异种吊装设备抬吊大型构件在龙滩水电站的应用

张　朝

(中国水利水电第七工程局机电安装分局，四川 彭山 620860)



异种吊装设备抬吊大型构件在龙滩水电站的应用

张朝

(中国水利水电第七工程局机电安装分局，四川 彭山 620860)

针对龙滩水电站在进行大型部件吊装时，由于场地受限、部件结构特点等造成一般起重设备无法吊装的问题，尝试使用异种机械进行抬吊。经在龙滩水电站施工中多次验证，可使用200 t汽车吊+双缆机抬吊、缆机+塔带机抬吊、缆机+顶带机抬吊等异种吊装设备之间配合抬吊，解决了单一起重设备无法满足大型构件吊装的需求，能够利用工地现有设备快速有效地进行吊装，对其他电站大型构件的吊装有很好的借鉴作用，值得推广和使用。

异种吊装设备；抬吊；大型构件；应用

1　概况

龙滩水电站位于广西省天峨县内，是红水河梯级开发中容量最大的水电工程，具有防洪、发电、航运等综合作用，是西部大开发和“西电东送”的龙头性标志工程。升船机上闸首检修门布置于右岸通航坝段，孔口宽度为14 000 mm，高程为332.5～382.0 m，由14节闸门组成，其中13节为叠梁门，顶节定轮门由3小节闸门现场组焊。第1～13节叠梁门于2007年5月用200 t汽车吊安装完成，本次安装为升船机检修门顶节定轮门安装。

升船机上闸首检修门定轮门由3小节闸门组成，组装后外型尺寸约13 260 mm×3080 mm×8000 mm，附件安装后总重量约60 000 kg，节间为现场焊接，并对主要焊缝进行超声波探伤；底水封和节间水封、侧轮、主支撑滑块等均为现场安装，定轮门规格详见表1。

表1　升船机上闸首检修门定轮门规格

2　吊装方案的选择

2.1各方案综述

2.1.1采取原方案下放

原安装方案为采用坝顶门机进行下放，但由于坝体尚未完全形成，坝顶门机尚未安装，该方案无法实现。

2.1.2使用现场设备进行吊装

(1)龙滩水电站右岸大坝施工现场布置有两台25 t过江缆机(型号相同)，在进行挂装平衡梁后进行抬吊，最大抬吊重量为45 t，小于60 t，故无法满足下放要求。

(2)龙滩水电站最大起重设备为七局八局葛洲坝联营体的GROVE 5200型200 t汽车吊，而受现场环境限制，200 t汽车吊站位最小旋转半径为10 m(大钩至闸门重心距离)，查阅200 t汽车吊性能参数，在满负荷配重70 t时，最大起吊重量58.5 t，小于60 t，故无法满足定轮门下放要求。根据现场环境，结合龙滩电站现有吊装设备，决定采用一台200 t汽车吊+两台25 t过江缆机双抬吊，即将两台25 t过江缆机抬吊作为一台吊装设备看待，与200 t汽车吊抬吊，配合吊装升船机上闸首检修闸门定轮门。

(3)租借其他设备进场。根据现场环境，结合定轮门结构特点，从其他地方租借能够满足吊装要求的起重设备、如250 t履带吊、300 t汽车吊等。[1]

2.2各方案比较

(1)坝顶门机吊装。由于坝顶门机尚未形成，如等坝顶门机形成后再进行下放，已无法满足龙滩库区2008年防洪度汛目标。

(2)抬吊。使用坝区现有设备，相较原方案仅增加200 t汽车吊1台班、2台25 t过江缆机1台班，增加费用约25 000元，不影响工期。

(3)租借设备进场。在龙滩水电站现有设备无法吊装情况下，如果单独请一台满足吊装能力的起重设备，如300 t汽车吊，则进出场费将会达到30 000元，机械使用费1台班，且延误工期7～10 d。

通过以上比较，选择抬吊可以节省起重设备进出场费，且不延误工期，能够充分保证2008年防洪度汛要求，故选择方案2进行本次定轮门的下放。

3　抬吊受力分析

3.1吊耳布置及校核

由于定轮门为设备到货，顶节布置有吊耳孔，故本次吊装直接选用设计吊耳孔，重心及强度校核略。

3.2吊装设备受力分析

根据图1汽车吊站位情况，进行受力分析。

图1　升船机上闸首检修门定轮门吊装示意图

定轮门总重约60 t，在进行下放时采用200 t汽车吊与双缆机抬吊进行，可以看作是双吊点受力，则定轮门总重60 t，分别由200 t汽车吊承受30 t，缆机抬吊承受30 t。

(1)两台25 t过江缆机抬吊后最大起吊重量为41 t(抬吊梁重量忽略)，41 t>30 t。

(2)查阅200 t汽车吊性能参数，当200 t汽车吊在图示位置站位后，配重70 t。

①回转半径为8 m时，支臂最长伸至32.1 m时，最大起吊重量为63 t。②回转半径为18 m时，支臂最长伸至32.1 m时，最大起吊重量为31.5 t。

故200 t汽车吊只需满足回转半径为8～18 m范围内，承受重量大于30 t，满足吊装要求。

3.3抬吊距离校核

汽车吊按图1所示位置站位后，缆机抬吊梁与200 t汽车吊大钩中心距离为8580 mm，同时考虑缆机抬吊梁外型尺寸及200 t汽车吊大钩尺寸，则抬吊梁与200 t汽车吊之间绝对距离不小于5000 mm，在回转、下放过程中不会发生碰撞，满足吊装要求。

