藏木水电站1600 kN/320 kN坝顶双向门机安装

陈卫平, 王纯高, 何启忠, 曾　元

(1. 中国葛洲坝集团机械船舶有限公司，湖北宜昌 443002;2.中国葛洲坝集团第六工程有限公司, 云南昆明 650000)



藏木水电站1600 kN/320 kN坝顶双向门机安装

陈卫平1, 王纯高2, 何启忠1, 曾元1

(1. 中国葛洲坝集团机械船舶有限公司，湖北宜昌 443002;2.中国葛洲坝集团第六工程有限公司, 云南昆明 650000)

【摘要】藏木水电站1600 kN/320 kN坝顶双向门机轨道跨度15.5 m，全长180.67 m，该门机主要担负着左、右冲砂底孔事故闸门、冲砂廊道事故闸门、进水口检修闸门、进水口拦污栅的启闭和检修工作。门机主要由大车行走机构、门架及附属金属结构、小车机构、回转吊、清污机、抓梁及电气部分组成，单机总重为304.755 t。坝顶门机主吊钩为1 600 kN，回转吊起升机构起升荷载为320 kN。

【关键词】坝顶；双向门机；安装

1工程概况

藏木水电站坝顶高程3 314 m布置一台1600 kN/320 kN双向门机。门机轨道跨度15.5 m，全长180.67 m。该门机主要担负着左、右冲砂底孔事故闸门、冲砂廊道事故闸门、进水口检修闸门、进水口拦污栅的启闭和检修工作。门机主要由大车行走机构、门架及附属金属结构、小车机构、回转吊、清污机、抓梁及电气部分组成，单机总重为304.755 t。坝顶门机主吊钩为1 600 kN，回转吊起升机构起升荷载为320 kN。门机最大安装高度距轨道面以上28.92 m，最大不可分吊装单元为主梁一部分，单重20.84 t(不包括小车轨道装置1.604 t)，其外形尺寸为21.5 m(长)×1.57 m(宽)×2.664 m(高)[1]。

2主要起吊设备、工具的核算

(1)坝顶双向门机主要吊装设备为220 t汽车吊，根据《220 t汽车吊性能参数表》及《1600 kN/320 kN门机主要大件吊装清单》，该汽车吊满足坝顶门机构件吊装就位要求。

(2)坝顶门机最重结构为门机主梁与端梁的组合件(50.898 t)，且采用4个吊点进行吊装，平均每个吊点受力不超过13 t。大件吊装钢丝绳均采用φ36(1870)纤维芯钢丝绳。查相关手册，该钢丝绳最小破断拉力为79.9 t，取4倍安全系数，该钢丝绳许用拉力为79.9/4=20 t，能够满足坝顶门机最大结构件的吊装要求。钢丝绳与构件连接采用20 t卸扣，强度均满足吊装要求。

(3)门腿临时工作平台载荷校核。为方便门腿及主梁之间焊缝焊接，在门腿上搭设临时工作平台。临时工作平台材料采用φ25钢筋，经校核，该平台单侧强度满足3人同时施工要求。

(4)吊装过程中临时吊耳制作及焊接。构件上吊装临时吊耳材料采用压力钢管制作剩余的余料进行下料、焊接，该材料均有材质证明书并检验合格；吊耳焊接工艺及标准与压力钢管制作二类焊缝要求相同，开单面坡口，翻面气刨清根。经计算校核，临时吊耳尺寸满足现场吊装强度要求。

(5)门腿缆风绳采用φ22纤维芯钢丝绳，查相关手册，该钢丝绳最小破断拉力为26.6 t，取4倍安全系数，该钢丝绳许用拉力为26.6/4=6.65 t。经仔细校核计算，该缆风绳满足坝顶门机门腿固定要求。

3安全技术措施

3.117#坝顶门槽孔洞封堵措施

为了保证施工安全，门机安装前在 17#坝顶右冲砂底孔检修门储门槽、进水口检修门储门槽、拦污栅储栅槽的孔洞周围设置安全防护栏杆，安装工作面部分需要封堵的孔洞用拦渣格栅盖住。

