厄瓜多爾SOPLADORA水電站地下廠房橋機(jī)安裝

王昆昆

(葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

厄瓜多爾SOPLADORA水電站為地下式廠房，水輪發(fā)電機(jī)組總裝機(jī)臺數(shù)3臺，總裝機(jī)容量48.6萬kW。主廠房內(nèi)安裝兩臺由杭州華新機(jī)電工程有限公司制造的2×200t/20t橋式起重機(jī)，將承擔(dān)索普拉多拉水電站水輪發(fā)電機(jī)組及其輔助設(shè)備的安裝、運(yùn)行維護(hù)和檢修工作。電站設(shè)備最大起重量為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重量280t，平衡梁重25.21t，通過平衡梁由兩臺起重機(jī)并車后同時吊運(yùn)。本文主要介紹該橋機(jī)的安裝方案及其負(fù)荷試驗(yàn)方案。

1 橋機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

該橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)由主梁、端梁、小車、大車行走機(jī)構(gòu)等組成，主梁為箱式結(jié)構(gòu)，長20.15m寬1.69m高2.20m，小車長5.20m寬2.90m高1.92m，兩根端梁為箱形結(jié)構(gòu)。端梁下部連接有大車行走機(jī)構(gòu)，共有16只走輪，其中8只為驅(qū)動輪。單臺橋機(jī)總重量約105t。其中，橋機(jī)主梁重約18.34t，小車重25.0t，橋機(jī)大車跨度19.6m，橋架長度20.15m。運(yùn)行機(jī)構(gòu)和起升機(jī)構(gòu)均采用全變頻數(shù)字調(diào)速方式，主要電氣控制設(shè)備均安裝在橋架主梁電氣房內(nèi)。電氣房內(nèi)部電氣部分接線全部由生產(chǎn)廠家在廠內(nèi)安裝完成，包裝完整滿足運(yùn)輸要求。其技術(shù)參數(shù)見表1、表2。

表1 橋機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

表2 橋機(jī)主要部件重量

2 施工安裝前準(zhǔn)備

為保證厄瓜多爾SOPLADORA水電站地下廠房兩臺橋式起重機(jī)安裝順利，必須滿足安裝場地具備安裝條件與橋機(jī)軌道安裝完成通過監(jiān)理驗(yàn)收兩個要求。

2.1 安裝場地清理

進(jìn)廠交通洞及安裝場已清理干凈，不影響設(shè)備運(yùn)輸車輛及起吊設(shè)備的轉(zhuǎn)移。地下廠房影響橋機(jī)安裝的排架均已拆除，安裝及設(shè)備堆放場地均已清理完畢。

2.2 橋機(jī)軌道及車檔安裝

清掃橋機(jī)梁上工作面，檢查軌道基礎(chǔ)埋板中心、高程及間距是否與設(shè)計(jì)施工圖一致。根據(jù)測量控制點(diǎn)線，在上、下游橋機(jī)梁上測放出軌道中心線和基準(zhǔn)高程點(diǎn)。按設(shè)計(jì)施工圖要求，根據(jù)測放的中心線將固定軌道的螺栓焊接到預(yù)埋的鋼板上，用拉線法配合水平尺調(diào)整軌道螺栓的垂直度與直線度。

安裝墊板。用拉線法調(diào)整墊板中心，用水準(zhǔn)儀配合調(diào)整墊板高程，用水平尺控制墊板水平，使其符合要求。檢查軌道的形狀、尺寸，發(fā)現(xiàn)有超值彎曲、扭曲等變形時，應(yīng)進(jìn)行校正，并經(jīng)監(jiān)理檢查合格后才能進(jìn)行安裝。軌道吊裝前按施工圖紙編號，由汽車吊至安裝間地面后分別轉(zhuǎn)吊至上、下游軌道橋機(jī)梁上，再由人工轉(zhuǎn)運(yùn)到位(安裝間位置可直接吊裝到位)。軌道吊運(yùn)應(yīng)在軌道二期埋件安裝前事先運(yùn)輸?shù)轿?，擺放到靠巖壁梁里側(cè)，不影響軌道二期埋件的安裝。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙安裝要求擺放軌道，利用全站儀、水準(zhǔn)儀、鋼卷尺調(diào)整軌道中心、高程及軌距，以滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

