構(gòu)皮灘第三級升船機大型承船廂分塊吊裝技術(shù)

摘 要：構(gòu)皮灘第三級承船廂為鋼質(zhì)槽型結(jié)構(gòu)，布置在船廂室內(nèi)，由64根鋼絲繩懸吊，并通過主提升機驅(qū)動，沿鋪設(shè)在塔柱墻壁上的軌道升降。船廂有效水域尺寸為59.0m×11.7m×2.5m（長×寬×水深），外形尺寸為71.0m×16.1m×6.3m（長×寬×廂頭高），船廂結(jié)構(gòu)、設(shè)備加廂內(nèi)水體總重約3250t。本文結(jié)合貴州構(gòu)皮灘第三級升船機承船廂安裝施工經(jīng)驗，結(jié)合工程實際，通過布置安全可靠的吊裝設(shè)備和科學(xué)合理的分塊吊裝順序，很好地控制了承船廂拼裝質(zhì)量和提高了承船廂安裝效率。

中圖分類號：TV544 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）33-0244-02

1 工程概述

構(gòu)皮灘水電站通航建筑物最高通航水頭199m，設(shè)計代表船型為500t級機動駁，規(guī)劃過壩運量單向125萬t/年（下行）。根據(jù)構(gòu)皮灘水電站通航工程的技術(shù)特點、自然條件和建設(shè)要求，第一、三級采用船廂下水式垂直升船機，第二級采用全平衡式垂直升船機。承船廂結(jié)構(gòu)長71m，寬16.1m（局部17.78m），高6.3m（局部6.85m）。由兩根主縱梁、28根主橫梁、145根次縱梁及2個廂頭等組成。承船廂船廂結(jié)構(gòu)、設(shè)備重量790t，船廂內(nèi)水體重量2460t，船廂水中運行速度：0.8m/min，空氣中運行速度：8m/min船廂出/入時水最大提升力：18000kN，船廂在空氣中額定提升力：12000kN。船廂兩端各設(shè)一扇臥倒式工作閘門，每扇工作閘門分別由2臺液壓啟閉機啟閉；船廂門內(nèi)側(cè)分別設(shè)有1套防撞裝置。在船廂兩側(cè)對稱布置4套對接鎖定裝置及4套船廂導(dǎo)向裝置；在船廂中部設(shè)有2套與下游中間渠道對接的固定式頂緊裝置；在每根提升繩與船廂的連接部位分別設(shè)有1套液壓均衡裝置；船廂中部兩側(cè)各設(shè)1套液壓泵站。

2 船廂分塊方案

將承船廂主縱梁長度方向分成五段，高度方向分成二段，各分段長度留40mm余量，在現(xiàn)場預(yù)組拼后找準修割。二根主縱梁對稱制作，分段處對接焊縫錯開200mm以上。

主縱梁各分段制作完成后，作廠內(nèi)預(yù)拼裝，整體按基準線找準劃吊耳鏜孔線，分段按線鏜孔。各主橫梁按圖單獨制作，長度留40mm余量（在現(xiàn)場預(yù)拼裝時修割）。各次縱梁按圖單獨制作，廂頭及各主橫梁、次縱梁及底鋪板廠內(nèi)拼裝成34個運輸單元，最大吊裝尺寸15.97m×3.371m×3m，重量23t。

3 運輸及卸車形式

運輸前，根據(jù)升船機承船廂廂體尺寸、重量及結(jié)構(gòu)形式設(shè)置吊點，由于起吊過程中吊點受力的不斷變化，所以需對內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行加強。加強方法：