3.2大件吊装

根据《进水口1600 kN/320 kN双向门机图》可知，最重单件为起升机构，重量为35.6 t。但为了满足2014年9月底右岸大坝金属结构设备安装工程全面完工的赶工要求，需将双向门机部分部件组装后整体吊装来加快施工进度。大件的吊装顺序为：大车行走机构→上游侧门腿与中横梁组合件→下游侧门腿与中横梁组合件→主梁与端梁组合件→小车架与起升机构组合件[2]。

3.3门机腿吊装

3.3.1门腿吊装方案

根据《17#坝段坝顶结构布置图》知，在双向门机轨道之间是拦污栅储栅槽、进水口检修门储门槽、右冲砂底孔检修门储门槽及电梯井等孔洞。当大车行走机构按照放点位置安装完成固定后，将在18#坝段组装好的上、下游侧门腿与中横梁组合件，主梁与端梁的组合件用220 t汽车吊吊装。

根据门机腿与横梁组装在一起约重31 t，门机腿高度为14.63 m，加上下横梁及大车行走机构，总吊高为17.337 m，再加上吊绳(钢丝绳)的高度2 m，总共吊装高度为19.377 m。吊车旋转中心至上游侧门腿吊装中心最远为15.55 m，所以计算得汽车吊吊臂长度应为24.84 m。查220 t汽车吊额定性能表：回转半径为16 m、主臂长27 m时，起重量为38 t，满足汽车吊吊装时的承重荷载，具备门腿和横梁的组合件整体(31 t)吊装能力。

3.3.2钢丝绳选择

S=K1K2K3Q/n≤P/K

式中:S为钢丝绳拉力；K1为动载荷钢丝绳，一般取K1=1.1；K2为不均衡系数,一般取K2=1.2～1.3；K3为整定系数，钢丝绳与重心线所成夹角，K3=l/sinα；查表钢丝绳的破断拉力K2=1.2 t，α一般取65°；Q为吊装设备的重量；n为吊索的分支数；P为钢丝绳的破断拉力；K为钢丝绳安全系数，K=6。

门机门腿与中横梁的组合件重31 t，当α=65°,查表K1=1.1，K2=1.2, K3=1.1, 选用四股钢丝绳吊装，n=4,则每根钢丝绳的拉力：

S=1.1×1.2×1.1×31÷4 =11.253 t

P=KS=6×11.253= 67.518 t

查表,选用6×37+1-1700 型号钢丝绳，直径为36.5 mm，钢丝绳的破断拉力78.8 t>67.518 t，满足门机最大吊装单元的吊装要求。

3.4门机主梁吊装3.4.1主梁吊装方案

根据门机主梁与端梁组装在一起约重51 t，门机主梁总吊高为20 m，再加上吊绳(钢丝绳)的高度4 m，总共吊装高度为24 m。吊车旋转中心至主梁吊装中心最远为11.58 m，所以计算得汽车吊吊臂长度应为26.65 m。查220 t汽车吊额定性能表：回转半径为12 m、主臂长27 m时，起重量为53 t，满足汽车吊吊装时的承重荷载，具备主梁和端梁的组合件整体(51 t)吊装能力。

3.4.2钢丝绳选择

见本文第3.3.2钢丝绳选择。

门机主梁与端梁组合件重51 t，当α=65°,查表K1=1.1，K2=1.2,K3=1.1, 选用四股钢丝绳吊装，n=4,则每根钢丝绳的拉力:

