藏木水電站1600 kN/320 kN壩頂雙向門機(jī)安裝

陳衛(wèi)平, 王純高, 何啟忠, 曾　元

(1. 中國(guó)葛洲壩集團(tuán)機(jī)械船舶有限公司，湖北宜昌 443002;2.中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第六工程有限公司, 云南昆明 650000)

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藏木水電站1600 kN/320 kN壩頂雙向門機(jī)安裝

陳衛(wèi)平1, 王純高2, 何啟忠1, 曾元1

(1. 中國(guó)葛洲壩集團(tuán)機(jī)械船舶有限公司，湖北宜昌 443002;2.中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第六工程有限公司, 云南昆明 650000)

【摘要】藏木水電站1600 kN/320 kN壩頂雙向門機(jī)軌道跨度15.5 m，全長(zhǎng)180.67 m，該門機(jī)主要擔(dān)負(fù)著左、右沖砂底孔事故閘門、沖砂廊道事故閘門、進(jìn)水口檢修閘門、進(jìn)水口攔污柵的啟閉和檢修工作。門機(jī)主要由大車行走機(jī)構(gòu)、門架及附屬金屬結(jié)構(gòu)、小車機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)吊、清污機(jī)、抓梁及電氣部分組成，單機(jī)總重為304.755 t。壩頂門機(jī)主吊鉤為1 600 kN，回轉(zhuǎn)吊起升機(jī)構(gòu)起升荷載為320 kN。

【關(guān)鍵詞】壩頂；雙向門機(jī)；安裝

1工程概況

藏木水電站壩頂高程3 314 m布置一臺(tái)1600 kN/320 kN雙向門機(jī)。門機(jī)軌道跨度15.5 m，全長(zhǎng)180.67 m。該門機(jī)主要擔(dān)負(fù)著左、右沖砂底孔事故閘門、沖砂廊道事故閘門、進(jìn)水口檢修閘門、進(jìn)水口攔污柵的啟閉和檢修工作。門機(jī)主要由大車行走機(jī)構(gòu)、門架及附屬金屬結(jié)構(gòu)、小車機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)吊、清污機(jī)、抓梁及電氣部分組成，單機(jī)總重為304.755 t。壩頂門機(jī)主吊鉤為1 600 kN，回轉(zhuǎn)吊起升機(jī)構(gòu)起升荷載為320 kN。門機(jī)最大安裝高度距軌道面以上28.92 m，最大不可分吊裝單元為主梁一部分，單重20.84 t(不包括小車軌道裝置1.604 t)，其外形尺寸為21.5 m(長(zhǎng))×1.57 m(寬)×2.664 m(高)[1]。

2主要起吊設(shè)備、工具的核算

(1)壩頂雙向門機(jī)主要吊裝設(shè)備為220 t汽車吊，根據(jù)《220 t汽車吊性能參數(shù)表》及《1600 kN/320 kN門機(jī)主要大件吊裝清單》，該汽車吊滿足壩頂門機(jī)構(gòu)件吊裝就位要求。

(2)壩頂門機(jī)最重結(jié)構(gòu)為門機(jī)主梁與端梁的組合件(50.898 t)，且采用4個(gè)吊點(diǎn)進(jìn)行吊裝，平均每個(gè)吊點(diǎn)受力不超過(guò)13 t。大件吊裝鋼絲繩均采用φ36(1870)纖維芯鋼絲繩。查相關(guān)手冊(cè)，該鋼絲繩最小破斷拉力為79.9 t，取4倍安全系數(shù)，該鋼絲繩許用拉力為79.9/4=20 t，能夠滿足壩頂門機(jī)最大結(jié)構(gòu)件的吊裝要求。鋼絲繩與構(gòu)件連接采用20 t卸扣，強(qiáng)度均滿足吊裝要求。

(3)門腿臨時(shí)工作平臺(tái)載荷校核。為方便門腿及主梁之間焊縫焊接，在門腿上搭設(shè)臨時(shí)工作平臺(tái)。臨時(shí)工作平臺(tái)材料采用φ25鋼筋，經(jīng)校核，該平臺(tái)單側(cè)強(qiáng)度滿足3人同時(shí)施工要求。

