液壓缸單機(jī)空中翻身吊裝工藝分析

許 星，廖潤根

(中國電建集團(tuán)江西省水電工程局有限公司，江西 南昌 330096)

0 引 言

隨著新興能源的大規(guī)模開發(fā)利用及“一特四大”電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，具備靈活啟停、調(diào)峰填谷等功能的抽水蓄能電站進(jìn)入快速發(fā)展期。抽水蓄能電站水頭高，閘門體型尺寸較大、構(gòu)件重量大，閘門的操作多由液壓啟閉機(jī)完成。

安徽績溪抽水蓄能電站尾水事故檢修閘門啟閉機(jī)液壓缸推力支座與吊頭間采用了O型陶瓷密封圈，液壓啟閉機(jī)制造廠家要求：液壓缸吊裝過程中推力支座(不含)以下不得承受剪切力，避免陶瓷密封圈碎裂的情況發(fā)生。同時(shí)尾閘洞內(nèi)吊裝作業(yè)條件復(fù)雜，故需對(duì)液壓缸的吊裝進(jìn)行詳細(xì)的吊裝模擬分析。筆者在分析試驗(yàn)液壓缸采用單機(jī)空中翻身吊裝工藝的過程中，解決了液壓缸吊裝過程中陶瓷密封圈發(fā)生碎裂的問題。

1 技術(shù)要求

安徽績溪抽水蓄能電站共布設(shè)6臺(tái)液壓啟閉機(jī)(型號(hào)：4500/1000 kN-5.5 m)。其液壓缸總成部分寬1.05 m，高1.05 m，長9.57 m，單榀重16.4 t，見圖1。為確保陶瓷密封圈不會(huì)碎裂，液壓缸在吊裝全過程中推力支座(不含)以下部分不得承受剪切力。同時(shí)尾閘洞內(nèi)作業(yè)條件復(fù)雜，故需對(duì)液壓缸的吊裝進(jìn)行詳細(xì)的吊裝模擬分析。

圖1 啟閉機(jī)液壓缸示意圖

2 分 析

2.1 吊裝作業(yè)方式選擇

尾閘洞內(nèi)布置有1臺(tái)50 t檢修橋機(jī)，據(jù)此先提出了2種雙機(jī)抬吊的作業(yè)方式。

(1) 選用橋機(jī)主鉤與其電動(dòng)葫蘆副鉤組合抬吊。主鉤與副鉤中心間距僅1.25 m，經(jīng)模擬分析吊裝過程中主、副鉤斜拉情況嚴(yán)重，不適用。

(2) 選用汽車吊與橋機(jī)組合抬吊。汽車吊只能?？吭谖查l洞入口處(見圖2)。

圖2 尾閘洞平面布置圖

液壓啟閉機(jī)安裝前，4#機(jī)組與3#機(jī)組間的尾閘控制室已砌筑完畢，汽車吊輔助橋機(jī)將液壓缸立起后將無法跨越尾閘控制室。該吊裝方式無法滿足集水井側(cè)的3臺(tái)啟閉機(jī)液壓缸吊裝，不適用。

分析了兩種抬吊思路均不適用后，根據(jù)現(xiàn)場條件提出使用橋機(jī)主鉤進(jìn)行單機(jī)吊裝作業(yè)，且通過調(diào)節(jié)吊頭側(cè)鋼絲繩長度改變液壓缸傾角。

2.2 液壓缸吊裝流程

在閘門門葉組裝平臺(tái)橫梁兩側(cè)各并列焊接1根短鋼梁，將其連接成整體。在3根鋼梁上翼緣板面焊接限位板，限位板高度不應(yīng)低于推力支座與其兩側(cè)缸體階高差H-50 mm。將液壓缸左端推力支座底板置于輔助限位平臺(tái)上，右端使用鋼梁及方木支承，確保液壓缸放置水平，同時(shí)支撐位置處兩側(cè)使用三角楔木固定。