對到貨車擋按圖紙資料要求檢查驗(yàn)收，按測放控制基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)車擋安裝控制點(diǎn)線吊裝，并按設(shè)計(jì)圖紙要求完成車擋調(diào)整工作。

3 橋機(jī)安裝流程及安裝方法

主廠房有兩臺200t/20t橋機(jī)，順?biāo)鞣较蚍謩e編號為1#橋機(jī)、2#橋機(jī)，依次進(jìn)行安裝。

3.1 橋機(jī)安裝流程

該橋機(jī)安裝流程見圖1所示。

3.2 設(shè)備運(yùn)輸路線及安裝作業(yè)吊車運(yùn)行路線

橋機(jī)部件到貨后，先卸貨至機(jī)電設(shè)備倉庫儲

圖1 橋機(jī)安裝流程

存，地下廠房具備安裝條件后直接由交通洞進(jìn)入主廠房安裝場地。設(shè)備進(jìn)入廠房順序根據(jù)裝車到達(dá)工地后現(xiàn)場確定。安裝用吊車運(yùn)行線路同樣為交通洞至安裝場，設(shè)備卸貨時注意吊車及運(yùn)輸車的進(jìn)洞順序。

3.2.1 橋機(jī)主梁及小車卸車。橋機(jī)主梁及小車?yán)?0t平板拖車直接由交通洞進(jìn)入主廠房安裝場地，卸車均采用100t汽車吊。當(dāng)設(shè)備運(yùn)抵廠房時，先安排100t汽車吊進(jìn)入安裝間靠機(jī)組段側(cè)，再運(yùn)輸大梁進(jìn)入安裝間，運(yùn)輸汽車進(jìn)入安裝間后車頭向安裝間端部斜向開進(jìn)，且運(yùn)輸汽車采用開進(jìn)的方式進(jìn)入安裝間卸車。

3.2.2 其余橋機(jī)設(shè)備運(yùn)輸和卸車。其余橋機(jī)設(shè)備運(yùn)輸可視單件重量情況，采用10t載重汽車運(yùn)輸，采用50t(25t)汽車吊裝卸車。

3.3 橋機(jī)主要部件安裝方法

3.3.1 主梁的吊裝

主梁吊裝前，首先在安裝間利用預(yù)先制作好的支撐對主梁的附件進(jìn)行拼裝，主梁Ⅰ和主梁Ⅱ分別連同司機(jī)室和電動葫蘆一起吊裝。拼裝后橋機(jī)單根主梁重約28t，吊裝選用φ26mm×8m尼龍?zhí)卒摻z繩 型號 破斷拉力 公稱抗拉強(qiáng)度1770MPa級的纖維芯鋼絲繩)一對并利用廠家吊耳板進(jìn)行，用100t汽車吊將其吊裝就位。汽車吊需用參數(shù)為吊裝幅度6m～7m，選用22.5m臂長，最小吊裝重量為45t。主梁吊裝順序?yàn)榈谝桓罅旱跹b→端梁Ⅰ吊裝→第二根大梁吊裝:

①大梁與行走機(jī)構(gòu)(端梁Ⅱ和臺車組)在安裝間組裝完成后，利用起吊設(shè)備吊裝大梁并落在軌道上。起吊前在大梁兩端系上拖拉繩，控制大梁起吊擺度，同時控制大梁與機(jī)組縱軸線夾角應(yīng)小于50°，以便大梁順利跨越巖錨梁。當(dāng)大梁行走輪高度超過軌道高程時，人力拖拽拖拉繩控制大梁回轉(zhuǎn)擺正，將大梁安全平穩(wěn)慢慢下落至軌面;

②再利用汽車吊將端梁Ⅰ吊上軌道與第一根大梁聯(lián)接;

③利用2個5t手拉葫蘆及軌道卡具牽引第一根主梁(含端梁部分)移位，使橋機(jī)主梁兩端以相同速度向機(jī)組段方向移位，以滿足第二根橋機(jī)主梁吊裝要求;

