異種吊裝設(shè)備抬吊大型構(gòu)件在龍灘水電站的應(yīng)用

張　朝

(中國水利水電第七工程局機(jī)電安裝分局，四川 彭山 620860)

?

異種吊裝設(shè)備抬吊大型構(gòu)件在龍灘水電站的應(yīng)用

張朝

(中國水利水電第七工程局機(jī)電安裝分局，四川 彭山 620860)

針對(duì)龍灘水電站在進(jìn)行大型部件吊裝時(shí)，由于場(chǎng)地受限、部件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等造成一般起重設(shè)備無法吊裝的問題，嘗試使用異種機(jī)械進(jìn)行抬吊。經(jīng)在龍灘水電站施工中多次驗(yàn)證，可使用200 t汽車吊+雙纜機(jī)抬吊、纜機(jī)+塔帶機(jī)抬吊、纜機(jī)+頂帶機(jī)抬吊等異種吊裝設(shè)備之間配合抬吊，解決了單一起重設(shè)備無法滿足大型構(gòu)件吊裝的需求，能夠利用工地現(xiàn)有設(shè)備快速有效地進(jìn)行吊裝，對(duì)其他電站大型構(gòu)件的吊裝有很好的借鑒作用，值得推廣和使用。

異種吊裝設(shè)備；抬吊；大型構(gòu)件；應(yīng)用

1　概況

龍灘水電站位于廣西省天峨縣內(nèi)，是紅水河梯級(jí)開發(fā)中容量最大的水電工程，具有防洪、發(fā)電、航運(yùn)等綜合作用，是西部大開發(fā)和“西電東送”的龍頭性標(biāo)志工程。升船機(jī)上閘首檢修門布置于右岸通航壩段，孔口寬度為14 000 mm，高程為332.5～382.0 m，由14節(jié)閘門組成，其中13節(jié)為疊梁門，頂節(jié)定輪門由3小節(jié)閘門現(xiàn)場(chǎng)組焊。第1～13節(jié)疊梁門于2007年5月用200 t汽車吊安裝完成，本次安裝為升船機(jī)檢修門頂節(jié)定輪門安裝。

升船機(jī)上閘首檢修門定輪門由3小節(jié)閘門組成，組裝后外型尺寸約13 260 mm×3080 mm×8000 mm，附件安裝后總重量約60 000 kg，節(jié)間為現(xiàn)場(chǎng)焊接，并對(duì)主要焊縫進(jìn)行超聲波探傷；底水封和節(jié)間水封、側(cè)輪、主支撐滑塊等均為現(xiàn)場(chǎng)安裝，定輪門規(guī)格詳見表1。

表1　升船機(jī)上閘首檢修門定輪門規(guī)格

2　吊裝方案的選擇

2.1各方案綜述

2.1.1采取原方案下放

原安裝方案為采用壩頂門機(jī)進(jìn)行下放，但由于壩體尚未完全形成，壩頂門機(jī)尚未安裝，該方案無法實(shí)現(xiàn)。

2.1.2使用現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行吊裝

(1)龍灘水電站右岸大壩施工現(xiàn)場(chǎng)布置有兩臺(tái)25 t過江纜機(jī)(型號(hào)相同)，在進(jìn)行掛裝平衡梁后進(jìn)行抬吊，最大抬吊重量為45 t，小于60 t，故無法滿足下放要求。

(2)龍灘水電站最大起重設(shè)備為七局八局葛洲壩聯(lián)營體的GROVE 5200型200 t汽車吊，而受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境限制，200 t汽車吊站位最小旋轉(zhuǎn)半徑為10 m(大鉤至閘門重心距離)，查閱200 t汽車吊性能參數(shù)，在滿負(fù)荷配重70 t時(shí)，最大起吊重量58.5 t，小于60 t，故無法滿足定輪門下放要求。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，結(jié)合龍灘電站現(xiàn)有吊裝設(shè)備，決定采用一臺(tái)200 t汽車吊+兩臺(tái)25 t過江纜機(jī)雙抬吊，即將兩臺(tái)25 t過江纜機(jī)抬吊作為一臺(tái)吊裝設(shè)備看待，與200 t汽車吊抬吊，配合吊裝升船機(jī)上閘首檢修閘門定輪門。

(3)租借其他設(shè)備進(jìn)場(chǎng)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，結(jié)合定輪門結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從其他地方租借能夠滿足吊裝要求的起重設(shè)備、如250 t履帶吊、300 t汽車吊等。[1]

2.2各方案比較

(1)壩頂門機(jī)吊裝。由于壩頂門機(jī)尚未形成，如等壩頂門機(jī)形成后再進(jìn)行下放，已無法滿足龍灘庫區(qū)2008年防洪度汛目標(biāo)。

(2)抬吊。使用壩區(qū)現(xiàn)有設(shè)備，相較原方案僅增加200 t汽車吊1臺(tái)班、2臺(tái)25 t過江纜機(jī)1臺(tái)班，增加費(fèi)用約25 000元，不影響工期。

