五强溪扩机工程2×500t桥式起重机安装与负荷试验

王建新，杨 涛，谭毅强

（五凌电力有限公司五强溪水电厂，湖南 沅陵 419600）

1 前言

五强溪水电站位于沅水干流中下游，湖南沅陵县境内，上游距沅陵县城73 km，下游距常德市130 km。五强溪电站原有装机1 200 MW(5×240 MW)，保证出力262.7 MW，多年平均发电量53.29 亿kW·h，年利用小时数4 441 h，水量利用率80.94%。五强溪水电站扩机工程为岸边式厂房，总装机500 MW，装机2 台，年利用小时数为1 117 h，多年平均年发电量为5.583 亿kW·h。扩机工程主厂房内布置有1 台QE2×500 t-33.5 m 桥式起重机，主厂房桥机额定起重量为2×500 t，属于额定起重量超过300 kN（30 t）的起重设备安装工程，为超过一定规模危险性较大分部分项工程。主厂房桥机主要技术参数、主要结构件重量及外形尺寸表见表1、表2 所示。

表1 QE2×500 t-33.5 m 桥式起重机技术参数

2 主厂房桥机安装工艺

2.1 主厂房桥机安装工艺流程

根据五强溪扩机工程主厂房及周边环境实际情况，进行工艺分析，编制施工工艺流程，如图1 所示。

图1 主厂房桥机安装工艺流程图

2.2 桥机重大件卸货

桥机主梁II 尺寸约为33.5 m（长）×3.2 m（宽）×4.05 m（高），重约100 t，是其中的最大件；主梁I与其尺寸相当，重约100.5 t,是其中的最重件。

厂房桥机主梁部件到货后，直接运输至安装间左块（实际安装地点），采用260 t 履带吊进行卸车，卸车后为保证附件的正常安装，主梁底部垫1.0 m高支墩，方便桥机安装电动葫芦、司机室挂架等附件。卸车时布置具体如图2、图3 所示。

图2 桥机主梁卸车平面示意图

图3 桥机主梁卸车起吊示意图

260 t 履带吊吊装分析：

卸车时最大件重量为桥机主梁Ⅱ到货重量，其重量为97.5 t（主梁Ⅱ重量91 t，小车轨道重量4.5 t，电动葫芦轨道重量2.0 t），起吊主设备选用中联重科ZCC2600 履带吊，选取工况作为主臂(HB)工况，起吊臂长度32 m，全转台配重和全车身配重，作业半径10 m，在10 m 作业半径时吊装高度为33.0 m，履带吊吊装能力为123.9 t，吊装满足要求。

2.3 桥机重大件吊装顺序

根据桥机设备厂家设计图纸，桥机主梁Ⅰ（司机室梁）布置在厂房右侧（面对下游方向，后同），主梁Ⅱ（电动葫芦梁）布置在左侧，司机室布置在主梁Ⅰ下方，位于上游侧，电动葫芦布置于主梁Ⅱ底部轨道上。为减少起吊重量，行走台车与主梁分开吊装，桥机安装顺序为：吊装桥机Ⅱ号主梁（电动葫芦梁）所属行走台车→吊装桥机Ⅱ号主梁（电动葫芦梁）→吊装Ⅰ号主梁（司机室梁）所属行走台车→吊装Ⅰ号主梁（司机室梁）→吊装桥机小车（2 台）。

桥机Ⅱ号主梁吊装完成与行走台车联接后，使用链条葫芦将其向左侧移动至适合位置，给Ⅰ号主梁留出吊装空间。桥机Ⅰ号主梁吊装完成后，使用端梁将其与Ⅱ号主梁组装成整体桥架，检查各项尺寸合格后再吊装2 台小车。

