DG水電站溢流壩段工作弧門架橋機(jī)吊裝應(yīng)用技術(shù)研究

向 鋒，李 宇

(1.中國(guó)葛洲壩集團(tuán)機(jī)電建設(shè)有限公司，四川 成都 610091；2.中國(guó)華電集團(tuán)西藏分公司，西藏 山南 856000)

DG水電站表孔弧形工作閘門門葉為露頂式斜支臂弧形閘門，共設(shè)5孔。孔口尺寸為14 m×23 m，設(shè)計(jì)水頭23 m，弧門面板外弧半徑27 m，支鉸中心距12 m，支鉸(Φ630圓柱鉸)高12.577 m，總水壓力36 980 kN，封水寬13.9 m，側(cè)水封為L(zhǎng)型水封，閘門操作方式為動(dòng)水啟閉，啟閉機(jī)型式為液壓?jiǎn)㈤]機(jī)，容量2×2 500 kN。門葉結(jié)構(gòu)分為8節(jié)制作，單件門葉最重約為30.79 t，門葉結(jié)構(gòu)總重為143.376 t，整套弧門工程量為343.275 t。

在大壩土建施工期，溢流壩段3號(hào)孔布置1臺(tái)M125塔機(jī)，滿足不了現(xiàn)場(chǎng)工期的吊裝需求，壩頂混凝土的結(jié)構(gòu)影響了大型吊裝設(shè)備的布置，并限制吊裝設(shè)備作業(yè)能力。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，引進(jìn)適合本工程的架橋機(jī)，成為溢流壩段弧形工作閘門主要吊裝手段。

1 架橋機(jī)選型依據(jù)

目前，架橋機(jī)安裝技術(shù)廣泛運(yùn)用于公路橋梁，因西藏DG水電站引用架橋機(jī)[1]主要用于大壩溢流壩段弧門工作閘門門葉吊裝，因此架橋機(jī)在選型時(shí)，各類參數(shù)性能需要滿足閘門吊裝各項(xiàng)要求。根據(jù)閘門及壩頂閘墩的結(jié)構(gòu)，對(duì)架橋機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)提出以下要求。

1.1 主梁長(zhǎng)度選擇

溢流壩段共設(shè)6個(gè)閘墩(2個(gè)邊墩、4個(gè)中墩)，5個(gè)溢流表孔用于泄洪，每個(gè)表孔凈寬為14 m，中墩寬度為5 m，邊墩寬度為4 m。根據(jù)當(dāng)?shù)貐^(qū)域設(shè)備情況，結(jié)合上述要求，DG水電站在考慮架橋機(jī)選型時(shí)，主梁長(zhǎng)度為55 m、導(dǎo)梁長(zhǎng)度為30 m用于現(xiàn)場(chǎng)施工，為滿足現(xiàn)場(chǎng)使用，需對(duì)架橋機(jī)跨度進(jìn)行改造達(dá)到35 m。再橫向移至弧形閘門上空，中支腿支架于閘墩上，單側(cè)凈空約18 m，該架橋機(jī)能滿足凈空需求。

1.2 架橋機(jī)起重選型

溢流壩段弧形工作閘門最重為30.79 t，閘墩之間預(yù)制梁[2-3]最重為78.27 t，考慮到架橋機(jī)現(xiàn)場(chǎng)需同時(shí)滿足溢流壩段弧形工作閘門及閘墩之間預(yù)制梁吊裝。根據(jù)當(dāng)?shù)貐^(qū)域設(shè)備情況，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工況，選擇架橋機(jī)起重能力為120 t。

1.3 架橋機(jī)起升高度和主梁間寬度選型

溢流壩段壩頂高程為3 451.0 m，溢流壩段弧形工作閘門底坎高程為3 424.423 m，高差為26.577 m，需要吊裝的單件高度為3.35 m，考慮到運(yùn)輸車輛自身高度，大鉤及吊索吊具所占用的長(zhǎng)度等因素影響，以架橋機(jī)軌道面為基準(zhǔn)，軌上起升高度大于7 m以上，軌下起升高度大于27 m以上。最大吊裝構(gòu)件寬度為2 m，充分考慮構(gòu)件在橋面卸車、翻身等情況，因此，主梁間寬度滿足上述要求。