(4)吊裝過(guò)程中臨時(shí)吊耳制作及焊接。構(gòu)件上吊裝臨時(shí)吊耳材料采用壓力鋼管制作剩余的余料進(jìn)行下料、焊接，該材料均有材質(zhì)證明書并檢驗(yàn)合格；吊耳焊接工藝及標(biāo)準(zhǔn)與壓力鋼管制作二類焊縫要求相同，開(kāi)單面坡口，翻面氣刨清根。經(jīng)計(jì)算校核，臨時(shí)吊耳尺寸滿足現(xiàn)場(chǎng)吊裝強(qiáng)度要求。

(5)門腿纜風(fēng)繩采用φ22纖維芯鋼絲繩，查相關(guān)手冊(cè)，該鋼絲繩最小破斷拉力為26.6 t，取4倍安全系數(shù)，該鋼絲繩許用拉力為26.6/4=6.65 t。經(jīng)仔細(xì)校核計(jì)算，該纜風(fēng)繩滿足壩頂門機(jī)門腿固定要求。

3安全技術(shù)措施

3.117#壩頂門槽孔洞封堵措施

為了保證施工安全，門機(jī)安裝前在 17#壩頂右沖砂底孔檢修門儲(chǔ)門槽、進(jìn)水口檢修門儲(chǔ)門槽、攔污柵儲(chǔ)柵槽的孔洞周圍設(shè)置安全防護(hù)欄桿，安裝工作面部分需要封堵的孔洞用攔渣格柵蓋住。

3.2大件吊裝

根據(jù)《進(jìn)水口1600 kN/320 kN雙向門機(jī)圖》可知，最重單件為起升機(jī)構(gòu)，重量為35.6 t。但為了滿足2014年9月底右岸大壩金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備安裝工程全面完工的趕工要求，需將雙向門機(jī)部分部件組裝后整體吊裝來(lái)加快施工進(jìn)度。大件的吊裝順序?yàn)椋捍筌囆凶邫C(jī)構(gòu)→上游側(cè)門腿與中橫梁組合件→下游側(cè)門腿與中橫梁組合件→主梁與端梁組合件→小車架與起升機(jī)構(gòu)組合件[2]。

3.3門機(jī)腿吊裝

3.3.1門腿吊裝方案

根據(jù)《17#壩段壩頂結(jié)構(gòu)布置圖》知，在雙向門機(jī)軌道之間是攔污柵儲(chǔ)柵槽、進(jìn)水口檢修門儲(chǔ)門槽、右沖砂底孔檢修門儲(chǔ)門槽及電梯井等孔洞。當(dāng)大車行走機(jī)構(gòu)按照放點(diǎn)位置安裝完成固定后，將在18#壩段組裝好的上、下游側(cè)門腿與中橫梁組合件，主梁與端梁的組合件用220 t汽車吊吊裝。

根據(jù)門機(jī)腿與橫梁組裝在一起約重31 t，門機(jī)腿高度為14.63 m，加上下橫梁及大車行走機(jī)構(gòu)，總吊高為17.337 m，再加上吊繩(鋼絲繩)的高度2 m，總共吊裝高度為19.377 m。吊車旋轉(zhuǎn)中心至上游側(cè)門腿吊裝中心最遠(yuǎn)為15.55 m，所以計(jì)算得汽車吊吊臂長(zhǎng)度應(yīng)為24.84 m。查220 t汽車吊額定性能表：回轉(zhuǎn)半徑為16 m、主臂長(zhǎng)27 m時(shí)，起重量為38 t，滿足汽車吊吊裝時(shí)的承重荷載，具備門腿和橫梁的組合件整體(31 t)吊裝能力。

