弧形閘門(mén)支鉸整體安裝工藝

摘要：在弧形閘門(mén)安裝過(guò)程中，支鉸起著整個(gè)弧門(mén)安裝定位的核心作用，是弧門(mén)運(yùn)行平穩(wěn)與否的關(guān)鍵。支鉸安裝要求精度高，安裝測(cè)量環(huán)境條件差。常規(guī)拆開(kāi)安裝消耗時(shí)間多，施工困難，我們結(jié)合龍灘水電站表孔弧形閘門(mén)支鉸的實(shí)際特點(diǎn)，總結(jié)出一套簡(jiǎn)潔、準(zhǔn)確、合理的支鉸整體安裝工藝。

關(guān)鍵詞：弧形閘門(mén)；支鉸；整體安裝工藝

龍灘水電站溢洪壩段共設(shè)7個(gè)溢流表孔，每孔布置1扇弧形工作門(mén)，門(mén)體尺寸15m×22.8m（寬×高），主要用于宣泄洪水及調(diào)節(jié)水庫(kù)水位。表孔弧形閘門(mén)總重292t，支臂為箱形結(jié)構(gòu)，雙吊點(diǎn)，側(cè)止水為橡塑復(fù)合材料的L型水封，為國(guó)內(nèi)大型表孔弧門(mén)。

1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

龍灘水電站弧形閘門(mén)支鉸中心高程為366.00m；里程為0+028.000m，支鉸中心距孔中心距為6.800m，弧門(mén)支鉸每個(gè)重約22t。支鉸裝置由支鉸座、鉸鏈、支鉸軸、自潤(rùn)滑球軸承、O型密封圈、J型油封和軸端擋板等零部件組成（見(jiàn)圖一：支鉸結(jié)構(gòu)圖），結(jié)構(gòu)復(fù)雜。密封圈、油封等易損件多。

2 問(wèn)題的提出

由支鉸結(jié)構(gòu)圖可知支鉸軸為三級(jí)階梯軸。在軸上各區(qū)域公差配合不同，裝配最困難處為軸承內(nèi)圈與軸的配合，其組合處最大間隙0.092mm，最小間隙0.022mm，裝配間隙過(guò)小?，F(xiàn)場(chǎng)裝配時(shí)可能因?yàn)殂q座中心與支鉸軸中心未完全重合而產(chǎn)生支鉸軸通過(guò)自潤(rùn)滑球軸承時(shí)頂不動(dòng)和退不出現(xiàn)象，同時(shí)頂軸力的來(lái)源主要靠孔中心方向處軸端蓋板螺栓，會(huì)出現(xiàn)將螺栓絲扣拉壞，螺栓拉斷等一系列現(xiàn)象。同時(shí)由于自重支鉸軸通過(guò)一個(gè)梯級(jí)臺(tái)階時(shí)會(huì)存在下偏現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)水平穿軸對(duì)中非常困難，無(wú)法保證鉸座與支鉸軸中心重合。

設(shè)備制造廠家在將支鉸翻轉(zhuǎn)90°后，用垂直穿軸的方法組裝，每套支鉸要花費(fèi)6天時(shí)間才能組裝完成，而現(xiàn)場(chǎng)安裝位置狹小，又屬于高空作業(yè)，危險(xiǎn)系數(shù)高，測(cè)量環(huán)境條件差。同時(shí)由于J型油封采用國(guó)外進(jìn)口元件，水平安裝時(shí)極易被擠壓破損，如果損壞更換耗時(shí)長(zhǎng)，費(fèi)用高。

龍灘水電站表孔弧形閘門(mén)安裝工程于2008年3月份開(kāi)始支鉸裝置安裝，業(yè)主要求5月份5孔弧門(mén)具備運(yùn)行條件，7月初全部安裝、調(diào)試完成，工作量大、工期緊張、施工難度大。

3 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

龍灘水電站以現(xiàn)行行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)DL/T5018-2004《水利水電工程鋼閘門(mén)制造安裝及驗(yàn)收規(guī)范》為基準(zhǔn)，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為確?；⌒伍l門(mén)運(yùn)行平穩(wěn)，鉸座安裝兩鉸座軸線的同軸度的質(zhì)量要求較DL/T5018-94版2.0mm有較大提高，現(xiàn)行鉸座安裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表一。

4 解決辦法

為解決弧形閘門(mén)支鉸安裝手段不足、高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)高、施工周期長(zhǎng)等諸多的矛盾和技術(shù)問(wèn)題，以滿(mǎn)足龍灘工程高強(qiáng)度、高質(zhì)量施工的需要。根據(jù)龍灘工程現(xiàn)場(chǎng)安裝實(shí)際情況，弧門(mén)支鉸采用了整體安裝的新方法，改變了支鉸要在高空進(jìn)行穿軸的工序，既保證了支鉸的裝配精度，又簡(jiǎn)化了吊裝工作量，減少了高空作業(yè)的時(shí)間，加快了閘門(mén)安裝速度，同時(shí)又有利新的測(cè)試方法測(cè)量與調(diào)整。因此支鉸整體安裝符合龍灘水電站弧形閘門(mén)安裝工程施工特點(diǎn)。

5支鉸整體安裝工藝

為確保弧形閘門(mén)支鉸安裝質(zhì)量，根據(jù)龍灘工程弧形閘門(mén)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工條件，研究、制定出以下安裝工藝。

5.1出廠前的檢查

在設(shè)備制造廠，對(duì)于支鉸座的機(jī)械加工尺寸（包括鉸座座面與軸孔中心距，鉸座底板螺孔位置與鉸軸孔的形位偏差）必須符合設(shè)計(jì)圖樣，公差范圍不得大于0.05mm以?xún)?nèi)。把鉸座零件視為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件，出廠驗(yàn)收時(shí)應(yīng)加強(qiáng)檢驗(yàn)。

