超高层内收式结构斜向边柱施工操作及安全防护平台的研制 目录一、工程概况3二、小组简介3三、课题选择41、问题提出42、确定课题5四、目标设定51、设定目标52、目标可行性分析5五、提出方案并确定最佳方案61、提出方案72、方案级分解123、方案级分解131）防护系统132）防护系统方案对比分析143）平台的附着形式154）平台附着形式的对比分析15六、制定对策17七、对策实施191、平台方案设计19（1）基本原理确定19（2）防护平台的外观设计19（3）边柱防护平台的固定措施-水平卡21（4）边柱防护平台的固定措施-穿墙螺杆22（5）平台受力分析及优化222、现场安装过程记录253边柱防护平台的使用照片274平台变形监测27八、确认效果291目标值检查312经济效益313社会效益314领导视察325媒体报道33九、标准化33十、巩固措施34十一、总结和下一步打算341.总结342.下一步的打算3519一、工程概况*位于厦门市湖里区金钟路与环岛路交汇处，由4栋塔楼及两栋裙楼组成，总建筑面积50万平米，占地面积1.8万平米，主要功能为研发、商业、文体设施等，工程建成后将成为厦门金融新地标。如下图所示，本工程各塔楼外立面逐层向内收缩且收缩幅度达12.8，楼板外边缘由下至上均为弧形结构，其中T3塔楼顶部设有空中连廊结构支撑的无边泳池。外框柱及楼板边线逐层变化，造型独特，给施工及安全防护造成困难。二、小组简介为解决上述因结构不规则造成的施工及防护难题，我们于*年7月1日在*项目部会议室成立了本QC小组，小组人数11人，平均年龄32岁，小组组长由项目经理担任，成员由技术、质量、安全、工程等相关部门领导及职员组成，如下所示；QC活动简介课题名称超高层内收式结构斜向边柱施工操作及安全防护平台的研制小组名称*QC小组课题注册号小组成立时间*年7月QC活动完成时间2019年7月小组人数11人小组平均年龄32课题类型创新型TQC教育人均40小时以上小组成员及分工情况序号姓名年龄学历工作职务技术职称组内职务组内主要任务132本科项目经理高工组 长方案制定、组织实施231本科项目副经理工程师副组长方案制定、组织实施332本科项目总工工程师副组长技术总负责、方案编制及评估452本科质量总监工程师副组长现场质量总负责527本科安全总监工程师副组长现场安全总负责632本科商务经理工程师副组长活动指导、成本核算732本科生产经理工程师副组长现场总负责826本科技术部经理助工组员实施方案编制928本科技术员助工组员工人组织、现场协调1028本科技术员助工组员资料收集整理、现场实施1126本科BIM工程师助工组员BIM建模制表人：* 制表日期：*.7.1年龄学历技术职称三、课题选择1、 问题提出为进一步明确课题方向，我们针对结构的平立面构造、传统做法的弊端及项目管理等几个方面的问题组织了全体会议，最终汇总如下； 结构立面变化大，施工防护困难图2-斜向边柱示意如上图所示，各塔楼呈内收式结构，随楼层升高外框边柱向内收缩，最大可达12.8度。加上结构楼板边线逐层变化，施工防护困难。 传统做法高空作业安全风险大常规解决办法1）是采用分段悬挑脚手架，2）采用斜向爬升的脚手架施工技术，但由此产生的费用是非常大的，材料浪费严重，高空搭拆安全性无法保证。 项目创优目标高本工程的创优目标包括了“全国建设工程项目施工安全生产标准化建设工地”、“全国建筑业绿色施工示范工程”、“国家级观摩工地”、“中国建设工程鲁班奖”，创优目标高，对现场的施工安全管理要求高。2、 确定课题综合分析，在*年7月20日全体小组人员会议上一致通过了超高层内收式结构斜向边柱施工操作及防护平台的研制的QC课题，寻求一种简单实用的新型防护平台。我们借鉴在安装钢柱时用到的定型防护平台确定小组的课题为：课题查新：本课题小组组员廖志毅通过查新检索，发现目前国内未见有超高层内收式结构斜向边柱施工操作及防护平台的专利报道。借鉴安装钢柱定型防护平台四、目标设定1、 设定目标根据上述分析结果，并经过所有成员的讨论，我们将本次QC活动的目标为：成功研制超高层内收式结构斜向边柱施工操作及安全防护平台，并在本工程中实际应用。目标的评价指标为：2、 目标可行性分析在课题选定后，为了将自主研发工具式边柱防护平台的想法变为现实，我们在*年7月25日小组会议上组织“头脑风暴”，集思广益，以及会后的走访查看、资料调研等手段，对目标的可行性分析如下所示，1）工艺原理的可实现性分析可行性分析结论虽然目前国内尚无相类似的防护平台，但我们通过走访查看及多次讨论发现，当进行外围边柱混凝土支模施工时，没有必要进行全封闭安全防护，只需要针对建筑物外围的边柱进行单独防护即可，施工人员是不会到边柱与边柱之间的位置去施工，也不允许在边柱与边柱之间走动。也就是说，我们将要研发的边柱防护平台，可以通过对爬架技术的改造、简化而成为现实，而爬架本身是一种相对较成熟的施工技术。也直接说明了该项课题目标的可行性。可行制表人：* 制表日期：*.7.252）小组成员的知识水平、创新能力、表达能力等可行性分析结论a) 10名小组成员中10名均具有本科学历历；b) 在此之前均有在东海国际中心、腾讯滨海大厦等多个超高层项目施工的经验；c) 技术、质量、工程、安全等人员齐备，形成优势互补，更有利于目标的实现；可行制表人：* 制表日期：*.7.253）项目支持情况分析可行性分析结论a) 由QC小组的组成情况来看，项目班子成员的也积极参与，使得对活动过程中所需的资源调度更方便。b) 项目为推进小组课题的研究提供坚实保障，提供了5万元的专项资金用于小组活动的经费开销，使得我们的活动方式和范围更加多样化。可行制表人：* 制表日期：*.7.25综合分析：课题实施工艺原理可行，各项资源充裕，虽然后续的工作还需要不断的摸索，但小组成员一致认为目标能够实现。五、提出方案并确定最佳方案1、 提出方案序号方案名称方案一落地式+分段悬挑钢管脚手架施工方案方案二智能爬升脚手架施工方案（爬架）方案三新型超高层内收式结构斜向边柱施工操作及安全防护平台制表人：* 制表日期：*.8.1 落地式+分段悬挑钢管脚手架施工方案各塔楼四周：50m以下采用落地式脚手架；50m以上采用分段悬挑钢管脚手架，每20m为一段。总搭设高度T1塔楼189m、T2塔楼189m、T3南塔楼177m、T3北塔楼177m。图3-塔楼外围脚手架搭设平面示意图 智能爬升脚手架施工方案（爬架）因各塔楼自下至上随楼层倾斜角向内收缩，收缩角度最大可达12.5度，并且结构轮廓不规则，针对这一结构，高层施工升降平台采用斜爬的方式解决，部分外立面架体需使用异形连接件进行加长及缩短处理。架体爬升示意如下：图4-爬架斜向爬升示意由上图可以看出，在施工过程中，需对架体支座做特殊处理，架体下端支座加长，上端对架体进行拉结连接，使架体向内侧转动，完成架体由外倾向内倾的转变。 新型超高层内收式结构斜向边柱施工操作及安全防护平台鉴于斜爬及架体空中转向施工难度大、安全风险高等缺点，我们通过走访查看及多次讨论发现，当进行外围边柱混凝土支模施工时，可以先行安装边柱与边柱之间的临边防护，没有必要采用爬架进行全封闭安全防护，只需要针对建筑物外围的边柱进行单独防护即可，施工人员是不会到边柱与边柱之间的位置去施工，也不允许在边柱与边柱之间走动。采用全封闭安全防护设施的优点是可以确保施工人员的安全；但是，全封闭防护设施的搭建不但会大大提高原材料成本及人力成本，而且搭建的时间较长，安装、拆卸及移动及其不便，很可能会拖长施工周期，进而造成更大的经济损失，更主要的是，在搭建爬架的过程中仍然存在极大的安全隐患。于是，我们尝试将柱与柱之间的部分爬架去掉，只留下有柱子的部分，单独防护。同时，为保证防护单元的独立性与稳定性，必须将其做成一个独立但功能齐备的部分，包括防护、操作、爬升装置等。但若继续使用爬架的爬升原理，将无法避免斜爬的困难，经过小组讨论后我们决定放弃原有的爬升方法，而把防护单元做成独立的工具化定型化的防护平台，采用塔吊协助吊装、逐层周转使用，在T1塔楼需防护平台15个，T2塔楼需防护平台15个、T3南塔楼需防护平台18个，T3北塔楼需防护平台18个。平面布置如下：虚线范围T1塔楼防护平台平面布置虚线范围T3南/北塔楼防护平台平面布置2、 方案级分解小组成员采用头脑风暴法，进行了激烈的讨论，将三种方案按照安全防护风险、技术风险、综合成本等方面进行了综合、全面的分析和评估，用德尔菲法总结如下：德尔菲法指标预测表序号方案评价总结1方案1安全防护风险高空坠物风险大、频繁搭拆分安全风险大较大难易程度属于常规施工工艺，技术可实现简单工期（d）搭拆时间较长，影响工期，每层脚手架搭拆需为2天2d综合成本（万元）人工费用高、材料周转缓慢，持续投入，费用较高，搭设面积：136530；人工费：42元/；租赁材料费：25元/；914.75 2方案2安全防护风险空中旋转安全风险高一般难易程度斜向爬升、空中旋转等施工难度大困难工期（d）爬升时间短，对工期影响小，每次爬升需3h2h综合成本（万元）技术服务费用高，成本一次性投入，相对较低爬升面积：136530；防护成本：56元/；该方案产生费用约：764.57万元。764.573方案3安全防护风险定型化，无重复搭拆，安全风险低一般难易程度工艺原理清晰、成功的可能性大中等工期（d）吊装时间短，对工期影响小，预计2h可完成所有平台的转掉4h综合成本（万元）自主研发，只需支付加工及材料购买成本，费用最优边柱防护平台个数：66个；边柱防护平台单价