本科項目總工工程師副組長764朱茂鋒男36?？圃囼炇抑魅喂こ處熃M員735樊桂東男35?？剖┘疾块L工程師組員686劉修成男30專科監(jiān)測站長工程師組員827吳業(yè)東男35?？圃O備部長助工組員628楊浩男24本科技術員助工組員689顏可仁男39中專施工隊長助工組員7610葉博宇男26高中工班長組員6611王子富男42高中技術工人組員682008年PDCA2007年PDCA《海河開啟橋驅(qū)動裝置精確安裝質(zhì)量控制》獲2010年集團公司質(zhì)量管理成果一等獎

2009年PDCA我QC小組從2007年至今開展質(zhì)量活動從未間斷，年年有課題，年年有活動，年年有成果，年年都獲獎?！朵摪鍢秶呤┕べ|(zhì)量控制》獲2007年度集團公司一等獎《大體積混凝土施工質(zhì)量控制》獲2008年度集團公司一等獎、天津市2008年度城建系統(tǒng)QC成果優(yōu)秀獎小組活動歷史三、選題理由本工程是天津濱海新區(qū)基礎建設標志性重點工程，高、精密監(jiān)測/機、電、液一體化/智能、數(shù)控系統(tǒng)等多項技術綜合在該橋梁工程中采用，優(yōu)質(zhì)高效的建設開啟橋工程對提高我集團公司的橋梁施工技術具有重要意義。主墩（13#-14#墩、15#-16#墩）鋼箱梁驅(qū)動機構(gòu)設計為鏈輪導軌系統(tǒng)，鋼箱梁0#塊尾部安裝液壓馬達，圍繞軸承支座沿導軌作半徑為12414mm的圓弧轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動角度為85度，鋼梁尾部嚙合的導軌安裝精度誤差要求控制在±1mm以內(nèi)，設計精度極高，施工時稍微誤差偏大便造成鋼箱梁齒輪與導軌咬合卡死或者咬合脫空，致使齒輪或者導軌損壞，這種高精密設備安裝技術與土建工程的結(jié)合運用尚屬少見，因此施工難度極大，需要對銷齒軌施工方案運用頭腦風暴法進行室內(nèi)模擬，反復推敲，多方論證通過，方可付諸于施工。企業(yè)要求業(yè)主要求技術要求優(yōu)質(zhì)高效地建設亞洲第一開啟橋工程具有深遠意義，對提高我集團公司的橋梁施工技術具有重要意義天津市政重點形象工程，創(chuàng)優(yōu)目標高；確保天津“海河杯”、爭創(chuàng)國家優(yōu)質(zhì)工程/魯班獎是我公司對業(yè)主的承諾導軌安裝精度要求控制在1mm以內(nèi)，高度精密設備安裝技術與土建工程的結(jié)合運用尚屬少見，施工難度極大海河開啟橋驅(qū)動裝置精確安裝質(zhì)量控制確定課題銷齒軌結(jié)構(gòu)示意圖四、現(xiàn)狀調(diào)查為有效解決開啟橋開啟驅(qū)動裝置銷齒軌精確定位施工質(zhì)量，我QC小組邀請了天津大學和武漢理工大學教授指導，聘請武漢經(jīng)緯大地監(jiān)測有限公司與項目部監(jiān)測站聯(lián)合進行監(jiān)測控制，并召開系列論證會議，對銷齒軌精確定位施工質(zhì)量進行綜合分析，結(jié)合現(xiàn)有設備和能力進行系統(tǒng)分析，列出調(diào)查表如下：序號項目頻數(shù)累計頻數(shù)頻率累計頻率1銷齒軌變形686842.5%42.5%2監(jiān)控措施不足4911730.6%73.1%3吊裝設備選擇不當1613310.0%83.1%4焊接固定質(zhì)量不夠121457.5%90.6%5調(diào)節(jié)措施不當91545.6%96.3%6其他61603.8%100.0%

