顧 旭 昌

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都　610081)

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超大型弧形閘門支鉸埋件框及支鉸安裝技術(shù)

顧 旭 昌

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都610081)

摘要：弧形閘門對(duì)支鉸的安裝精度要求高，同時(shí)又存在安裝過程中檢測(cè)難度大、作業(yè)環(huán)境惡劣、交叉作業(yè)多等諸多不利因素，其對(duì)后期弧形閘門的運(yùn)行有著非常重要的影響，通過巴基斯坦尼勒姆-杰勒姆水電工程安裝的實(shí)踐，總結(jié)并形成了一種準(zhǔn)確、可靠、操作性強(qiáng)的安裝及檢測(cè)方法，效果較好。

關(guān)鍵詞：超大型弧形閘門；支鉸埋件框安裝； 支鉸安裝；安裝技術(shù)；尼勒姆-杰勒姆；水電工程

1概述

弧形閘門的啟閉是通過液壓?jiǎn)㈤]機(jī)提升門葉下端的吊耳、以支鉸為圓心進(jìn)行畫弧運(yùn)行，兩側(cè)支鉸的同軸度、相對(duì)位置偏差直接影響弧形閘門能否安全運(yùn)行與正常啟閉。

1.1巴基斯坦尼勒姆-杰勒姆水電站弧形閘門

該電站為引水式發(fā)電站，在首部樞紐溢流壩處設(shè)有3孔潛孔弧形閘門，每孔弧形閘門的重量約430 t，孔口尺寸為12 m×15 m—水頭45 m，曲率半徑20 m，由2×6 000 kN液壓?jiǎn)㈤]機(jī)完成弧形閘門的啟閉操作。由于該地區(qū)處于強(qiáng)烈地震帶，因此土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的非常復(fù)雜，一期布置的鋼筋非常密集，而且二期也設(shè)計(jì)了很多鋼筋并埋入一期混凝土中，進(jìn)而給一期的支鉸埋件框及二期的支鉸安裝造成了極大的難度。

1.2支鉸及支鉸埋件框結(jié)構(gòu)形式

支鉸結(jié)構(gòu)如圖1所示，單套自重57 t，由固鉸、鉸鏈、鉸軸等組成，固鉸和鉸鏈為鑄鋼材質(zhì)，支鉸軸為實(shí)心軸，軸套為自潤滑球面軸承。

圖1　支鉸結(jié)構(gòu)圖

支鉸埋件框?yàn)橐黄诼窦?圖2)，焊接結(jié)構(gòu)由型鋼與M56-2100共24根螺桿組成，型鋼與螺桿在制造廠內(nèi)組焊在一起，單件重量約1.6 t，以控制各個(gè)螺桿的相對(duì)偏差尺寸及與框架的垂直度。待支鉸埋件框澆筑完畢吊裝整體支鉸時(shí)，通過事先設(shè)置在牛腿上部及側(cè)面的埋件，依靠手拉葫蘆將支鉸拉入埋件框，用M56的螺母壓入，待支鉸尺寸調(diào)整合格后，將固鉸后面的螺母鎖緊，再將正面的螺母采用扭力扳手預(yù)緊后鎖緊薄螺母至全部完成。

圖2　支鉸埋件框結(jié)構(gòu)圖

2支鉸埋件框的安裝及檢測(cè)

弧形門是通過支鉸定位的，支鉸是通過螺栓定位的，而螺栓則是通過支鉸埋件框體定位，故支鉸埋件框的制作尺寸尤為重要。因此，必須全面檢查支鉸埋件框的各項(xiàng)尺寸。為便于在安裝工況下進(jìn)行檢測(cè)，首先將支鉸埋件框螺桿朝上墊平，用水準(zhǔn)儀檢測(cè)并將水平度控制在0.5 mm以內(nèi)，在支鉸埋件框的控制面上刻畫出縱、橫向中心線及中心點(diǎn)并校核中心線成90°,將十字中心線處的高度偏差采用加墊或打磨的方式控制在0.5 mm以內(nèi)并做好偏差記錄。

2.1安裝前的準(zhǔn)備工作

搭設(shè)施工平臺(tái)，作業(yè)區(qū)設(shè)立安全防護(hù)欄，清潔施工現(xiàn)場(chǎng)。

建立測(cè)量控制網(wǎng)：為保證今后弧門、弧門埋件、液機(jī)油缸支鉸在同一測(cè)控基準(zhǔn)，首先將大壩控制網(wǎng)的基準(zhǔn)點(diǎn)引入孔口內(nèi)。

按照支鉸埋件框的安裝位置，在上一倉的混凝土中埋設(shè)主支撐型鋼和鋼筋，待混凝土澆筑完成后，將用于支撐支鉸埋件框的型鋼與預(yù)埋件焊接加固。

根據(jù)圖紙要求，通過測(cè)量控制線，將支鉸埋件框底面安裝位置的控制點(diǎn)返到預(yù)先埋設(shè)的主支撐上，按線修割打磨支撐，使其表面形成支鉸埋件框的放置平臺(tái)，在平臺(tái)的相關(guān)位置設(shè)置調(diào)整螺桿，用于調(diào)整埋件框及臨時(shí)固定之需要。