3.3.2鋼絲繩選擇

S=K1K2K3Q/n≤P/K

式中:S為鋼絲繩拉力；K1為動(dòng)載荷鋼絲繩，一般取K1=1.1；K2為不均衡系數(shù),一般取K2=1.2～1.3；K3為整定系數(shù)，鋼絲繩與重心線所成夾角，K3=l/sinα；查表鋼絲繩的破斷拉力K2=1.2 t，α一般取65°；Q為吊裝設(shè)備的重量；n為吊索的分支數(shù)；P為鋼絲繩的破斷拉力；K為鋼絲繩安全系數(shù)，K=6。

門機(jī)門腿與中橫梁的組合件重31 t，當(dāng)α=65°,查表K1=1.1，K2=1.2, K3=1.1, 選用四股鋼絲繩吊裝，n=4,則每根鋼絲繩的拉力：

S=1.1×1.2×1.1×31÷4 =11.253 t

P=KS=6×11.253= 67.518 t

查表,選用6×37+1-1700 型號(hào)鋼絲繩，直徑為36.5 mm，鋼絲繩的破斷拉力78.8 t>67.518 t，滿足門機(jī)最大吊裝單元的吊裝要求。

3.4門機(jī)主梁吊裝3.4.1主梁吊裝方案

根據(jù)門機(jī)主梁與端梁組裝在一起約重51 t，門機(jī)主梁總吊高為20 m，再加上吊繩(鋼絲繩)的高度4 m，總共吊裝高度為24 m。吊車旋轉(zhuǎn)中心至主梁吊裝中心最遠(yuǎn)為11.58 m，所以計(jì)算得汽車吊吊臂長(zhǎng)度應(yīng)為26.65 m。查220 t汽車吊額定性能表：回轉(zhuǎn)半徑為12 m、主臂長(zhǎng)27 m時(shí)，起重量為53 t，滿足汽車吊吊裝時(shí)的承重荷載，具備主梁和端梁的組合件整體(51 t)吊裝能力。

3.4.2鋼絲繩選擇

見(jiàn)本文第3.3.2鋼絲繩選擇。

門機(jī)主梁與端梁組合件重51 t，當(dāng)α=65°,查表K1=1.1，K2=1.2,K3=1.1, 選用四股鋼絲繩吊裝，n=4,則每根鋼絲繩的拉力:

S=1.1×1.2×1.1×51÷4 = 18.513 t

P=KS=6×18.513= 111.078 t

查表,選用6×37+1-1700 型號(hào)鋼絲繩，直徑為43 mm，鋼絲繩的破斷拉力118.5 t>111.078 t，滿足門機(jī)主梁與端梁組合件的吊裝要求。

3.5門機(jī)起升機(jī)構(gòu)吊裝

3.5.1起升機(jī)構(gòu)吊裝方案

為了大件集中吊裝，減少門機(jī)安裝對(duì)纜機(jī)運(yùn)行的干擾，將小車起升機(jī)構(gòu)與小車架(含小車行走機(jī)構(gòu))運(yùn)至18#壩段進(jìn)行拼裝，然后用220 t汽車吊進(jìn)行整體吊裝。根據(jù)門機(jī)起升機(jī)構(gòu)與小車架組裝在一起約重45 t，門機(jī)起升機(jī)構(gòu)總吊高為21.4 m，再加上吊繩(鋼絲繩)的高度5 m，總共吊裝高度為26.4 m。吊車旋轉(zhuǎn)中心至主梁吊裝中心最遠(yuǎn)為10.97 m，所以計(jì)算得汽車吊吊臂長(zhǎng)度應(yīng)為28.59 m。查220 t汽車吊額定性能表，回轉(zhuǎn)半徑為11 m、主臂長(zhǎng)31.3 m時(shí)，起重量為56 t，滿足汽車吊吊裝時(shí)的承重荷載，具備起升機(jī)構(gòu)及小車架的組合件整體(45 t)吊裝能力。

3.5.2鋼絲繩選擇

見(jiàn)本文第3.3.2鋼絲繩選擇。

門機(jī)起升機(jī)構(gòu)及小車架組合件重45 t，當(dāng)α=65°,查表K1=1.1，K2=1.2, K3=1.1, 選用4股鋼絲繩吊裝，n=4,則每根鋼絲繩的拉力：