合計160160100.0%100.0%調(diào)查表制表：宋連秋2009年6月11日通過排列圖可以看出：銷齒軌變形和監(jiān)控措施不足是影響海河開啟橋驅(qū)動裝置精確安裝質(zhì)量的主要問題。排列圖制表：宋連秋2009年6月11日五、活動目標及可行性分析1、目標設定：確保鋼箱梁圍繞軸承支座沿導軌作半徑為12414mm的圓弧轉(zhuǎn)動，鋼箱梁尾部嚙合的導軌安裝精度控制在±1mm以內(nèi)。2、可行性分析：反復計算、嚴密平差進行監(jiān)測數(shù)據(jù)計算。目標能夠順利實現(xiàn)使用高尖端瑞士徠卡全站儀、徠卡水平儀、激光準直望遠鏡、光標靶尺等精密監(jiān)測工具。與武漢經(jīng)緯大地有限公司聯(lián)合，實行聯(lián)測。得到集團公司、天津大學等技術方面的大力支持，實行強強聯(lián)合。項目監(jiān)測、技術人員具有豐富的施工經(jīng)驗和較高的專業(yè)技術能力。六、原因分分析QC小組針對開開啟橋驅(qū)動動裝置銷齒齒軌安裝主主要問題，，運用頭腦腦風暴法，，結(jié)合QC理論和方法法，進行了了多次的討討論，集思思廣益，相相互啟發(fā)、、相互補充充；廣泛收收集現(xiàn)場工工人、班組組長、質(zhì)量量檢查員、、施工工人人的經(jīng)驗，，進行討論論分析，繪繪制如下影影響銷齒軌軌安裝精度度關聯(lián)圖。。制圖：宋連連秋2009年6月28日關聯(lián)聯(lián)圖圖七、要因確確認從上述關聯(lián)聯(lián)圖中可以以看出，影影響海河開開啟橋驅(qū)動動裝置精確確安裝質(zhì)量量的因素有有多條，根根據(jù)現(xiàn)場實實際，對末末端因素進進行要因確確認。序號末端因素要因分析和論證是否要因1交底不到位作業(yè)人員對技術要領掌握程度不一，通過對全員進行技術交底能夠解決。非要因2測量監(jiān)控不及時加強測量監(jiān)控制度管理，嚴格按照檢測頻率檢測，從思想上避免麻痹、疏忽觀念。非要因3環(huán)境溫度變化快橋梁處于海河河道，風力等造成環(huán)境溫度變化幅度較大，導致銷齒軌安裝測量監(jiān)控誤差增大，通過儀器嚴密平差、補償能夠解決。非要因4鋼板材質(zhì)差嚴格產(chǎn)品進料材質(zhì)控制，徹底解決原材料質(zhì)量弊病。非要因5焊絲焊劑選擇不當焊接材料的選用直接關系到焊接質(zhì)量，并影響到產(chǎn)品焊接變形，通過嚴格控制材料使用能夠解決。非要因6裝卸車時磕碰加強銷齒軌運輸過程的管理非要因7無保護、吊點不對銷齒軌成品加工完成后，鑒于產(chǎn)品為圓弧形，成品整體長度近100米，易產(chǎn)生變形，且安裝時不便于吊裝，需要采取措施加以保護。要因8起吊機械失穩(wěn)采用JQG180T/50m架橋機進行安裝，能夠避免機械失穩(wěn)。非要因9運輸車輛選擇不當運輸車輛車型、載重量、車輛尺寸直接影響到運輸，嚴格按照技術要求配備車輛運輸。非要因要因因確確認認表表制表表：：宋宋連連秋秋時時間間：：2009.06.1910初次接觸此類工程加強員工技術培訓，通過開展技術交流和動畫演示，解決員工模糊概念，并掌握技術要領。非要因11機具操作不當加強員工機具操作規(guī)程的學習，開展導師帶徒的學習，并經(jīng)常檢查機具使用狀況和保養(yǎng)情況。非要因12測量儀器操作失誤加強測量人員技術培訓，嚴格換手測量程序、嚴格換人計算、按照要求進行檢測，可以杜絕該類現(xiàn)象的發(fā)生。非要因13儀器不能滿足精度要求鑒于開啟橋?qū)к壪到y(tǒng)安裝精度控制在±1mm以內(nèi)，誤差精度要求極高，普通測量儀器不能滿足該精密要求。要因14監(jiān)控方案指導性不強方案在測量監(jiān)控中起著指導作用，因此方案必須具有針對性、可操作性和精細性，需要對方案進行嚴格論證分析。要因15限位措施不足銷齒軌整體重量較大，安裝精度要求極高，吊裝就位后誤差遠遠大于技術要求值，需要采取措施進行精密調(diào)整，并在調(diào)整后加以限位。要因16監(jiān)控方法不對將土建工程與機械設備安裝結(jié)合到一起，兩種類別的誤差要求不一致，且銷齒軌為圓弧形，導致測量監(jiān)控很難進行控制。要因17海河通航干擾可通過避免通航時間內(nèi)檢測，避免此干擾。非要因要因因確確認認表表制表表：：宋宋連連秋秋時時間間：：2009.06.19通過過分分析析，，確確認認以以下下:無保護/吊點不對、儀儀器不能滿足足精度要求、、監(jiān)控方法不不對、限位措措施不足、監(jiān)監(jiān)控方案指導導性不強5項因素為要因因。