5.2 基礎(chǔ)螺栓的埋設(shè)

在支鉸座牛腿土建結(jié)構(gòu)上預(yù)埋基礎(chǔ)螺栓及鉸座基礎(chǔ)墊板時(shí)，必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖樣進(jìn)行調(diào)整加固，并且要在混凝土澆筑時(shí)采取監(jiān)控工藝，必要時(shí)，基礎(chǔ)墊板可采用二期砼施工方案。

要求基礎(chǔ)螺栓的空間位置，傾角符合設(shè)計(jì)尺寸及公差，鉸座基礎(chǔ)墊板的傾角、中心高程、對(duì)孔中的距離尺寸與圖樣一致。為了便于調(diào)整支鉸座軸孔中心位置，鉸座的基礎(chǔ)墊板下部及靠孔中一側(cè)應(yīng)有一定的寬度尺寸裕度，以便裝焊擋板用來(lái)對(duì)鉸座總成進(jìn)行鉸軸中心位置的調(diào)整。

5.3 施工平臺(tái)的搭設(shè)

在支座中心以下1.3m的位置（?犖364.7m高程）搭設(shè)施工平臺(tái)，以便施工人員站位。

5.4 測(cè)量控制點(diǎn)設(shè)置

在孔口兩側(cè)側(cè)墻上用膨脹螺栓各固定一塊鋼板（-20×400×400），鋼板高程控制在?犖366.900m左右，用Φ20鋼筋彎制成兩\"[\" 型線架，先用一個(gè)線架與左側(cè)鋼板焊接，將測(cè)量控制點(diǎn)設(shè)置在鋼筋線架上，使其里程為0+028.00m，并使用水準(zhǔn)儀測(cè)出線架高程，然后用全站儀控制右側(cè)線架位置，使其高程與用左側(cè)等高，然后放出其里程位置0+028.00m，拉15m跨閘通線，將兩端測(cè)控點(diǎn)貫通，使高程、里程、樁號(hào)在一根鋼琴線上控制。

5.5支鉸裝置吊裝

支鉸裝置采用2×2000KN壩頂門(mén)機(jī)的40t回轉(zhuǎn)吊卸車(chē)、吊裝。

支鉸裝置吊裝前將鉸鏈與鉸座夾角調(diào)整到150°左右，用I25b工字鋼將兩者加固，在鉸鏈頭部200mm處焊接擋板，利用支鉸座軸間空當(dāng)與活動(dòng)支鉸螺桿孔進(jìn)行吊裝，利用16t導(dǎo)鏈調(diào)整角度，用導(dǎo)鏈將支座拖到位，初步對(duì)稱(chēng)地?cái)Q緊六個(gè)緊固螺帽，同時(shí)將鉸鏈鎖定在錨鉤上方可摘鉤，吊裝方法圖二：支鉸吊裝示意圖。

支鉸裝置為鑄鋼件，焊接性能較差。加固、焊接擋板時(shí)應(yīng)采用低氫堿性焊條E5015，焊前應(yīng)清除油漆、雜質(zhì)，預(yù)熱到200℃，采用多層多道焊，層間溫度不應(yīng)低于200℃，焊后600℃左右后熱處理。

5.6 支鉸裝置的調(diào)整

支鉸座安裝調(diào)整時(shí)， 一般是在支鉸座的四個(gè)角上裝上背母和螺母， 其它的螺母和背母必須松開(kāi)， 待調(diào)整好后再上緊。支鉸座的調(diào)整項(xiàng)目較多， 且各項(xiàng)之間相互影響， 必須反復(fù)進(jìn)行調(diào)整和測(cè)量， 直到各項(xiàng)符合要求為止。

支鉸高程和里程的調(diào)整， 一般在支鉸座底部和牛腿之間用斜尖或支鉸座背母和螺母進(jìn)行。支鉸中心與孔口中心的距離的調(diào)整， 一般通過(guò)調(diào)整支承螺栓組時(shí)進(jìn)行。支鉸同軸度的調(diào)整， 一般是調(diào)整支鉸座背母和螺母進(jìn)行， 它的調(diào)整應(yīng)和高程里程調(diào)整結(jié)合進(jìn)行， 反復(fù)調(diào)整。支鉸座傾斜度的調(diào)整， 一般是由支鉸座背母和螺母進(jìn)行調(diào)整。

5.7 支鉸裝置的測(cè)量

對(duì)外露在鉸座耳板以外的鉸軸兩端進(jìn)行測(cè)量，由于靠閘墻一側(cè)的鉸軸中心孔無(wú)法目視，因此可以通過(guò)測(cè)量垂線與鉸軸外圓相切的最小距離的間接方法控制鉸軸的中心里程，在牛腿的下游面閘墩上架設(shè)水準(zhǔn)儀可以用測(cè)量鉸軸外圓頂面高程的間接方法控制鉸軸中心的高程，達(dá)到兩鉸軸線的同軸度偏差不超過(guò)1mm。

6 應(yīng)用效果

龍灘水電站表孔弧形閘門(mén)支鉸整體安裝工藝經(jīng)過(guò)多次方案的研究，綜合技術(shù)、安全、經(jīng)濟(jì)、進(jìn)度等因素的不斷優(yōu)化，解決了支鉸安裝要求精度高、測(cè)量條件環(huán)境差、施工工期緊等難題，確保預(yù)定工期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。目前7套表孔弧門(mén)已全部安裝完成，工程驗(yàn)收質(zhì)量?jī)?yōu)良，弧形閘門(mén)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)證明其安裝工藝完全滿(mǎn)足施工要求，值得在其它水利水電工程中借鑒。