(3)租借設(shè)備進(jìn)場(chǎng)。在龍灘水電站現(xiàn)有設(shè)備無法吊裝情況下，如果單獨(dú)請(qǐng)一臺(tái)滿足吊裝能力的起重設(shè)備，如300 t汽車吊，則進(jìn)出場(chǎng)費(fèi)將會(huì)達(dá)到30 000元，機(jī)械使用費(fèi)1臺(tái)班，且延誤工期7～10 d。

通過以上比較，選擇抬吊可以節(jié)省起重設(shè)備進(jìn)出場(chǎng)費(fèi)，且不延誤工期，能夠充分保證2008年防洪度汛要求，故選擇方案2進(jìn)行本次定輪門的下放。

3　抬吊受力分析

3.1吊耳布置及校核

由于定輪門為設(shè)備到貨，頂節(jié)布置有吊耳孔，故本次吊裝直接選用設(shè)計(jì)吊耳孔，重心及強(qiáng)度校核略。

3.2吊裝設(shè)備受力分析

根據(jù)圖1汽車吊站位情況，進(jìn)行受力分析。

圖1　升船機(jī)上閘首檢修門定輪門吊裝示意圖

定輪門總重約60 t，在進(jìn)行下放時(shí)采用200 t汽車吊與雙纜機(jī)抬吊進(jìn)行，可以看作是雙吊點(diǎn)受力，則定輪門總重60 t，分別由200 t汽車吊承受30 t，纜機(jī)抬吊承受30 t。

(1)兩臺(tái)25 t過江纜機(jī)抬吊后最大起吊重量為41 t(抬吊梁重量忽略)，41 t>30 t。

(2)查閱200 t汽車吊性能參數(shù)，當(dāng)200 t汽車吊在圖示位置站位后，配重70 t。

①回轉(zhuǎn)半徑為8 m時(shí)，支臂最長伸至32.1 m時(shí)，最大起吊重量為63 t。②回轉(zhuǎn)半徑為18 m時(shí)，支臂最長伸至32.1 m時(shí)，最大起吊重量為31.5 t。

故200 t汽車吊只需滿足回轉(zhuǎn)半徑為8～18 m范圍內(nèi)，承受重量大于30 t，滿足吊裝要求。

3.3抬吊距離校核

汽車吊按圖1所示位置站位后，纜機(jī)抬吊梁與200 t汽車吊大鉤中心距離為8580 mm，同時(shí)考慮纜機(jī)抬吊梁外型尺寸及200 t汽車吊大鉤尺寸，則抬吊梁與200 t汽車吊之間絕對(duì)距離不小于5000 mm，在回轉(zhuǎn)、下放過程中不會(huì)發(fā)生碰撞，滿足吊裝要求。

3.4卡具及鋼絲繩分析

由于定輪門總重量約60 t，采用雙吊點(diǎn)吊裝，則選擇2個(gè)35 t的卡扣，鋼絲繩選擇型號(hào):6×37，抗拉強(qiáng)度1700 MPa,Φ52.0 mm，單根繩破斷拉力為：

(1)

式中：Sb為鋼絲繩的破斷拉力，N；di為每根鋼絲的直徑，mm；n為鋼絲繩中鋼絲的總根數(shù)，根；бb為鋼絲的抗拉強(qiáng)度，MPa；φ為鋼絲繩中鋼絲繞捻不均勻引起的受力不均勻系數(shù),系數(shù)取0.82。

單股破斷拉力Sb=140 000 N。根據(jù)模擬計(jì)算得知，吊鉤與吊耳間為垂直夾角，故鋼絲繩與大鉤中心線夾角為0°。

吊裝采用雙吊點(diǎn)雙股鋼絲繩吊裝，吊車動(dòng)載系數(shù)選擇1.1?？紤]鋼絲繩受力不均，鋼絲繩破斷拉力總和根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范要求按75%計(jì)算，安全系數(shù)K=6.36倍。按規(guī)范要求，吊裝重物的鋼絲繩安全系數(shù)必須保證在5.5倍以上，計(jì)算的安全系數(shù)為6.36，滿足吊裝要求。

綜上分析，在200 t汽車吊站位滿足要求的情況下，配重70 t，兩臺(tái)纜機(jī)抬吊與200 t汽車吊配合，使用35 t卡扣，Φ52-6×37鋼絲繩，能夠滿足升船機(jī)上閘首檢修門定輪門下放工作要求。[2]

4　施工過程

4.1施工準(zhǔn)備

預(yù)先在金屬結(jié)構(gòu)廠將定輪門中節(jié)與底節(jié)組裝、調(diào)整并焊接，同時(shí)安裝側(cè)輪、鋼滑塊、水封(接頭部位預(yù)留坡口)等附件，并在中節(jié)門葉安裝吊耳(重心計(jì)算、安裝部位及強(qiáng)度校核略)、同時(shí)在定輪門中節(jié)安裝自制的鎖定裝置，用于孔口鎖定。同理，在金屬結(jié)構(gòu)廠內(nèi)將頂節(jié)定輪門側(cè)輪、滑塊等附件安裝(不含水封)。