為避免現(xiàn)場焊接安裝吊耳對(duì)液壓缸產(chǎn)生影響，液壓缸采用三點(diǎn)吊裝。右端利用液壓缸缸體上的兩個(gè)厚40 mm制造吊耳，左側(cè)的捆綁鋼絲繩設(shè)置在推力支座與缸體間直徑Ф580 mm的凹處臺(tái)階位置，見圖3。

緩慢提升50 t主鉤，液壓缸將脫離右側(cè)支承鋼梁，與地面夾角逐漸加大。當(dāng)與夾角達(dá)到15°時(shí)，液壓缸將離開左側(cè)輔助限位平臺(tái)，見圖4。

圖3 液壓缸吊裝位置示意圖

圖4 啟閉機(jī)液壓缸現(xiàn)場吊裝照片

將液壓缸移離輔助限位平臺(tái)并懸停平穩(wěn)后，提升50 t主鉤與松手拉葫蘆兩個(gè)動(dòng)作交替進(jìn)行，但需確保液壓缸吊頭離地高度不小于500 mm。液壓缸與地面夾角逐漸增大。液壓缸(含吊索具16.9 t)提升過程中各位置受力情況見表1。

表1 液壓缸提升過程中各位置受力情況表

液壓缸立起后將左吊點(diǎn)捆綁鋼絲繩、20 t手拉葫蘆解掉。再利用50 t檢修橋機(jī)將液壓缸吊頭插入門槽蓋板孔，并保證液壓缸底板提升至離門槽頂蓋約50 mm。調(diào)整液壓啟閉機(jī)缸體使液壓缸中心線與門槽頂蓋位置上標(biāo)記的門槽起吊中心線對(duì)齊。下鉤就位后在液壓缸底板焊接4塊加強(qiáng)筋限位。

3 吊裝效果

(1) 現(xiàn)場采用的20 t手拉葫蘆行程6 m，其最小伸展長度1.05 m，最大伸展長度7.05 m。當(dāng)液壓缸水平放置時(shí)手拉葫蘆伸展長度最短，為1.459 m；當(dāng)液壓缸離立起豎直后手拉葫蘆伸展長度最長，模擬為6.431 m(現(xiàn)場實(shí)際達(dá)到約6.9 m)。手拉葫蘆行程剛好滿足要求。

(2) 吊裝前現(xiàn)場測得橋機(jī)主鉤最大起升高度12.5 m。液壓缸平移至門槽蓋板正上方時(shí)，主鉤已提升高度H=門槽蓋板超出地面0.84 m+液壓缸與頂蓋間安全距離0.2 m+吊頭至吊耳距離7.67 m+右端吊耳與50 t橋機(jī)主鉤距離3.467 m(見圖5)+20t卸扣0.148 m=12.325 m。橋機(jī)提升高度勉強(qiáng)滿足要求。

(3) 啟閉機(jī)由水平放置翻轉(zhuǎn)至豎直狀態(tài)過程中，右端焊接吊耳處的卸扣隨鋼絲繩會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)90°，卸扣將

與吊耳必將轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦。吊裝前需對(duì)吊耳及卸扣涂抹黃油。且計(jì)算卸扣最大承受拉力83.448 kN，吊裝時(shí)加強(qiáng)選用20 t馬蹄形鋼卸扣。

圖5 右端鋼絲繩示意圖

通過吊裝前模擬分析以及對(duì)吊裝過程中的細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化成功的保證了液壓缸吊裝過程中陶瓷密封圈未發(fā)生碎裂現(xiàn)象。

4 結(jié) 語

本論文根據(jù)抽水蓄能電站液壓缸的特殊要求以及現(xiàn)場施工作業(yè)條件，模擬計(jì)算吊裝的全過程。據(jù)此對(duì)吊裝方式、吊點(diǎn)位置、鋼絲繩配長、卸扣選型等進(jìn)行優(yōu)化。通過優(yōu)化得出在現(xiàn)有的施工現(xiàn)場作業(yè)條件下的最佳吊裝方案，確保了液壓缸吊裝工程質(zhì)量、施工進(jìn)度和安全。為以后液壓缸或類似要求的鋼構(gòu)件吊裝提供了借鑒參考意義。