胡 洪 浪

(四川二灘國際工程咨詢有限責(zé)任公司， 四川 成都 611130)

1 工程概況

嘉陵江亭子口水利樞紐的通航過壩建筑物布置在樞紐右岸，位于表孔泄洪壩段與右岸非溢流壩段之間，由上游引航道、上閘首、船廂室、下閘首和下游引航道等幾部分組成。

升船機安裝在船廂室內(nèi)，為鋼絲繩卷揚全平衡垂直提升型式，過船規(guī)模2×500 t級，最大提升高度85.4 m。船廂室建筑物為鋼筋混凝土塔柱結(jié)構(gòu)，由底板、塔柱(左右側(cè)各4個)、頂板合圍而成，凈空為順流向長128 m，寬18.6 m，高105.5 m。在船廂室布置了夾緊軌道、頂緊軌道導(dǎo)向裝置，在頂板平臺布置了電動機、減速器、卷筒、同步軸等船廂升降設(shè)備。

船廂為鋼質(zhì)槽形結(jié)構(gòu)，外形尺寸128.0 m×16.6 m×9.0 m(長×寬×廂頭高)，有效水域尺寸116.0 m×12.0 m×2.5 m(長×寬×深)，船廂總質(zhì)量約1 750 t，連同廂內(nèi)水體總質(zhì)量約6 250 t，由136根鋼絲繩懸吊并與平衡重連接，由主提升機驅(qū)動鋼絲繩牽引船箱在船廂室內(nèi)沿埋設(shè)在塔柱墻壁上的軌道豎直升降。

船廂室建筑物為鋼筋混凝土塔柱結(jié)構(gòu)，由底板、塔柱(左右側(cè)各4個)、頂板合圍而成，順流向長128 m，寬18.6 m，底板高程為363.0 m，頂板高程為468.5 m。

船廂主要由箱形主縱梁、底鋪板、次縱梁、單腹板橫梁、箱形橫梁、小縱梁、廂頭機艙結(jié)構(gòu)、電氣室設(shè)備、設(shè)備支承結(jié)構(gòu)等組成，兩側(cè)主縱梁的內(nèi)腹板與底鋪板及船廂門構(gòu)成船廂的盛水結(jié)構(gòu)。船廂頭設(shè)有工作門及檢修門門龕、防撞梁導(dǎo)向槽、U型密封框?qū)Р酆蜋C艙結(jié)構(gòu)。船廂上的夾緊、頂緊、導(dǎo)承、密封框、充泄水、消防等設(shè)備安裝在相應(yīng)的機架上，機架與船廂結(jié)構(gòu)焊接為整體。船廂吊耳板采用加厚板材，并與主縱梁外腹板對接拼焊。船廂內(nèi)側(cè)沿高度各設(shè)兩道鋼護舷，護舷與主縱梁內(nèi)腹板用螺栓連接，向內(nèi)凸出200 mm。

2 船廂制作運輸組裝總體方案

亭子口水利樞紐升船機安裝的難點之一就是船廂的運輸就位。為了確保船廂順利就位，經(jīng)參建各方多次研究，并邀請專家咨詢，最終確定了升船機船廂的運輸組裝總體方案：在下閘首澆筑到高程387 m 后停止土建施工形成工作平臺，在平臺上安裝雙小車橋式起重機，進行船廂結(jié)構(gòu)部件的卸車、翻身和拼裝，待船廂所有結(jié)構(gòu)部件全部進入船廂室且組裝就位后，拆除橋式起重機，再恢復(fù)下閘首高程387 m以上的構(gòu)筑物施工。船廂制作和組裝程序為：結(jié)構(gòu)部件工地分塊制作→工地短距離運輸→下閘首雙小車橋機卸車、翻身→利用橋機拼裝成“H”節(jié)段→液壓臺車運輸就位。

3 制作場地和車間的布置

升船機船廂的結(jié)構(gòu)部件采取工地制作方案，為此，在樞紐右岸小壩溝渣場選擇平整了60 m×130 m的場地，布置了值班室、下料車間、單節(jié)組裝車間、整體預(yù)組裝車間等，安裝了750 kN和250 kN龍門吊各一臺。

4 船廂分塊及汽車運輸

船廂部件在現(xiàn)場制作，充分利用現(xiàn)場交通條件，船廂部件分段盡可能大。船廂制造分為廂頭分段、機房底板分段、底鋪板分段、主縱梁分段及附件等56件，其中2根主縱梁共分為24段，底輔板分為21段，其他11段，最大件為主縱梁分段，外形尺寸為14.5 m×9.5 m×2.1 m(長×寬×高) ，質(zhì)量約55 t。船廂各結(jié)構(gòu)部件制造分段尺寸及質(zhì)量見表1。

表1 船廂各結(jié)構(gòu)部件制造分段尺寸及質(zhì)量

船廂分段運輸路線為：小壩溝制作場→場內(nèi)交通公路→ 三期工程下游圍堰臨時道路→下游引航道底板(到達下閘首)→用2×750 kN雙小車橋機卸車和拼裝→在船箱室底板用液壓臺車運輸至設(shè)計位置，運輸線路全長約1 500 m。船廂結(jié)構(gòu)最重部件為主縱梁分段，外形尺寸為14.5 m×8.9 m×2.12 m(長×寬×高) ，質(zhì)量約55 t，采用60 t拖車運輸。

5 2×750 kN雙小車橋機與“H”型分段組裝

依據(jù)最大吊裝部件重量，在下閘首高程387 m安裝了一臺2×750 kN雙小車橋式起重機，用于部件的卸車、主縱梁翻身和“H”型分段組裝(見圖1)。

圖1 雙小車橋式超重機主梁翻身示意

主縱梁是平躺運輸，到現(xiàn)場后需要翻身豎立，采用2×750 kN雙小車橋機對船廂主縱梁翻身比較容易，實現(xiàn)了“空翻”，避免主縱梁在翻身過程發(fā)生碰撞，提高了工作效率，保證了施工安全。

利用下閘首工作門槽和下閘首連接段9.6 m的空間位置，在工作門槽處用型鋼搭設(shè)3.5 m高工作平臺，使其與船廂底板高程363 m一致形成拼裝平臺；通過2×750 kN雙小車橋機，將船廂從下閘首高程369.60 m的底板轉(zhuǎn)運至拼裝平臺上，將每對主縱梁分段和底鋪板分段拼裝成一個“H”型節(jié)段。具體程序是：第一步，首先在每根主縱梁分段對應(yīng)位置一前一后放置兩個液壓臺車及鋼支墩，鋼支墩比液壓臺車高10 cm，然后將一側(cè)的主縱梁分段吊放到鋼支墩上，調(diào)平并利用墻上的預(yù)埋件固定以防止傾覆。第二步，將底鋪板分段吊裝到底鋪板鋼支墩上，調(diào)整并與已經(jīng)就位固定的一側(cè)主縱梁分段連接在一起。第三步，用橋機將另一側(cè)的主縱梁分段吊裝到鋼支墩上，調(diào)整并與底鋪板聯(lián)結(jié)就位。第四步，將底鋪板與兩主縱梁的連接加固牢固，防止運輸過程中出現(xiàn)意外。

通過“H”型分段組裝，把56個船廂結(jié)構(gòu)件分段組裝成12個運輸節(jié)段。

6 “H”型單節(jié)段液壓臺車運輸

6.1 運輸軌道安裝及液壓臺車

在船廂室底板上，對應(yīng)船廂主縱梁位置鋪設(shè)兩組軌道，長度130 m，其型號規(guī)格依據(jù)承載力選擇24 kg/m鋼軌作為運輸軌道，其單組軌道間距與液壓臺車輪距相匹配。

液壓臺車用于承船廂“H”型節(jié)段在船廂室內(nèi)運輸，由運行機構(gòu)、機架、液壓系統(tǒng)、上支承架等組成，承載能力為75 t(自重約10 t)，電力驅(qū)動，同時通過液壓系統(tǒng)可調(diào)整車輪方向，并可在1 400～1 600 mm范圍內(nèi)調(diào)整上支承架的高度。

6.2 “H”型單節(jié)段運輸

首先將固定主縱梁分段的連墻件拆除，檢查四周及運輸軌道，確認沒有障礙物的干擾，然后接通放置在主縱梁下液壓臺車的電源，操作4個液壓臺車的液壓系統(tǒng)同步頂升液壓臺車的上支承架，使已經(jīng)拼裝加固完成的“H”型節(jié)段脫離鋼支墩并支承在液壓臺車上，然后移除鋼支墩，再將四個液壓臺車的頂升桿下降到原始位置，以防止在運輸過程中泄壓，導(dǎo)致不平衡。在指揮人員的指揮下，四個液壓臺車同步沿軌道向前緩慢運行，并同時檢查周圍環(huán)境是否存在干擾，直至將其運輸?shù)街付ㄎ恢?見圖2)。

將第一個“H”型節(jié)段運輸?shù)轿缓?，調(diào)整液壓臺車，使其精確定位，用鋼支墩支撐加固后，退出液壓臺車，依次進行第二個“H”型節(jié)段的運輸，與第一個“H”型節(jié)段組裝，直至全部“H”型節(jié)段運輸組裝完成。

7 經(jīng)驗與建議

7.1 船廂在工地制作的優(yōu)點與缺點

與工廠制造相比較，其優(yōu)點是：長距離運輸由成品運輸轉(zhuǎn)為材料運輸，無超寬超限問題，給運輸帶來了很大的方便。由于是現(xiàn)場短距離運輸，可以充分利用現(xiàn)場交通條件，船廂部件分段可以做到盡可能大，減少了現(xiàn)場組裝及焊接工作量，節(jié)約了運輸費用和安裝工期，減少后方工廠廠房的使用壓力。其缺點是：工地需要建臨時制作廠，需要合適的場地，進行場平，布置各種制作設(shè)備，建廠投資較大。

圖2 “H”型單節(jié)段運輸操作示意

7.2 采用750 kN雙小車橋機，保證了安全，節(jié)約了工期

若采用750 kN單小車橋機，船廂主縱梁分段翻身依靠小車與橋機梁上的吊耳配合，或者采用“硬翻”這兩種辦法，工效低，安全風(fēng)險大，在翻身過程中容易碰傷設(shè)備。經(jīng)多方面評估，最后采用750 kN雙小車橋機，船廂主縱梁分段實現(xiàn)了“空翻”。避免主縱梁在翻身過程發(fā)生碰撞損傷，提高了工作效率，保證了施工安全。

7.3 船廂室液壓臺車“H”型節(jié)段運輸方案

最初的方案準(zhǔn)備采用單件運輸?shù)轿?，利用吊車進行組裝。若船廂主縱梁分段平躺運輸?shù)轿?，利用吊車翻身，船廂室空間有限，操作難度大，也是“硬翻”，不利于安全和進度。若利用750 kN橋機翻身，立式運輸，其主縱梁豎立后最高件底寬2.12 m，高度9.4 m，其重心較高，運輸過程中的穩(wěn)定性不能保證。為了克服這些困難，經(jīng)研究，采用拼裝成“H”型節(jié)段運輸?shù)姆桨?，增加了運輸過程中的穩(wěn)定性，保證了運輸安全，運輸?shù)轿缓罄靡簤号_車調(diào)整組裝，充分發(fā)揮2×750 kN橋機和液壓臺車的作用。

7.4 船廂分節(jié)控制與對接接頭設(shè)置

為了便于現(xiàn)場安裝焊接，船廂分段焊縫位置應(yīng)該避開夾緊軌道位置。在本項目中由于船廂分段有4條焊縫正對夾緊軌道，外側(cè)空間不到200 mm，這四條焊縫不得不采取單面焊雙面成型焊接技術(shù)，降低了焊縫的有效系數(shù)，最后采取補強措施進行彌補。

為了便于現(xiàn)場組裝，在分段制造時，節(jié)間組裝最好采用上下搭接方式，避免采用插入方式，減少現(xiàn)場組裝縫修割，有利于現(xiàn)場焊縫質(zhì)量控制，也有利于施工進度。

8 實施效果評價

亭子口水利樞紐航運工程升船機船廂安裝方案，是結(jié)合參建各方意見及專家咨詢意見制定的，并在實施過程中結(jié)合實際不斷完善，克服了結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體型大、單件重、部件多、運輸?shù)跹b難度大等困難。在保證安全和質(zhì)量的前提下，提前15天完成船廂運輸組裝任務(wù)，對保證后續(xù)工作和總進度目標(biāo)完成起到關(guān)鍵作用，為航運工程下閘首土建及金屬結(jié)構(gòu)安裝提前開工創(chuàng)造了條件，為全面完成升船機安裝任務(wù)奠定了基礎(chǔ)。該方案的順利實施，為升船機船廂安裝提供了又一切實可行的方法。