3.4卡具及钢丝绳分析

由于定轮门总重量约60 t，采用双吊点吊装，则选择2个35 t的卡扣，钢丝绳选择型号:6×37，抗拉强度1700 MPa,Φ52.0 mm，单根绳破断拉力为：

(1)

式中：Sb为钢丝绳的破断拉力，N；di为每根钢丝的直径，mm；n为钢丝绳中钢丝的总根数，根；бb为钢丝的抗拉强度，MPa；φ为钢丝绳中钢丝绕捻不均匀引起的受力不均匀系数,系数取0.82。

单股破断拉力Sb=140 000 N。根据模拟计算得知，吊钩与吊耳间为垂直夹角，故钢丝绳与大钩中心线夹角为0°。

吊装采用双吊点双股钢丝绳吊装，吊车动载系数选择1.1。考虑钢丝绳受力不均，钢丝绳破断拉力总和根据现行规范要求按75%计算，安全系数K=6.36倍。按规范要求，吊装重物的钢丝绳安全系数必须保证在5.5倍以上，计算的安全系数为6.36，满足吊装要求。

综上分析，在200 t汽车吊站位满足要求的情况下，配重70 t，两台缆机抬吊与200 t汽车吊配合，使用35 t卡扣，Φ52-6×37钢丝绳，能够满足升船机上闸首检修门定轮门下放工作要求。[2]

4　施工过程

4.1施工准备

预先在金属结构厂将定轮门中节与底节组装、调整并焊接，同时安装侧轮、钢滑块、水封(接头部位预留坡口)等附件，并在中节门叶安装吊耳(重心计算、安装部位及强度校核略)、同时在定轮门中节安装自制的锁定装置，用于孔口锁定。同理，在金属结构厂内将顶节定轮门侧轮、滑块等附件安装(不含水封)。

4.2运输

采用50 t平板车运输至坝顶，由于已经将中节与底节门叶组焊为一体，外形尺寸较大，达2798 mm×5500 mm×13 260 mm，重量约35 t。在装车时应合理分配重心，必要时可增加配重块以稳定重心，并在与钢丝绳相接处加垫管皮、破布等，捆绑牢固可靠，经检查合格后方可行驶，并由专车开道，确保行驶途中安全。[3]

4.3吊装

将已经组焊好的中下节门叶运输至坝顶后，使用两台25 t过江缆机抬吊，将门叶吊离拖车后，放置在坝顶，然后利用已安装的吊装吊耳，在坝顶对门叶进行翻身，并保持安装状态，吊装至孔口，利用预先设置的锁定装置，将定轮门中下节锁定在孔口。运输顶节门叶至坝顶，使用过江缆机翻身并吊装至孔口，缓慢下放，在孔口上方对门叶进行大组，调整与中下节门叶间隙、平面位置等。

在吊装过程中应严格按照操作规程进行，并在进入孔口时严密监控中下节门叶侧水封与门槽接触，使用润滑水等保证门叶顺利下放。

4.4焊接及水封安装

调整门叶间间隙、平面位置后现场焊接上中节节间焊缝；并对焊缝进行探伤，如不合格应按原工艺处理至合格为止；安装侧水封、使用胶水对接头部位进行粘接，检查水封压缩量等；焊接及探伤、水封安装及检查过程略。

4.5下放

三小节定轮门在孔口组焊完成后，附件安装完成后，经监理工程师验收后，使用200 t汽车吊与2台过江缆机抬吊进行下放，过程略。

5　结　语

经龙滩水电站上闸首检修门定轮门吊装验证，在施工现场机械受限的情况下，采用异种起重设备进行抬吊大型结构件，经过详细的技术准备、精确的工艺流程分析、准确的计算、合理的分配重量，能够在保证施工进度的同时，在保证安全吊装的前提下，有效地解决吊装受限等问题，节省了机械设备使用台班，保证了龙滩水电站2008年防洪度汛要求，并取得了一定的经济成效。

此外，龙滩水电站还使用过25 t过江缆机与MD 2200顶带机、25 t过江缆机与TC 2400塔带机配合抬吊坝顶门机轨道钢梁等超大型构件。实践证明，采取合适的吊装方案、经过详细的受力分析，在现有的设备选取范围内采用异种设备进行抬吊，完全能够满足大型结构件吊装要求，值得借鉴和推广。

[1]卜一德. 起重吊装计算及安全技术[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2008.

[2]杨文渊. 起重吊装常用数据手册[M]. 北京：人民交通出版社，2002.

[3]马伟,石荣生,姚刚.小湾水电站坝顶门机预应力大梁施工[J].水利水电施工,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

张朝(1982-),男，工程师，从事水利水电工程施工技术、质量管理工作。

TV53

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2096-0506(2016)08-0041-04