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)

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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：弧形閘門對支鉸的安裝精度要求高，同時又存在安裝過程中檢測難度大、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啟閉機(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液壓啟閉機(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

支鉸埋件框為一期埋件(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，以控制各個螺桿的相對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，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

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尺寸。為便于在安裝工況下進(jìn)行檢測，首先將支鉸埋件框螺桿朝上墊平，用水準(zhǔn)儀檢測并將水平度控制在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，作業(yè)區(qū)設(shè)立安全防護(hù)欄，清潔施工現(xiàn)場。

建立測量控制網(wǎng)：為保證今后弧門、弧門埋件、液機(jī)油缸支鉸在同一測控基準(zhǔn)，首先將大壩控制網(wǎng)的基準(zhǔn)點引入孔口內(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，通過測量控制線，將支鉸埋件框底面安裝位置的控制點返到預(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，在平臺的相關(guān)位置設(shè)置調(diào)整螺桿，用于調(diào)整埋件框及臨時固定之需要。

吊裝支鉸埋件框，將其臨時固定在工裝支架上，安裝預(yù)先設(shè)立的基準(zhǔn)點，再根據(jù)支鉸中心坐標(biāo)(高程、里程)計算出支鉸埋件框的控制要求，將測量控制點測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)儀測量a、b點，通過調(diào)整上、下方向設(shè)置的調(diào)整螺桿，使a、b點達(dá)到設(shè)計高程要求。

(3)孔中調(diào)整：在c、d點分別掛上線墜，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點分別掛上線墜，測量c、d點水平投影長度L，使其達(dá)到設(shè)計的傾斜角度要求(圖3)。

圖3　支鉸埋件框就位后的示意圖

(5)調(diào)整時，注意以上各控制指標(biāo)應(yīng)相互兼顧，測量要求見表1。檢測時需要參考四個基準(zhǔn)點的偏差尺寸，必要時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

待以上各項調(diào)整合格后，通過全站儀進(jìn)行復(fù)測精調(diào)。檢測合格后焊接加固，加固時，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。焊接時要求由內(nèi)向外、對稱進(jìn)行，過程監(jiān)控，焊接完成后進(jìn)行復(fù)測。要求土建在澆筑時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)支鉸埋件框同時進(jìn)行，采用同一組控制點和一次設(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、欄桿，以確保安裝時的安全可靠，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(包括高程、里程、距孔口中心的距離)。因支鉸安裝后兩側(cè)點位被遮擋，儀器已無法被檢測到，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)再次對支鉸埋件框進(jìn)行復(fù)測，查看混凝土澆筑對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對螺桿的表面造成損傷和污染，故在安裝支鉸前，需對螺桿進(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)動結(jié)構(gòu)，為保證吊裝時的穩(wěn)定，吊裝前將固鉸和鉸鏈固定，使兩平面相對平行。吊裝時，采用在起重機(jī)吊鉤上同時掛主起重繩和輔助手拉葫蘆的方式，按照理論計算出的數(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

吊裝時，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，由于是實心軸，故在支鉸軸的兩個端面取中心，利用線錘將中心延至基準(zhǔn)鋼絲線下方，采用鋼板尺檢測，測量要求見表2。

表2　支鉸的精度控制要求表

此時，在支鉸下方設(shè)置兩個千斤頂，用于測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，最好是左右兩側(cè)的支鉸同時進(jìn)行，以便于控制兩側(cè)支鉸的相對尺寸。

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，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，其安裝檢測結(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收規(guī)范[S].

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

顧旭昌(1970-)，男，上海市人，項目常務(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±1 100千伏特高壓直流輸電工程項目啟動

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收稿日期:2015-10-20

文章編號:1001-2184(2015)06-0004-03

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

中圖分類號:TV7;TV547

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