吊裝支鉸埋件框，將其臨時(shí)固定在工裝支架上，安裝預(yù)先設(shè)立的基準(zhǔn)點(diǎn)，再根據(jù)支鉸中心坐標(biāo)(高程、里程)計(jì)算出支鉸埋件框的控制要求，將測(cè)量控制點(diǎn)測(cè)放到支鉸埋件框安裝位置處設(shè)置的樣架上，拉上鋼絲線，形成縱、橫向控制網(wǎng)。

2.2支鉸埋件框位置的調(diào)整

(1)里程調(diào)整：在a、b點(diǎn)分別掛上線墜，通過調(diào)整前、后方向設(shè)置的調(diào)整螺桿，使線墜與地面上的橫向中心線重合。

(2)高程調(diào)整：水準(zhǔn)儀測(cè)量a、b點(diǎn)，通過調(diào)整上、下方向設(shè)置的調(diào)整螺桿，使a、b點(diǎn)達(dá)到設(shè)計(jì)高程要求。

(3)孔中調(diào)整：在c、d點(diǎn)分別掛上線墜，通過調(diào)整左、右方向設(shè)置的調(diào)整螺桿，使線墜與地面上的縱向中心線重合。

(4)角度調(diào)整：在c、d點(diǎn)分別掛上線墜，測(cè)量c、d點(diǎn)水平投影長(zhǎng)度L，使其達(dá)到設(shè)計(jì)的傾斜角度要求(圖3)。

圖3　支鉸埋件框就位后的示意圖

(5)調(diào)整時(shí)，注意以上各控制指標(biāo)應(yīng)相互兼顧，測(cè)量要求見表1。檢測(cè)時(shí)需要參考四個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的偏差尺寸，必要時(shí)利用千斤頂或葫蘆進(jìn)行大的調(diào)整。

表1　支鉸埋件框精度控制要求表

2.3支鉸埋件框的固定

待以上各項(xiàng)調(diào)整合格后，通過全站儀進(jìn)行復(fù)測(cè)精調(diào)。檢測(cè)合格后焊接加固，加固時(shí)，通過搭板與支鉸埋件框及主支撐焊接，外支撐與支鉸埋件框焊接。焊接時(shí)要求由內(nèi)向外、對(duì)稱進(jìn)行，過程監(jiān)控，焊接完成后進(jìn)行復(fù)測(cè)。要求土建在澆筑時(shí)降低該部位的倉位高度，防止在澆筑過程碰撞埋件框造成變形。最好是兩側(cè)支鉸埋件框同時(shí)進(jìn)行，采用同一組控制點(diǎn)和一次設(shè)置儀器，有利于尺寸的控制和工作效率的提高。

3支鉸的安裝

3.1支鉸安裝前的準(zhǔn)備工作

由于支鉸安裝時(shí)的位置處于斜向上方向，因此，當(dāng)土建工程澆筑一期混凝土?xí)r，需要在每一個(gè)支鉸二期位置的上方、下方及底部各預(yù)埋兩件預(yù)埋件，混凝土澆筑后，上方和下方埋件處均采用全熔透焊縫焊接吊耳于埋件上，用于支鉸安裝時(shí)的牽拉，底部預(yù)埋板用于放置千斤頂頂升支鉸及焊接加固支座。支鉸安裝前，在支鉸位置下方搭制工作平臺(tái)、欄桿，以確保安裝時(shí)的安全可靠，將手拉葫蘆安放到吊耳位置，并基本調(diào)整好鏈條長(zhǎng)度。

通過統(tǒng)一建立的孔口內(nèi)的基準(zhǔn)，采用全站儀在支鉸安裝位置軸中心的兩側(cè)墩墻上設(shè)置支鉸中心點(diǎn)(包括高程、里程、距孔口中心的距離)。因支鉸安裝后兩側(cè)點(diǎn)位被遮擋，儀器已無法被檢測(cè)到，故在相應(yīng)位置還需設(shè)置懸掛鋼絲線的工裝支架。

支鉸吊裝前，應(yīng)再次對(duì)支鉸埋件框進(jìn)行復(fù)測(cè)，查看混凝土澆筑對(duì)埋件框可能造成的變形。

因支鉸埋件框在安裝和混凝土澆筑過程中難免會(huì)對(duì)螺桿的表面造成損傷和污染，故在安裝支鉸前，需對(duì)螺桿進(jìn)行表面清理和處理，將內(nèi)部的支撐螺母旋至小于支鉸與埋件框的距離內(nèi)，同時(shí)將墊圈固定好，防止在其安裝過程中掉下，確認(rèn)無誤后，開始吊裝。