S=1.1×1.2×1.1×45÷4 = 16.335 t

P=KS=6×16.335= 98.01 t

查表,選用6×37+1-1700 型號(hào)鋼絲繩，直徑為43 mm，鋼絲繩的破斷拉力118.5 t>98.01 t，滿足門機(jī)起升機(jī)構(gòu)與小車架組合件的吊裝要求。

3.6其他安全措施

(1)吊裝前必須向所有施工人員進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底。

(2)吊裝時(shí)由專人負(fù)責(zé)，統(tǒng)一指揮，信號(hào)明確。

(3)為了防止大風(fēng)大雨，大件安排在上午吊裝，吊裝時(shí)重物左右兩頭各系一根40 m的麻繩，每根2～4人拉拽，防止吊物在空中旋轉(zhuǎn)。

(4)門機(jī)安裝時(shí)設(shè)置安全警戒區(qū)，進(jìn)入施工工地必須帶戴好安全帽，高空作業(yè)時(shí)，系好帽帶。

(5)在工作地點(diǎn)、施工設(shè)備和一經(jīng)合閘即可送電到工作地點(diǎn)或施工設(shè)備的開(kāi)關(guān)和刀閘的操作把手上，均應(yīng)懸掛“禁止合閘，有人工作！”的標(biāo)識(shí)牌。嚴(yán)禁工作人員在工作中移動(dòng)或拆除遮攔、接地線和標(biāo)識(shí)牌。

(6)孔口要設(shè)置圍欄，用安全網(wǎng)將孔口蓋住，防止材料、工器具墜落，傷人傷物。

(7)雨天注意防滑，及時(shí)檢查電纜接頭接觸，絕緣是否良好，電器開(kāi)關(guān)、焊機(jī)設(shè)備等必須搭好防護(hù)棚。

(8)吊裝之前，必須檢查吊車、鋼繩、卡卸扣、地錨是否處于安全狀態(tài)，不允許有任何違章操作。

(9)認(rèn)真學(xué)習(xí)安全法，對(duì)門機(jī)安裝召開(kāi)專題安全會(huì)，從而做到“人人懂安全，人人講安全，人人守安全，人人都安全”[3]。

4結(jié)束語(yǔ)

藏木水電站右岸大壩1600 kN/320 kN壩頂雙向門機(jī)安裝時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工條件和門機(jī)的整體參數(shù)進(jìn)行深入分析和研究，確定了施工方案，租賃220 t大型汽車吊配合安裝。首先利用現(xiàn)場(chǎng)的50 t汽車吊進(jìn)行門腿與橫梁、主梁與端梁等部件的整體拼裝，再集中利用220 t大型汽車吊將拼裝好的門腿整體、主梁整體等進(jìn)行最后的總拼。這樣大大減少了220 t大型汽車吊的使用臺(tái)班，既節(jié)省了成本又提前完成了安裝任務(wù)，還為左岸溢流壩弧門等大件安裝和混凝土澆筑節(jié)省了更多的纜機(jī)吊裝臺(tái)班，也為后期大噸位的閘門、啟閉機(jī)等設(shè)備安裝提供了吊裝手段，保證了藏木水電站設(shè)備安裝的順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]1600 kN壩頂門機(jī)安裝方案[OL].豆丁網(wǎng).http://www.docin.com/p-819921500.html.

[2]楊關(guān)智，安郁亮.草街航電樞紐2×2500 kN 壩頂門機(jī)安裝技術(shù)[J].水電站設(shè)計(jì)，2013(3).

[3]DL/T 5019-94 水利水電工程啟閉機(jī)制造、安裝及驗(yàn)收規(guī)范[S].

[作者簡(jiǎn)介]陳衛(wèi)平(1966～)， 男, 高級(jí)工程師，主要從事水利水電金屬結(jié)構(gòu)制造與安裝。

【中圖分類號(hào)】TV547+.1

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B

[定稿日期]2015-11-17