1.4 架橋機(jī)大車、小車行走功能選型

溢流壩段閘墩縱壩樁號(hào)為壩上0-006.5 m～壩下0+042.75 m，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝計(jì)劃，土建將大壩上游面閘墩間進(jìn)行預(yù)制梁安裝形成交通橋縱壩樁號(hào)為壩上0-006.5 m～壩下0+001.9 m，使得大壩上游面形成施工通道。構(gòu)件在交通橋通過(guò)架橋機(jī)導(dǎo)梁起吊后，小車向主梁內(nèi)部移動(dòng)，弧門門葉安裝樁號(hào)為壩下0+012.1 m，因此，要求架橋機(jī)能夠在20 m范圍內(nèi)上下游進(jìn)行移動(dòng)，架橋機(jī)大車、小車需具備行走功能，才能滿足現(xiàn)場(chǎng)吊裝要求。所以選擇的架橋機(jī)軌道長(zhǎng)度為20 m，并保證大車能夠橫向、縱向帶載運(yùn)行。

2 120 t-30 m架橋機(jī)的性能和特點(diǎn)

根據(jù)上述架橋機(jī)選型要求，選用120 t-30 m架橋機(jī)用于現(xiàn)場(chǎng)吊裝施工，通過(guò)與設(shè)備廠家聯(lián)系對(duì)架橋機(jī)跨度進(jìn)行優(yōu)化達(dá)到35 m，優(yōu)化后的架橋機(jī)經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)部門驗(yàn)收合格。該架橋機(jī)各項(xiàng)性能參數(shù)均能滿足上述各項(xiàng)參數(shù)及選型要求(見(jiàn)表1)。

表1 120 t-30 m型架橋機(jī)性能參數(shù)

3 架橋機(jī)布置及弧門安裝施工工藝

3.1 架橋機(jī)布置

溢流壩段共設(shè)6個(gè)閘墩(2個(gè)邊墩、4個(gè)中墩)，5個(gè)溢流表孔用于泄洪，每個(gè)表孔凈寬為14 m，中墩寬度為5 m，邊墩寬度為4 m。DG水電站溢流壩段考慮到擋水泄洪目標(biāo)，采取4+1(1、2、4、5號(hào)安裝弧門+3號(hào)安裝檢修門)形式進(jìn)行安裝?？紤]到土建施工狀況，優(yōu)化安裝方案，對(duì)架橋機(jī)先后進(jìn)行3次布置，即1～2號(hào)弧門安裝、3號(hào)檢修門安裝、4號(hào)～5號(hào)弧門安裝[4]。要求土建先將1～2號(hào)弧門施工部位完成并交面金結(jié)施工，架橋機(jī)跨1、2號(hào)弧門閘墩完成弧門吊裝工作(見(jiàn)圖1)。以此類推完成3號(hào)檢修門及4～5號(hào)弧門安裝工作。

圖1 架橋機(jī)布置示意圖

3.2 架橋機(jī)安裝弧門施工工藝

施工工藝流程：架橋機(jī)就位→弧門門葉運(yùn)輸就位→架橋機(jī)小車卸車、翻身、起吊→架橋機(jī)小車向主梁內(nèi)部移動(dòng)→架橋機(jī)大車向下游門葉安裝部位移動(dòng)→閘門順門槽落鉤→門葉調(diào)整、加固[5]→架橋機(jī)松鉤→門葉驗(yàn)收。

架橋機(jī)布置好后，弧門門葉通過(guò)平板車運(yùn)輸至架橋機(jī)導(dǎo)梁下方，使用架橋機(jī)進(jìn)行閘門的卸車、翻身工作，架橋機(jī)小車將弧門門葉起吊向架橋機(jī)主梁內(nèi)部進(jìn)行移動(dòng)，通過(guò)架橋機(jī)自身縱、橫向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)所吊閘門的準(zhǔn)確就位。