固鉸和鉸鏈為轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，為保證吊裝時(shí)的穩(wěn)定，吊裝前將固鉸和鉸鏈固定，使兩平面相對(duì)平行。吊裝時(shí)，采用在起重機(jī)吊鉤上同時(shí)掛主起重繩和輔助手拉葫蘆的方式，按照理論計(jì)算出的數(shù)據(jù)調(diào)整固鉸端面上邊與下邊的水平差，使其基本吻合數(shù)據(jù)要求，同時(shí)使兩側(cè)盡量處于垂直狀態(tài)，以利于支鉸的安裝；起吊前，在鉸鏈的端部四個(gè)孔處用自制的吊耳連接并固定好，用于將支鉸拉入埋件框中。

圖4　支鉸安裝后的示意圖

3.2支鉸的安裝與檢測(cè)

吊裝時(shí)，起重機(jī)慢慢靠近支鉸埋件框，當(dāng)兩者靠攏后，調(diào)整支鉸的位置，將固鉸孔與埋件框上的螺桿對(duì)正，并將預(yù)先設(shè)置的手拉葫蘆與鉸鏈上的吊耳連接，同時(shí)拉緊手拉葫蘆，在起重機(jī)的逐步提升過程中，慢慢地將支鉸拉入支鉸埋件框中。一定要注意控制好節(jié)奏，兩者同步進(jìn)行，在螺桿露出固鉸孔后將螺母裝上，采用螺母緊固和手拉葫蘆的方式同時(shí)將支鉸安裝到大致位置，待調(diào)整。安裝后的支鉸見圖4。

在兩側(cè)墩墻預(yù)先設(shè)置的鋼絲線懸掛支架上將鋼絲線掛好，根據(jù)已放中心點(diǎn)的高程、里程，調(diào)整鋼絲線至最佳尺寸。該鋼絲線位于支鉸軸中心的正下方，由于是實(shí)心軸，故在支鉸軸的兩個(gè)端面取中心，利用線錘將中心延至基準(zhǔn)鋼絲線下方，采用鋼板尺檢測(cè)，測(cè)量要求見表2。

表2　支鉸的精度控制要求表

此時(shí)，在支鉸下方設(shè)置兩個(gè)千斤頂，用于測(cè)量支鉸軸中心與基準(zhǔn)中心線的高度偏差距離，通過千斤頂調(diào)整支鉸的高程尺寸，根據(jù)支鉸上懸掛線與基準(zhǔn)中心線的上下游偏差距離，通過螺母壓緊或旋松調(diào)整支鉸的上下游方向，用手拉葫蘆調(diào)整左右尺寸，調(diào)整完畢，將后端的螺母向外預(yù)緊，先四角、后中間地將外面的螺母擰緊，擰緊過程中監(jiān)控尺寸的變化情況，用力矩扳手?jǐn)Q緊達(dá)到力矩值后再將鎖緊螺母鎖緊，至此，支鉸的安裝調(diào)整結(jié)束。

在安裝調(diào)整時(shí)，最好是左右兩側(cè)的支鉸同時(shí)進(jìn)行，以便于控制兩側(cè)支鉸的相對(duì)尺寸。

4結(jié)語

支鉸埋件框與支鉸安裝最困難的地方就在于定位和尺寸的調(diào)整，同時(shí)，大件吊裝的安全性也是非常重要的。由于受諸如天氣、上下交叉作業(yè)、作業(yè)環(huán)境惡劣、檢測(cè)難度大等各種不利條件的影響，在安裝過程中需合理安排，精心組織，控制好每一個(gè)工作環(huán)節(jié)，只有準(zhǔn)備的充分，才能克服不利條件，順利完成安裝。

目前，首套支鉸埋件框和支鉸已在巴基斯坦尼勒姆-杰勒姆水電站溢流壩3#孔安裝完成，并通過了業(yè)主工程師的檢驗(yàn)，其安裝檢測(cè)結(jié)果得到業(yè)主及咨詢工程師的肯定。

參考文獻(xiàn)：

[1]DL/T 5018-2004，水電水利工程鋼閘門制造安裝及驗(yàn)收規(guī)范[S].

[2]DL/T 5173-2012，水電水利工程施工測(cè)量規(guī)范[S].

顧旭昌(1970-)，男，上海市人，項(xiàng)目常務(wù)副經(jīng)理，工程師，從事水電工程金屬結(jié)構(gòu)及起重機(jī)設(shè)備制造安裝技術(shù)及管理工作.

(責(zé)任編輯：李燕輝)

世界首個(gè)±1 100千伏特高壓直流輸電工程項(xiàng)目啟動(dòng)

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收稿日期:2015-10-20

文章編號(hào):1001-2184(2015)06-0004-03

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

中圖分類號(hào):TV7;TV547

作者簡(jiǎn)介: