研制装配式节点操作平台的实践

朱连荣 张章龙 王露颖

(中交第三航务工程局有限公司宁波分公司，浙江 宁波 315000)

1 工程概况

宁波-舟山港梅山港区6号至10号集装箱码头工程位于梅山岛东南侧、青龙山西侧、已建梅山一期工程东北侧的深水岸线段。

本工程为新建5个专业化集装箱泊位及相应的配套工程，合同工期5年，工程造价约22亿元。码头平台总长2150m，宽59m，采用高桩梁板结构，桩基上现浇桩帽，共有1120个桩帽，桩帽节点902个，现浇混凝土总方量约65621m3，混凝土均为C45高性能混凝土。

本工程新建引桥6座， 7～12号桥中心长分别为430.43m、436.65m、442.87m、449.10m、455.34m、461.54m，车道宽(含护轮坎)为22m，引桥走向与码头后沿线垂直，桥面标高为7.52m，7号～10号引桥在靠近海堤的100.1m范围内桥面标高降为6.52m，11～12号引桥在靠近海堤的50.55m范围内桥面标高降为6.52m。引桥现浇面板厚度在100～160mm之间, 其上浇筑30mm厚的磨耗层，磨耗层下布置φ5的钢筋网片。引桥现浇面层总面积约61986m2，混凝土方量约为9917m3。详见图1、图2。

图1 水工平面布置

图2 码头结构断面 (单位：mm)

2 选择课题

2.1 明确需求

近些年来，随着社会经济的飞速发展，国内深水港的建设需求也与日俱增。

而在码头建设过程中，由于其水上作业的特殊性，施工中时刻伴随着安全风险。随着国家对安全生产的日益重视，为保障水上作业施工人员的安全，做到以人为本，坚持安全发展，贯彻安全第一、预防为主、综合治理的方针，施工单位对适合码头施工的水上作业临边防护装置的需求愈加迫切。

2.2 对比分析

在之前码头的节点施工过程中，作业人员直接在桩帽顶进行节点钢筋绑扎和模板安装。桩帽顶端外伸筋密集，作业空间狭小，且没有临边防护装置，施工人员在作业过程中存在很大的安全隐患，见图3。

图3 作业人员进行节点施工

梅山6～10号集装箱码头工程作为一个立志打造品牌项目，承载了监理、业主及相关上级监管单位的殷切期待，安全标准化要求更是相比同类项目达到了一个全新的高度。

根据本工程节点施工工艺及实际施工条件，对危险源进行辨识，见表1。

表1 危险源辨识

采用 LECD 法对以上危险源进行分析和评估，其中危险度D=LEC，其中L为事故发生的可能性，E为人员暴露于危险环境中的频繁程度，C为一旦发生事故可能造成的后果，危险性等级划分标准见表2。

表2 危险性等级划分标准

对危险因素的分析结果见表3。

表3 作业危险因素分析

根据表3中结果可知，人员临边临水作业无防护风险等级为3级，在危险性等级划分标准表中属于显著危险，需要整改。

结合本工程现浇节点工程量大、型号多、施工操作面狭窄、工况条件复杂等不利条件分析，项目部急需研制一款设置定型化、装配式、可循环利用的操作平台，来加强节点施工的临边防护，确保水上作业人员施工安全。

2.3 查询借鉴

为借鉴行业内装配式操作平台的结构，小组在中国知网对相关资料进行了查询。查询结果显示尚无有关装配式节点操作平台的相关文献，装配式节点操作平台研究具有一定的新颖性。

小组成员对相关内容进行分析，结合项目部实际施工需要，本着“结构轻便、安拆简便、可多次周转”的原则，决定研制一款定型化、装配式、可循环利用的节点操作平台。

2.4 课题名称确定

通过以上活动，小组确定本课题名称为：研制装配式节点操作平台。

3 设定目标及目标可行性分析

3.1 设定目标

为进一步提升本工程施工质量安全管理水准，结合本工程码头特点，对码头节点操作平台进行设计。本课题研究的装配式节点操作平台，定量目标为操作平台的循环利用达到5次以上。

3.2 目标可行性论证

借鉴所查文献，均列举了各自工程中成功应用的可移动、装配式操作平台，证明此类操作平台制作工艺成熟，可以进行借鉴。从借鉴文献的原理推演，这个操作平台循环利用达到6次以上，通过原理推演、借鉴，可以实现课题目标。

而本小组成员完全有能力完成这项课题。本工程合同价为22.06亿元，1.5%的安措费用为本课题开展的资金保障。

因此，本课题目标可行。

4 提出方案并确定最佳方案

4.1 提出总体方案

小组成员按照现场实际情况，结合其他工程的操作平台结构，讨论后提出研制易拆卸易重复使用的装配式节点操作平台的方案。该方案本着“结构轻便、安拆简便、可多次周转”的原则，从结构设计、制作要求、调试及优化入手，最终体现了“轻型化、装配化、可复制、可推广”的创新点。

4.2 展开分析

运用系统图将总体方案展开分析，见图4、图5。

图4 制装配式节点操作平台分析

4.3 方案分析

项目部在经过对方案可操作性讨论后，最终确定了两种方案，并针对两种方案分别设计图纸，委托相关厂家根据图纸加工了2件样品。小组成员对样品进行测量，然后对两个操作平台进行安装。试用后统计数据见表4。

表4 数据统计表

图5 总体方案流程图

根据小组成员对数据的分析及现场实际试用后反馈情况，得出两种方案的优缺点，见表5。

4.4 成本分析

根据投入计划，本工程剩余工期2年，共投入1.5分段的码头节点操作平台，共45个节点。

a.方案一投入成本：

节点操作平台制作费用202×4×45×10=363600元；

表5 优缺点统计表

安装配75t履带吊的多功能船费用(包括租赁费和燃料费)为20万/每月，共计费用20×12×2=480万元；

总投入成本363600+4800000=5163600元。

b.方案二投入成本：

节点操作平台制作费用75.07×8×45×10=270252元；

选用人工安装，每年费用为50万元，总费用为2×50=100万元；

总投入成本270252+1000000=1270252元。

4.5 方案确定

项目部通过对比两个方案的成本、制作难度、使用便捷性等因素，最终经过小组成员讨论，确定方案二为最优方案，可达到课题目标。

5 制定对策

根据方案对比分析，制定对策表，见表6。

表6 对 策 表

6 对策实施

6.1 实施对策一

a.通过查看本工程现浇节点的构造图，统计码头节点的型号和尺寸，收集施工作业人员需求，确定节点操作平台的尺寸，见表7。

表7 现浇桩帽节点尺寸一览表

b.借鉴文献中提及的操作平台构造，确定节点操作平台的结构和材质。

c.综合统计的数据，最后在CAD软件中画出节点操作平台的制作图纸，见图6、图7。

图6 节点操作平台CAD图纸 (单位：mm)

图7 节点操作平台3D视图

6.2 实施对策二

委托有丰富制作平台经验的厂家，按照项目部提供的制作图纸进行加工制作。

6.3 实施对策三

组员对照制作图纸对运输至施工现场的节点操作平台进行检查验收，验收合格后进行安装和使用，安排组员定期对节点操作平台使用人员进行意见收集，归纳整理后进行小组讨论，优化操作平台结构，见图8。

图8 小组成员对节点操作平台进行验收

7 效果检查

本工程投入新型节点操作平台后，有效改善了作业人员的施工环境，降低了施工中的安全风险，基本满足了梅山港区6～10号泊位集装箱码头工程的安全标准化要求，得到了作业人员、监理、业主及上级主管部门的一致好评。

对实施结果进行检查，投入新型节点操作平台后，周转达到8次，超过课题目标，取得较好效果，见图9。

图9 现场安装完成后的节点操作平台

8 标准化

8.1 成果推广评价

通过QC小组活动，本创新成果有效降低了作业人员水上作业的安全风险，创造了一定的社会效益，且由于节点操作平台拥有定型化、装配式、可循环利用的特点，对今后码头施工安全防护装置配备具有一定的指导和推广作用。

8.2 标准化形成

2019年9月，小组成员根据装配式节点操作平台和现场其他临边防护设施，编写了《品质工程创建施工现场安全防护标准手册》。

9 总结和下一步打算

9.1 专业技术总结

本次QC活动中，小组成员在研制平台的过程中，不但完成了相关图纸和作业指导书的编制，同时还掌握了系统分析的方法，节点操作平台拥有定型化、装配式、可循环利用的特点。

9.2 管理方法总结

小组活动严格按照PDCA程序进行，过程中思路清晰，环环相扣，有较为严密的逻辑性，坚持以事实为依据，用数据说话，成果内容充实，图文并茂，QC知识和方法的运用能力都得到大幅度提升。

9.3 小组成员综合素质总结

本次QC小组活动，促进了项目部管理、技术水平的提高，加强了项目部人员之间的沟通配合，提高了团队精神、质量意识、问题解决能力，小组成员综合素质得到了一定的提升。