八、制定對策策針對上述5項要因，根據(jù)據(jù)現(xiàn)場實際，，QC小組召開會議議，進行專項項研究，規(guī)范范施工工藝，，從各個施工工工序環(huán)節(jié)對對施工質(zhì)量加加以控制，制制定對策表。。對策表表制表：宋連秋秋時時間：2009.06.22序號主要因素對策目標措施責任人地點解決時間1無保護/吊點不對將銷齒軌分節(jié)制作，每條銷齒軌分成兩段，盡量減小因長度造成的變形過大，并加以工裝；建立立體模型，嚴格進行吊點的計算。保證銷齒軌本體不變性吊點設計、加以工裝張勇辦公室、現(xiàn)場2009、7、202儀器不能滿足精度要求購置精度為1秒級的瑞士徠卡TCR1201+全站儀，并配合激光準直器等高精度測量儀器，解決因儀器精度誤差造成的精度不足。保證儀器測量精度購置先進儀器劉修成現(xiàn)場2009、6、293監(jiān)控方法不對建立安裝測量控制網(wǎng)和測量基準線，采用將全站儀傾斜45°角度架設的方法，全過程跟蹤測量方案，逐段、逐點檢測。監(jiān)控方案具有指導性、可操作性監(jiān)控方法論證劉修成現(xiàn)場2009、8、204限位措施不足設置限位裝置和微調(diào)機構(gòu)，在銷齒軌吊裝粗步就位后，進行細部精調(diào)，并進行位置限控。保證銷齒軌安裝后定位準確使用限位、微調(diào)裝置宋連秋現(xiàn)場2009、8、125監(jiān)控方案指導性不強加強方案編制、審核、審批程序，邀請專家召開論證會，對方案的可行性、可操作性、可控性進行論證通過；并制作3D動漫，要求參建者全員對方案有了直接的認識和了解。方案具有實際操作性方案論證樊桂東會議室2009、6、24九、對策實施施實施一：無保保護/吊點不對銷齒軌分節(jié)及及工裝銷齒軌吊點開啟部分兩個個主墩，每個個主墩上各有有四道銷齒軌軌，單根銷齒齒軌重量約190噸，，整整體體長長度度近近100米，中心心半徑為為12414毫米，要要求必須須滿足測測量成果果在±1毫米之內(nèi)內(nèi)，單根根重量和和長度之之大、精精度之高高，必須須保證銷銷齒軌自自身不受受外界因因素導致致變形。。因此在在工廠內(nèi)內(nèi)將銷齒齒軌分節(jié)節(jié)制作，，每條銷銷齒軌分分成兩段段，盡量量減小因因長度造造成的變變形過大大，并加加以工裝裝；建立立立體模模型，嚴嚴格進行行吊點的的計算、、設計，，最終確確定采用用JQG180T/50m雙導梁架架橋機雙雙吊點進進行吊裝裝，吊裝裝時吊點點位置設設置在型型鋼工裝裝上，盡盡量避免免因吊點點位置局局部受力力過大導導致銷齒齒軌變形形。實施人：：張勇實施二：：儀器不不能滿足足精度要要求鑒于八道道銷齒軌軌（即橋橋梁東、、西岸各各四道））安裝精精度要求求：⑴、、同岸四四道銷齒齒軌按中中軸線對對稱分布布，定位位偏差不不大于±1mm；⑵、各各道銷齒齒軌的每每段兩端端銷軸的的軸線至至軸承座座軸線的的R=12414mm定位，偏偏差不大大于±1mm⑶、各段銷銷軸軌應應安裝在在同一個個鉛垂面面內(nèi)，定定位偏差差不大于于±4mm。測量精精度要求求極高，，普通測測量儀器器和測量量方法難難以達到到這種精精度，為為滿足橋橋梁安裝裝和設計計精度要要求，選選用以下下主要測測量儀器器設備，，從而解解決了因因測量儀儀器導致致的誤差差增大。。1、LeicaTCR1201+全站儀：：測距標標準偏差差1mm+1.5×10-6ppm，測角標標準偏差差1”；2、ZWJ測微準直直望遠鏡鏡：光軸軸與機械械軸同心心度≤≤0.0064mm，光軸與與機械軸軸平行度度3″，調(diào)焦直直線性誤誤差0.025mm(0～9m)，測微精精度：0.0025mm+2%位移量；；90°視線折轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)精度±1″；90°視線折轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)同心度度0.02mm。