使用架橋機(jī)可完成5孔弧門及1孔事故檢修閘門門葉的吊裝，考慮到土建先完成上游閘墩，架橋機(jī)無(wú)法行走至弧門支鉸、支臂安裝部位，閘門的支鉸裝置、支臂等附件可采用M125塔機(jī)吊裝就位(見(jiàn)圖2)。在架橋機(jī)跨孔前，按照順序完成1～5號(hào)閘門門葉的吊裝，避免架橋機(jī)回頭重復(fù)安裝，充分利用架橋機(jī)的機(jī)動(dòng)性，架橋機(jī)應(yīng)連續(xù)跨孔移動(dòng)作業(yè)，加快安裝進(jìn)度。

圖2 架橋機(jī)閘門就位示意圖

4 效果分析

DG水電站溢流壩段弧門孔口尺寸為14 m×23 m，設(shè)計(jì)水頭23 m，弧門面板外弧半徑27 m，屬于西藏當(dāng)前最大弧門之一，在工期緊、吊裝手段欠缺、施工難度大的情況下，應(yīng)用架橋機(jī)來(lái)解決現(xiàn)場(chǎng)閘門吊裝問(wèn)題。采用架橋機(jī)吊裝閘門充分利用其穩(wěn)定、靈活、方便、快捷等特點(diǎn)，閘門在吊裝過(guò)程中能夠安裝、準(zhǔn)確吊裝就位。

現(xiàn)場(chǎng)閘墩難布置大型吊裝設(shè)備，且吊裝安全風(fēng)險(xiǎn)極高吊裝重量受限，架橋機(jī)支腿可隨意布置，使之與現(xiàn)場(chǎng)安裝布置位置保持一致即可進(jìn)行閘門吊裝工作閘門的卸車、翻身、吊裝就位可獨(dú)立完成，使用起來(lái)靈活方便，大大提高了閘門吊裝效率。

架橋機(jī)雙鉤可同步作業(yè)，單鉤也可以單獨(dú)進(jìn)行操作，再利用架橋機(jī)的雙向行走特點(diǎn)，可確保吊裝閘門門葉準(zhǔn)確定位。相對(duì)于傳統(tǒng)的吊裝手段來(lái)說(shuō)，架橋機(jī)利用其雙鉤吊裝的穩(wěn)定性，可將吊裝的閘門就位前，直接調(diào)整至安裝的工作狀態(tài)，它將傳統(tǒng)的吊裝手段需將閘門吊裝就位后的調(diào)整過(guò)程轉(zhuǎn)移到吊裝過(guò)程中。

同時(shí)架橋機(jī)還具有安裝拆卸簡(jiǎn)單、跨孔速度快、跨孔方便、易運(yùn)行維護(hù)、故障率低、安全可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用的情況來(lái)看，實(shí)現(xiàn)了20 d完成兩孔弧門的吊裝工作，為完成DG水電站溢流壩段弧門安裝提供了有力的保障手段。

閘門吊裝完成后，經(jīng)過(guò)驗(yàn)收各項(xiàng)尺寸滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)結(jié)果表明，利用架橋機(jī)進(jìn)行閘門安裝的應(yīng)用是成功的。在吊裝手段欠缺的情況下，是行之有效的方法之一。

5 結(jié) 語(yǔ)

DG水電站在進(jìn)行溢流壩段弧門安裝前，固定式纜機(jī)的布置、大型汽車無(wú)法上壩站位、小型汽車吊起吊能力不足及吊裝的安裝風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題一直困擾著建設(shè)者難以解決。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，需提前考慮好架橋機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)布置、架橋機(jī)的型號(hào)、技術(shù)要求等，合理選擇需使用的架橋機(jī)型號(hào)，經(jīng)過(guò)實(shí)踐安裝證明利用架橋機(jī)作為弧門吊裝手段的方案可行，以期供類似水電站進(jìn)行參考。