④吊裝第二根橋機(jī)主梁，吊裝方法與第一根橋機(jī)主梁相同;

⑤車架組裝第二根大梁就位后，用2個5t手拉葫蘆將第一根大梁移回與第二根大梁聯(lián)接。

兩根橋機(jī)主梁組裝成整體后，檢查對角線長度差、跨度相對差、上拱度、同一截面小車軌道高程差、小車軌道跨度及主梁車輪同位差。檢查、調(diào)整完成并符合要求后，即可開始小車吊裝。

3.3.2 小車的吊裝

橋機(jī)小車吊裝時，擬將卷筒裝置、小車行走端梁、小車行走驅(qū)動裝置、從動裝置、減速器、小車連接梁等部件在安裝拼裝完成后整體吊裝。

小車實(shí)際吊裝時重25.078t，以吊裝時吊臂與大梁不發(fā)生撞桿為前提。橋機(jī)小車吊裝采用直徑φ34mm×8m尼龍?zhí)卒摻z繩(型號6×37、破斷拉力637kN、公稱抗拉強(qiáng)度1770MPa級的纖維芯鋼絲繩)，吊索夾角60°，選用100t汽車吊，吊裝幅度7m，臂長22.5m，最小吊裝重量為45t。

3.3.3 其他部件安裝

其他部件安裝，可通過50t或25t汽車吊在安裝間吊裝來實(shí)現(xiàn)。包括駕駛室安裝(駕駛室安裝隨主梁 一起吊裝 檢修吊籠安裝 電動葫蘆安裝(電動葫蘆安裝隨主梁Ⅱ一起吊裝)，鋼絲繩纏繞及吊鉤裝置安裝。

3.3.4 鋼繩纏繞

鋼繩纏繞在橋機(jī)組裝完成后空載試運(yùn)行期間進(jìn)行，方案如下:

將到貨鋼絲繩運(yùn)至安裝場后吊放到托架上，在拖線地段鋪設(shè)編織袋，防止鋼絲繩直接接觸地面粘上泥沙;將需纏繞鋼繩的小車開至安裝間適當(dāng)位置，將動滑輪固定在主起升機(jī)構(gòu)下方，用槽鋼牢固地固定;用卷揚(yáng)機(jī)配合將鋼絲繩頭抽出，提至卷筒用壓繩器固定，緩慢開動起升機(jī)構(gòu)將所有鋼絲繩纏繞在卷筒上后將繩頭固定。

開動大車至機(jī)組段，啟動起升機(jī)構(gòu)逐漸下放鋼繩使動滑輪(吊鉤)下落至最低點(diǎn)，將已固定在橋機(jī)的繩頭纏繞在卷筒的另一端與壓繩器固定，期間檢查鋼絲繩排繩情況是否良好。

3.3.5 電氣設(shè)備安裝

安裝順序?yàn)殡姎庠O(shè)備安裝——電纜敷設(shè)及接線——電氣試驗(yàn)及調(diào)試

4 橋機(jī)整體調(diào)試

在監(jiān)理、設(shè)備供貨商的指導(dǎo)下，完成橋機(jī)的整體調(diào)試工作。包括對橋機(jī)分部機(jī)構(gòu)進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，檢查各部分機(jī)械、電氣運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、動作正確，電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，三相電流平衡，齒輪嚙合良好，各限位動作可靠，制動裝置動作迅速、準(zhǔn)確可靠;閘瓦、閘片制動輪的間隙均勻，大小車行走機(jī)構(gòu)運(yùn)行平衡，供電系統(tǒng)運(yùn)行良好(在進(jìn)行分部或聯(lián)合空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)前，應(yīng)對橋機(jī)的各潤滑部位、傳動軸承、減速箱等按廠家圖紙規(guī)定加注潤滑油、脂)。

5 橋機(jī)負(fù)荷試驗(yàn)

本電站橋機(jī)試驗(yàn)采用吊架、鋼絲繩和鋼筋作為配重的試驗(yàn)方案。橋機(jī)試驗(yàn)包括:(1)空載試驗(yàn);(2)靜負(fù)荷試驗(yàn);(3)動負(fù)荷試驗(yàn);(4)并車試驗(yàn)。