LeicaTCR1201+全站儀ZWJ測微準直直望遠鏡鏡4、輔助設設備：J2級蘇一光光經(jīng)緯儀儀；球體體目標，，中心點點直徑0.2毫米；組組合棱鏡鏡組；可可升降式式小三腳腳支架。。3、拓普康康AT-G2水準儀,配有平板板測微器器，精度度0.4mm/km，精確讀讀數(shù)為0.1mm；實施人：：劉修成成實施三：：監(jiān)控方方法不對對對銷齒軌軌的安裝裝測量是是天津海海河開啟啟橋上的的一項重重難點項項目。由由于在室室外測量量受各種種自然環(huán)環(huán)境影響響因素較較多，根根據(jù)橋梁梁自身結(jié)結(jié)構(gòu)特點點對測量量儀器視視線有很很多的限限制，所所以常規(guī)規(guī)測量監(jiān)監(jiān)控方法法很難進進行精密密測量控控制。因因此QC小組成員員集思廣廣益，展展開創(chuàng)新新性思維維，并邀邀請武漢漢經(jīng)緯大大地測量量有限公公司共同同攻關研研究，創(chuàng)創(chuàng)新性采采用了傾傾斜45°角度架設設全站儀儀的方法法進行測測量，這這種測量量方法很很少見到到，也很很少應用用，解決決了因測測量實際際位置的的限制和和空間的的約束，，順利達達到了測測量的最最終目標標。由于每道道銷齒軌軌分為4段組成，，測量時時將調(diào)整整好的全全站儀對對每段首首尾銷軸軸進行檢檢測，測測量時根根據(jù)銷齒齒軌的設設計角度度，豎直直撥全站站儀的角角度即可可。1、周向向位置置調(diào)整整測量量銷齒齒軌安安裝先先進行行周線線檢測測調(diào)整整，調(diào)調(diào)整齒齒軌在在半徑徑12414毫米為為半徑徑的1/4圓周上上的高高低位位置。。控制制各道道銷齒齒軌第第4段第14個銷軸軸圓心心角為為89.6107°。角度度按照照設計計進行行計算算，相相對起起始0°的圓心心角進進行豎豎向測測量控控制。。傾斜45°°角度架架設全全站儀儀安裝調(diào)調(diào)整銷銷齒軌軌2、中心心線位位置調(diào)調(diào)整銷銷齒軌軌的中中心線線位置置：每每道銷銷齒軌軌到橋橋梁中中軸線線的距距離。。由于于銷齒齒軌時時按照照中軸軸線對對稱分分布的的，關關系到到鋼箱箱梁的的順利利開啟啟，所所以調(diào)調(diào)整銷銷齒軌軌的中中心線線十分分重要要。銷銷齒軌軌安裝裝前要要在其其底部部基座座鋼板板上畫畫中心心線位位置，，再焊焊接剪剪切板板形成成限位位卡槽槽，銷銷齒軌軌吊裝裝時放放在卡卡槽內(nèi)內(nèi)達到到粗定定位的的目的的。裝裝調(diào)時時，按按全站站儀對對兩端端銷軸軸中分分線的的測量量用千千斤頂頂調(diào)整整每段段銷軌軌軸向向位置置，滿滿足相相對坐坐標鉛鉛垂面面得偏偏差不不大于于±2mm后再用用剪切切板對對稱進進行加加固。。3、半徑徑調(diào)整整檢測測：為為滿足足測量量精度度要求求，專專門制制作了了工藝藝銷軸軸。該該工藝藝銷軸軸是銷銷齒軌軌生產(chǎn)產(chǎn)廠根根據(jù)銷銷軸外外形、、安裝裝尺寸寸加工工制造造的。。只是是在工工藝銷銷軸上上安裝裝一個個測距距小棱棱鏡，，棱鏡鏡的中中心點點即為為銷軸軸的中中心也也是軸軸心點點的位位置。。便于于用軸軸承座座軸線線上的的全站站儀對對其進進行半半徑測測量。。測量量半徑徑是在在每段段的第第4個和第第14個銷軸軸位置置安裝裝工藝藝銷軸軸，根根據(jù)測測量結(jié)結(jié)果用用焊接接在腹腹板下下面的的調(diào)整整螺栓栓，調(diào)調(diào)整各各段銷銷齒軌軌到軸軸承座座軸線線的距距離，，滿足足半徑徑R=12414±1mm的要求求。實施人人：劉劉修成成測量銷銷齒軌軌示意意實施四四：限限位措措施不不足設置限限位裝裝置和和微調(diào)調(diào)機構(gòu)構(gòu)，在在銷齒齒軌吊吊裝粗粗步就就位后后，進進行細細部精精調(diào)，，并進進行位位置限限控。。