（1）吊耳位置的布置：主縱梁布置在腹板及隔板處，主橫梁及底鋪板、廂頭布置工字梁腹板及隔板的位置。

（2）對吊耳所在位置的下部增設(shè)加強筋板，并將吊耳所對應(yīng)的梁格用型鋼連接，以增強剛度防止變形。

由于設(shè)備尺寸較大，為保證運輸安全、設(shè)備不變形，運輸裝車前先在30t拖車上橫向擺放兩個橫擔，每個橫擔為四個并排的28a工字鋼組成，長為6m，為了防止廂體結(jié)構(gòu)滑移，在橫擔兩側(cè)安裝4組止滑板，止滑板尺寸為20×200×200mm，裝車后采用4根？準22mm長12m鋼絲繩和4個HS-5t鏈條葫蘆對廂體結(jié)構(gòu)4個點進行加固，加固時廂體結(jié)構(gòu)的棱角與鋼絲繩接觸處都用廢輪胎或者瓦塊進行防護，避免鋼絲繩在棱角處磨斷。

4 船廂吊裝技術(shù)措施

（1）廂塊吊裝程序：準備工作→卷揚機布置、試運行完成→下游廂體平臺吊裝→下游廂臺及臥倒門吊裝→主橫梁及底鋪板吊裝→主縱梁下段吊裝→上游廂臺及臥倒門等設(shè)備吊裝及安裝→主縱梁上段吊裝→承船廂附屬設(shè)備吊裝吊裝前測放出承船廂橫向及縱向中心線，將承船廂施工平臺按設(shè)計位置搭設(shè)完成，并與地面固定牢靠。吊裝轉(zhuǎn)運采用上游卷揚機與主機房橋機配合通過上游吊物孔擺吊吊裝至船廂池內(nèi)，再利用主機設(shè)備層上布置的卷揚機接力轉(zhuǎn)移至安裝位。臥倒門、上下鎖定支座、導(dǎo)向支架，箱型橫梁、導(dǎo)向槽、鎖定支架及體積小、重量輕的附屬結(jié)構(gòu)設(shè)備均為單件整體運輸、吊裝單元。承船廂及船廂室設(shè)備吊裝根據(jù)制造分塊和部件情況，利用主機房1600/2×160kN檢修橋機與上游端10t卷揚機系統(tǒng)相配合的擺吊方式吊入船廂室，利用主機房橋機通過上游吊物孔90°旋轉(zhuǎn)，再吊裝至拖車托板上，通過5t叉車和托板運輸?shù)较鄬?yīng)的安裝部位，通過布置在EL520.5m高程的4臺5t臺卷揚機（配套30t滑車組裝置）及主機房橋機配合吊裝、就位，為了保證吊裝的順利進行，將整個船廂分為3單元3大塊進行。

（2）廂塊吊裝組拼

①先將下廂頭胎架按照船廂底部結(jié)構(gòu)安裝合格，并通過膨脹與池底固定，并檢查焊縫是否牢固，合格后進行下一步吊裝。

②按照承船廂在廂室內(nèi)的吊裝順序先后分片運輸至船廂室上游EL450m平臺上，利用主機房橋機與卷揚機系統(tǒng)配合吊裝至船廂池底的拖車車板上，橫梁橫向擺放，縱梁縱向擺放。

③下游廂頭吊裝。廂頭通過拖車運輸至安裝位后，廂頭上、下平臺及工作閘門可通過下游吊物孔就位。吊裝完成后，根據(jù)放樣的設(shè)計端面線（向下游偏移1000mm）調(diào)整廂頭平臺端面垂直度及平面度，合格后按下游到上游的順序，根據(jù)主橫梁安裝進度進行多次對胎架安裝。

④中間段結(jié)構(gòu)件，先運輸主橫梁，通過叉車及托板運輸至安裝位，在利用主機房橋機及對應(yīng)的滑車組就位，再根據(jù)船廂出廠前做的標記，調(diào)整下游廂頭平臺距離及高程，按照區(qū)域一、二至三的順序?qū)⑷恐鳈M梁及底鋪板全部吊裝就位、并調(diào)整合格后進行主縱梁下段吊裝。