5.1 吊籠的制作:

采用I56b工字鋼做成8.5m×5.4m的吊架，用φ96mm鋼絲繩和本工程中大量應(yīng)用的φ28mm、長9m螺紋鋼綁扎成捆進(jìn)行負(fù)荷試驗(yàn)。

5.2 空載試驗(yàn)

橋機(jī)在空載情況下，做大車、小車、提升機(jī)構(gòu)分別在行程內(nèi)上、下往返3次，檢查電氣和機(jī)械部分。

5.2.1 分別開動各機(jī)構(gòu)的電動機(jī)，其運(yùn)轉(zhuǎn)正常，三相電流平衡，各制動器能準(zhǔn)確、及時的動作，各限位開關(guān)及安全裝置動作準(zhǔn)確、可靠。

5.2.2 大車在安裝間至3號機(jī)范圍內(nèi)以不同檔位往返行走三次，無啃軌現(xiàn)象，車擋、限位可靠，檢查大車不同檔位的速度、制動距離，制動裝置的動作迅速、準(zhǔn)確、可靠。

5.2.3 小車在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)以不同檔位往返行走三次，無啃軌現(xiàn)象，限位可靠，檢查小車在不同檔位的速度、制動距離，制動裝置的動作迅速、準(zhǔn)確、可靠。

5.2.4 起升機(jī)構(gòu)上升、下降三次，檢查上限位和下限位裝置動作可靠，測量不同檔位上升、下降速度，不同檔位下降制動距離，制動裝置的動作迅速、準(zhǔn)確、可靠。

5.2.5 檢查下列電氣和機(jī)械部分:電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，三相電流平衡;電氣設(shè)備無異常發(fā)熱現(xiàn)象，控制器的觸頭無燒灼現(xiàn)象。大、小車行走時，導(dǎo)電裝置平穩(wěn)，滑塊沿臨時滑線動作平穩(wěn)，無卡阻、跳動及嚴(yán)重冒火現(xiàn)象;所有機(jī)械部件運(yùn)轉(zhuǎn)時，無沖擊聲和其他異常聲音;機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)，無異?，F(xiàn)象;運(yùn)行機(jī)構(gòu)啟動或停止時主動車輪不應(yīng)有明顯打滑，起動和制動正?？煽?，限位開關(guān)動作正確;運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，制動閘瓦全部離開制動輪，無任何摩擦。操作方向與起重機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)方向一致;所有齒輪和軸承有良好的潤滑，軸承溫度不得超過65℃;檢查車輪踏面和軌道接觸印痕，是否偏向外側(cè);試運(yùn)行有無啃軌現(xiàn)象。

5.3 靜負(fù)荷試驗(yàn)

5.3.1 空載試驗(yàn)及并車試驗(yàn)合格后，橋機(jī)主鉤按額定負(fù)荷200t的25%(50t)、50%(100t)、75%(150t)、100%(200t)、110%(220t)、125%(250t)和140%(280t)進(jìn)行靜負(fù)荷試驗(yàn)，依次吊起重物離地面約200mm，停留時間不少于10min，監(jiān)視抱閘和電源，檢查抱閘和橋機(jī)各部位應(yīng)無異常，待負(fù)載電流和大梁撓度測量并完成記錄后，卸去負(fù)荷。

5.3.2 布置好測量橋機(jī)大梁撓度和軌道下沉值的儀器，小車置于大梁中部，當(dāng)主鉤吊起100%(200t)、110%(220t)、125%(250t)和140%(280t)負(fù)荷時，分別測量橋機(jī)大梁的撓度和軌道下沉值。

5.4 動負(fù)荷試驗(yàn)

5.4.1 靜負(fù)荷試驗(yàn)正常，經(jīng)各方認(rèn)可后，即可按額定負(fù)荷2×200×125%(1.25倍)=500t進(jìn)行動負(fù)荷試驗(yàn)。