A、徑向向調(diào)整整組件件安裝裝：利利用基基礎墩墩上的的預留留螺栓栓孔，，在其其上安安裝徑徑向調(diào)調(diào)整裝裝置，，徑向向調(diào)整整裝置置結(jié)構(gòu)構(gòu)。a、用調(diào)調(diào)整螺螺栓調(diào)調(diào)整槽槽鋼表表面距距半軸軸中心心線R12715±±5mm后緊固固。b、在槽槽鋼上上劃每每組銷銷齒軌軌安裝裝中線線（銷銷齒軌軌翼緣緣板對對稱中中心線線）c、銷齒齒軌安安裝中中線對對稱分分中500劃1000齒軌固固定鋼鋼板輪輪廓線線。B、軸向向、周周向調(diào)調(diào)整定定位板板、擋擋架安安裝a、按齒齒軌輪輪廓線線單邊邊外移移2-3mm（微調(diào)調(diào)間隙隙）安安裝軸軸向定定位板板。b、按最最底部部第一一個銷銷軸確確定軸軸向位位置線線，并并在最最底部部端頭頭安裝裝軸向向定位位板。。c、調(diào)整整各定定位板板達到到定位位要求求并精精確劃劃線并并打樣樣沖標標記。。d、用固固定板板固定定各定定位板板，保保證安安裝及及施工工過程程中定定位精精度不不變。。實施人：宋宋連秋銷齒軌安裝裝徑向、軸軸向、周向向調(diào)整定位位裝置示意意圖限位裝置調(diào)調(diào)節(jié)實施五：監(jiān)監(jiān)控方案指指導性不強強QC小組加強方方案編制、、審核、審審批程序，，多次召開開方案分析析會議，研研討摸索安安裝方法，，集團公司司、公司總總工跟蹤方方案制定，，邀請專家家召開論證證會，對方方案的可行行性、可操操作性、可可控性進行行論證通過過；并制作作3D動漫演示片片，直觀的的對方案進進行模擬，，要求參建建者全員對對方案有了了直接的認認識和了解解，增強了了方案的嚴嚴謹性。實施人：樊樊桂東公司總工指指導方案論證會會十、效果檢檢查經(jīng)過對策實實施，對銷銷齒軌安裝裝精度進行行了嚴密的的實施和監(jiān)監(jiān)控，達到到了預期精精度效果。。根據(jù)現(xiàn)場場實際測量量數(shù)據(jù)，繪繪制銷齒軌軌安裝檢測測數(shù)據(jù)表。。道次四道銷齒軌按中軸線對稱分布定位各道銷齒軌銷軸軸線到軸承座線半徑各段銷齒軌相對指標鉛垂面定位偏差備注設計值實測值設計值實測值設計值實測值第1道4975±14975.312414±112413.3~12414.5≯±4﹣2.76~1.92西岸主墩第2道1880±11879.412413.7~12414.7﹣3.24~0.06第3道1880±11880.112413.4~12414.6﹣1.44~1.38第4道4975±14975.212413.1~12414.3﹣0.12~1.92第1道4975±14975.412414±112413.7~12414.4≯±4﹣1.68~2.16東岸主墩第2道1880±11880.212413.7~12414.4﹣1.80~2.28第3道1880±11880.112413.3~12414.5﹣2.28~2.34第4道4975±14974.912413~12414.2﹣1.08~1.26銷齒軌安裝裝檢測數(shù)據(jù)據(jù)表由銷齒軌安安裝檢測數(shù)數(shù)據(jù)表可以以看出：道道銷齒軌軌按中軸線線對稱分布布定位偏差差都不大于于±2毫米，四道道銷齒軌各各點相對坐坐標鉛垂面面定位偏差差都不大于于±4毫米；四道道銷齒軌各各點半徑相相對設計值值R=12414毫米的偏差差都不大于于±1毫米。各項項安裝指標標都滿足設設計要求，，目標值得得到了實現(xiàn)現(xiàn)。單位：mm制表：劉修修成2009年8月12日1、工期：通通過QC小組的有效效活動，使使施工進度度加快，較較計劃工期期提前了8個工作日完完成，為主主墩鋼箱梁梁安裝在海海河預期封封航期施工工贏得了寶寶貴的時間間。2、社會效益益：在預控控工期內(nèi)，，優(yōu)質(zhì)、安安全地完成成了主墩銷銷齒軌安裝裝施工任務務，贏得了了業(yè)主、監(jiān)監(jiān)理、塘沽沽建交中心心各方的一一致好評；；同時，創(chuàng)創(chuàng)新性的實實現(xiàn)了傾斜斜45°角度架設全全站儀對銷銷齒