吊裝中間段主橫梁及底鋪板、主縱梁時，處于吊物孔下方的主橫梁，直接可通過吊物孔利用主機房橋機就位；不處于吊物孔正下方的構(gòu)件，分別通過區(qū)域內(nèi)的吊物孔利用主機房橋機和通過區(qū)域內(nèi)的鋼絲繩孔利用滑車組，采用“空中接力”的方式進行就位?！翱罩薪恿Α睍r，當主橫梁運輸至對應(yīng)的吊物孔下方時，將主機房橋機連接在承船廂塊的吊點上，先利用主機房橋機將主橫梁提升超過下部胎架2m后，啟動兩臺卷揚機，主機房橋機放繩，主橫梁“空中接力”至安裝部位時，1#、2#卷揚機及主機房橋機同時緩慢、平穩(wěn)的將承船廂塊落至胎架上，然后利用千斤頂、鏈條葫蘆進行精確就位。吊裝完成后，每段主橫梁上、下游的縱向中心線與放樣的縱向中心線，利用掛線錘的方式進行檢查，允許偏差2mm，同時測量相鄰兩端主橫梁出廠時標記的四點距離及對角線尺寸，吻合后，吊裝主縱梁。主縱梁就位可直接通過一臺或兩臺卷揚機，通過同側(cè)的鋼絲繩孔平穩(wěn)的將承船廂塊落至胎架上，然后利用千斤頂、鏈條葫蘆進行精確就位。主縱梁就位后，將每根主縱梁縱向中心線（上、下游端），利用掛線錘的方式與放樣的設(shè)計縱向中心線重合，允許偏差2mm，檢查船廂出廠前焊縫寬度尺寸及每段對角線差，與出廠數(shù)據(jù)一致后，繼續(xù)下一步吊裝。

⑤上游廂頭吊裝，廂頭通過拖車運輸至安裝位后，廂頭上、下平臺及工作閘門可通過上游吊物孔就位。吊裝完成后，根據(jù)放樣的設(shè)計端面線（向下游偏移1000mm）調(diào)整廂頭平臺端面垂直度及平面度。合格后，對船廂整體尺寸進行檢查，并通過船廂制造單位對測放的標記點進行驗證，數(shù)據(jù)吻合后，交付于制造單位進行焊接及設(shè)備安裝。

⑥船廂設(shè)備吊裝。通過主橫梁上的5t叉車轉(zhuǎn)運，然后利用卷揚機通過鋼絲繩孔就位。

（3）吊裝質(zhì)量要點

①主機房橋機鋼絲繩，在吊裝過程中不得與混凝土墻壁摩擦，損壞鋼絲繩；吊點工裝變形不得使用；吊裝工藝用鋼絲繩應(yīng)完好，常用直徑28mm，長度4～9m，至少4對鋼絲繩成對使用；

②構(gòu)件或設(shè)備吊裝過程中必須保持水平，應(yīng)系纜風(fēng)繩使其處于受控狀態(tài)；嚴禁碰撞，主縱梁尺寸大于船廂室寬度，卸車時應(yīng)與縱向軸線成一定角度，分塊在船廂室內(nèi)底板臨時存放必須支撐可靠，防止傾倒；

③吊裝前，必須檢查構(gòu)件的吊耳板，滿足要求方可使用；

④在墻壁上安裝手拉導(dǎo)鏈的基礎(chǔ)板與膨脹螺栓等受力基礎(chǔ)構(gòu)件必須按使用說明，卷揚機等動力設(shè)備性能需滿足要求；并設(shè)專人經(jīng)常檢查與保養(yǎng)。

5 結(jié) 論

通過以上吊裝技術(shù)措施，將船廂按照現(xiàn)場安裝條件分塊吊裝，減少了吊裝過程工序之間的干擾，避免了上下垂直交叉作業(yè)，吊裝過程安全可靠，吊裝效率高，構(gòu)皮灘第三級升船機承船廂在施工設(shè)備和施工環(huán)境都十分困難的情況下，僅用40d就完成了承船廂的吊裝和組拼。通過合理分塊吊裝順序，很好地控制了承船廂的拼裝質(zhì)量，為升船機主提升設(shè)備安裝調(diào)試創(chuàng)造了條件。

收稿日期：2018-10-17

作者簡介：曾彥林（1980-），男，貴州金沙人，工程師，從事水利水電工程、通航建筑工程技術(shù)、施工管理工作，任項目副經(jīng)理。