S=1.1×1.2×1.1×51÷4 = 18.513 t

P=KS=6×18.513= 111.078 t

查表,选用6×37+1-1700 型号钢丝绳，直径为43 mm，钢丝绳的破断拉力118.5 t>111.078 t，满足门机主梁与端梁组合件的吊装要求。

3.5门机起升机构吊装

3.5.1起升机构吊装方案

为了大件集中吊装，减少门机安装对缆机运行的干扰，将小车起升机构与小车架(含小车行走机构)运至18#坝段进行拼装，然后用220 t汽车吊进行整体吊装。根据门机起升机构与小车架组装在一起约重45 t，门机起升机构总吊高为21.4 m，再加上吊绳(钢丝绳)的高度5 m，总共吊装高度为26.4 m。吊车旋转中心至主梁吊装中心最远为10.97 m，所以计算得汽车吊吊臂长度应为28.59 m。查220 t汽车吊额定性能表，回转半径为11 m、主臂长31.3 m时，起重量为56 t，满足汽车吊吊装时的承重荷载，具备起升机构及小车架的组合件整体(45 t)吊装能力。

3.5.2钢丝绳选择

见本文第3.3.2钢丝绳选择。

门机起升机构及小车架组合件重45 t，当α=65°,查表K1=1.1，K2=1.2, K3=1.1, 选用4股钢丝绳吊装，n=4,则每根钢丝绳的拉力：

S=1.1×1.2×1.1×45÷4 = 16.335 t

P=KS=6×16.335= 98.01 t

查表,选用6×37+1-1700 型号钢丝绳，直径为43 mm，钢丝绳的破断拉力118.5 t>98.01 t，满足门机起升机构与小车架组合件的吊装要求。

3.6其他安全措施

(1)吊装前必须向所有施工人员进行详细的技术交底。

(2)吊装时由专人负责，统一指挥，信号明确。

(3)为了防止大风大雨，大件安排在上午吊装，吊装时重物左右两头各系一根40 m的麻绳，每根2～4人拉拽，防止吊物在空中旋转。

(4)门机安装时设置安全警戒区，进入施工工地必须带戴好安全帽，高空作业时，系好帽带。

(5)在工作地点、施工设备和一经合闸即可送电到工作地点或施工设备的开关和刀闸的操作把手上，均应悬挂“禁止合闸，有人工作！”的标识牌。严禁工作人员在工作中移动或拆除遮拦、接地线和标识牌。

(6)孔口要设置围栏，用安全网将孔口盖住，防止材料、工器具坠落，伤人伤物。

(7)雨天注意防滑，及时检查电缆接头接触，绝缘是否良好，电器开关、焊机设备等必须搭好防护棚。

(8)吊装之前，必须检查吊车、钢绳、卡卸扣、地锚是否处于安全状态，不允许有任何违章操作。

(9)认真学习安全法，对门机安装召开专题安全会，从而做到“人人懂安全，人人讲安全，人人守安全，人人都安全”[3]。

4结束语

藏木水电站右岸大坝1600 kN/320 kN坝顶双向门机安装时，根据现场实际施工条件和门机的整体参数进行深入分析和研究，确定了施工方案，租赁220 t大型汽车吊配合安装。首先利用现场的50 t汽车吊进行门腿与横梁、主梁与端梁等部件的整体拼装，再集中利用220 t大型汽车吊将拼装好的门腿整体、主梁整体等进行最后的总拼。这样大大减少了220 t大型汽车吊的使用台班，既节省了成本又提前完成了安装任务，还为左岸溢流坝弧门等大件安装和混凝土浇筑节省了更多的缆机吊装台班，也为后期大吨位的闸门、启闭机等设备安装提供了吊装手段，保证了藏木水电站设备安装的顺利进行。

参考文献

[1]1600 kN坝顶门机安装方案[OL].豆丁网.http://www.docin.com/p-819921500.html.

[2]杨关智，安郁亮.草街航电枢纽2×2500 kN 坝顶门机安装技术[J].水电站设计，2013(3).

[3]DL/T 5019-94 水利水电工程启闭机制造、安装及验收规范[S].

[作者简介]陈卫平(1966～)， 男, 高级工程师，主要从事水利水电金属结构制造与安装。

【中图分类号】TV547+.1

【文献标志码】B

[定稿日期]2015-11-17