4.2運(yùn)輸

采用50 t平板車運(yùn)輸至壩頂，由于已經(jīng)將中節(jié)與底節(jié)門葉組焊為一體，外形尺寸較大，達(dá)2798 mm×5500 mm×13 260 mm，重量約35 t。在裝車時(shí)應(yīng)合理分配重心，必要時(shí)可增加配重塊以穩(wěn)定重心，并在與鋼絲繩相接處加墊管皮、破布等，捆綁牢固可靠，經(jīng)檢查合格后方可行駛，并由專車開道，確保行駛途中安全。[3]

4.3吊裝

將已經(jīng)組焊好的中下節(jié)門葉運(yùn)輸至壩頂后，使用兩臺(tái)25 t過江纜機(jī)抬吊，將門葉吊離拖車后，放置在壩頂，然后利用已安裝的吊裝吊耳，在壩頂對(duì)門葉進(jìn)行翻身，并保持安裝狀態(tài)，吊裝至孔口，利用預(yù)先設(shè)置的鎖定裝置，將定輪門中下節(jié)鎖定在孔口。運(yùn)輸頂節(jié)門葉至壩頂，使用過江纜機(jī)翻身并吊裝至孔口，緩慢下放，在孔口上方對(duì)門葉進(jìn)行大組，調(diào)整與中下節(jié)門葉間隙、平面位置等。

在吊裝過程中應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行，并在進(jìn)入孔口時(shí)嚴(yán)密監(jiān)控中下節(jié)門葉側(cè)水封與門槽接觸，使用潤滑水等保證門葉順利下放。

4.4焊接及水封安裝

調(diào)整門葉間間隙、平面位置后現(xiàn)場(chǎng)焊接上中節(jié)節(jié)間焊縫；并對(duì)焊縫進(jìn)行探傷，如不合格應(yīng)按原工藝處理至合格為止；安裝側(cè)水封、使用膠水對(duì)接頭部位進(jìn)行粘接，檢查水封壓縮量等；焊接及探傷、水封安裝及檢查過程略。

4.5下放

三小節(jié)定輪門在孔口組焊完成后，附件安裝完成后，經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收后，使用200 t汽車吊與2臺(tái)過江纜機(jī)抬吊進(jìn)行下放，過程略。

5　結(jié)　語

經(jīng)龍灘水電站上閘首檢修門定輪門吊裝驗(yàn)證，在施工現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械受限的情況下，采用異種起重設(shè)備進(jìn)行抬吊大型結(jié)構(gòu)件，經(jīng)過詳細(xì)的技術(shù)準(zhǔn)備、精確的工藝流程分析、準(zhǔn)確的計(jì)算、合理的分配重量，能夠在保證施工進(jìn)度的同時(shí)，在保證安全吊裝的前提下，有效地解決吊裝受限等問題，節(jié)省了機(jī)械設(shè)備使用臺(tái)班，保證了龍灘水電站2008年防洪度汛要求，并取得了一定的經(jīng)濟(jì)成效。

此外，龍灘水電站還使用過25 t過江纜機(jī)與MD 2200頂帶機(jī)、25 t過江纜機(jī)與TC 2400塔帶機(jī)配合抬吊壩頂門機(jī)軌道鋼梁等超大型構(gòu)件。實(shí)踐證明，采取合適的吊裝方案、經(jīng)過詳細(xì)的受力分析，在現(xiàn)有的設(shè)備選取范圍內(nèi)采用異種設(shè)備進(jìn)行抬吊，完全能夠滿足大型結(jié)構(gòu)件吊裝要求，值得借鑒和推廣。

[1]卜一德. 起重吊裝計(jì)算及安全技術(shù)[M]. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 2008.

[2]楊文淵. 起重吊裝常用數(shù)據(jù)手冊(cè)[M]. 北京：人民交通出版社，2002.

[3]馬偉,石榮生,姚剛.小灣水電站壩頂門機(jī)預(yù)應(yīng)力大梁施工[J].水利水電施工,2012(5):24-27.

Heterogeneous hoisting equipment lifting large structure in the application of Longtan hydropower station

ZHANG Chao

(China Water Conservancy and hydropower seventh Engineering Bureau of mechanical and electrical installation branch，Pengshan620860,China)

This article mainly aims at the Longtan hydropower station in large parts lifting, because the site is limited, the structure characteristics of its components caused by general hoisting equipment can’t lifting problem, try to use heterogeneous mechanical lifting crane, repeatedly verified in the construction of Longtan hydropower station, the coordination with the use of 200T lifting crane and double cable crane, cable crane and towerbelt crane lifting machine, cable crane and top machine between heterogeneous hoisting equipment hoisting dissimilar hoisting equipment, to solve the single lifting equipment can’t meet the needs of lifting large components, can use the existing site equipment quickly and effectively lifting, get some experience, is a good reference for hoisting the other power plants of large components, worthy of promotion and use.

heterogeneous hoisting equipment; lifting; large structure; application

張朝(1982-),男，工程師，從事水利水電工程施工技術(shù)、質(zhì)量管理工作。

TV53

A

2096-0506(2016)08-0041-04