5.4.2 先進(jìn)行100%滿負(fù)荷試驗(yàn)，雙鉤吊重物400t，離地面200mm，停止10min，觀察無異?，F(xiàn)象后，再繼續(xù)升高1m做升降試驗(yàn)，檢查抱閘的可靠性，將重物吊至距行程限位開關(guān)1m左右升降兩次。

5.4.3 滿負(fù)荷試驗(yàn)合格后，進(jìn)行125%超負(fù)荷試驗(yàn)，雙鉤吊重物500t，試驗(yàn)方法同上。

5.4.4 動負(fù)荷試驗(yàn)時檢查聯(lián)軸器、齒輪等傳動部分應(yīng)無異常，制動器應(yīng)靈敏可靠，軸承、電動機(jī)、電氣部分溫度應(yīng)正常。測量并記錄起升機(jī)構(gòu)速度。

5.5 并車試驗(yàn)

兩臺200t橋機(jī)試驗(yàn)合格后，用并車連桿將兩臺橋機(jī)連接，按照圖紙將兩臺橋機(jī)電氣部分相連，將切換開關(guān)切至并車位置，分別以1#橋機(jī)和2#橋機(jī)作主車進(jìn)行并車操作。

大車在允許范圍內(nèi)往返行走三次，觀察其同步性，檢查制動器的投入、切除同步性;小車在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)往返行走三次，觀察其同步性，檢查制動器的投入、切除同步性;起升機(jī)構(gòu)上升、下降三次，測量各起升機(jī)構(gòu)升、降速度，檢查制動器的投、切同時性，兩臺小車升降同步性。

檢查各機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)、協(xié)調(diào)一致;檢查起升機(jī)構(gòu)在全程范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)子平衡梁兩端的高低差滿足設(shè)計(jì)要求。

6 結(jié)語

通過對前期對SOPLADORA水電站地下廠房橋機(jī)安裝方案的討論編制和后期安裝前的準(zhǔn)備實(shí)施，可總結(jié)如下幾點(diǎn):

6.1 地下廠房的兩臺200t/20t橋式起重機(jī)承擔(dān)索普拉多拉水電站水輪發(fā)電機(jī)組及其輔助設(shè)備的安裝、運(yùn)行維護(hù)和檢修工作，因此業(yè)主很重視橋機(jī)設(shè)備的安全儲運(yùn)工作，應(yīng)盡量避免設(shè)備的二次轉(zhuǎn)運(yùn)工作，減少運(yùn)輸過程中的安全隱患。由于本項(xiàng)目為國際工程，機(jī)電設(shè)備的運(yùn)輸時間一般為3個月左右的周期，考慮到安裝施工過程中可能出現(xiàn)的因?yàn)樵O(shè)備數(shù)量、類型和安裝時間等因素會有變化和調(diào)整，本項(xiàng)目安排橋機(jī)提前到貨存儲與機(jī)電設(shè)備倉庫封閉庫房中，待具備安裝條件后，轉(zhuǎn)運(yùn)至地下廠房安裝間進(jìn)行安裝工作。

6.2 現(xiàn)場橋機(jī)安裝有兩種吊裝手段，一是直接選擇合適起重量的汽車吊，二是洞挖時在廠房拱頂布置相應(yīng)的錨索和起吊裝置，配合地面的卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行卸車吊裝。汽車吊安裝方案優(yōu)點(diǎn)是移動靈活、效率高、安裝周期短，缺點(diǎn)是受廠房空間制約，需使用大起重量的吊車，費(fèi)用高，同時對現(xiàn)場施工場地要求高。錨索加起吊裝置安裝方案優(yōu)點(diǎn)是不受廠房空間制約、費(fèi)用相對較低、起重量大，缺點(diǎn)是效率低、安裝周期長，同時錨索選擇需經(jīng)過設(shè)計(jì)計(jì)算和試驗(yàn)合格后才能使用，錨索和起吊裝置安裝需在洞挖拱頂時進(jìn)行?？梢跃C合考慮現(xiàn)場的施工條件和施工進(jìn)度要求，來決定采用的安裝方案。本項(xiàng)目考慮業(yè)主施工進(jìn)度要求，選用汽車吊進(jìn)行安裝。