2.4 桥机重大件吊装

根据工程实际进度，安装间的结构特点，桥机的各部件在安装间左块EL77.15 m 平台布置260 t 履带吊的方式进行吊装。主要构件包括：小车、主梁Ⅰ（司机室梁），主梁Ⅱ（电动葫芦梁），其中将主梁、小车轨道、电动葫芦及其轨道、平台、栏杆楼梯在安装间左块组装完毕，组装后最重件是主梁Ⅱ（电动葫芦梁），重量为102.60 t。考虑1.1 倍动载系数，厂房桥机安装起重重量最重为112.86 t。其它小结构件，采用上游侧布置的塔机进行吊装。吊装主设备选用中联重科ZCC2600 履带吊，选取工况作为主臂(HB)工况，起吊臂长度32 m，全转台配重和全车身配重，作业半径10 m，在10 m 作业半径时吊装高度为33.0 m，吊装能力为123.9 t，ZCC2600 履带吊吊装能力大于最重桥机大梁起重重量112.86 t，吊装满足要求。主梁与小车吊装分析如下：

（1）主梁吊装分析

根据260 t 履带吊计算分析，作业半径从7～10 m，吊装能力从123.9～163 t 之间。吊装高度以最大作业半径10 m 分析，当吊车主臂长度为32 m，吊装最大作业半径为10 m 时，起升高度为33.0 m。260 t站车地面高程为77.15 m，轨道顶面高程为91.00 m；桥机梁吊耳至轨面高度为3.22 m；钢丝绳长度为14 m，双股，同时计算夹角影响后钢丝绳垂直距离为6.3 m；吊钩长度为2.18 m，吊装余量高度为7.45 m，综上所述，吊装高度满足桥机主梁吊装要求。桥机主梁吊装示意如图4 所示。

图4 厂房桥机主梁吊装示意图

（2）小车吊装分析

桥机小车在安装间进行装配，装配完成后整体吊装，吊装时不含钢丝绳及吊钩，单个小车整体起吊重量为70 t。桥机小车吊装经计算分析，作业半径从7～14 m，吊装能力从82.5～163 t 之间。吊装最大作业半径为14 m 时，主臂起升高度为32.0 m。

260 t 履带吊站车地面高程为77.15 m，轨道顶面高程为91.00 m；桥机小车吊耳至轨面高度为4.66 m，钢丝绳长度为14 m，双股，同时考虑夹角影响钢丝绳垂直距离为6.1 m；吊钩长度为2.18 m。吊装余量高度为5.21 m，综上所述，吊装高度满足桥机小车吊装要求，桥机小车吊装示意如图5所示。

图5 厂房桥机小车吊装示意图

3 桥机负荷试验前提条件

3.1 负荷试验前检查项目

桥机机械、电气设备全部安装完毕，并符合有关设计、制造、安装等技术条件，才可进行复核试验阶段。复核试验前对桥机进行至少且不限于下述检查和试验项目：（1）桥机轨道的安装检查；（2）桥机主梁的平直度、平行度及主要尺寸检查；（3）电机和限位开关的试验；（4）吊钩极限位置、起吊高度检查；（5）电气保护与安全防护装置的动作试验；（6）综合监测系统的调整和试验；（7）制动系统动作试验；（8）静载试验；（9）动载试验；（10）试运行试验；（11）桥机的过负荷保护接点、行程限位开关、抱闸、锁定等调试；（12）桥机大梁刚度在全负荷起吊过程中予以严密监视并测量实际的挠度值备案；（13）设备厂家规定的其它试验。

3.2 试验场地环境要求

清除一切有碍安全运行的障碍物，并在滑线处及危险处悬挂警告牌，必要时设遮拦或监护人，为保证试验的有效可靠，试验现场须满足以下条件：（1）试车场地：安装间左块；（2）环境温度：-3℃～+36℃；（3）试验时瞬时风速小于8.3 m/s；（4）桥机负荷试验大车的运行区域根据工程施工的实际情况确定。

3.3 试验前准备工作

（1）试验吊绳编制和配重准备；（2）对桥式起重机进行清扫，清除大车、小车轨道两侧的所有杂物；（3）检查桥式起重机各处的连接螺丝是否坚固，检查在大车、小车的压紧螺丝是否紧固；（4）对试验场地进行清扫，清退与试验无关的设备、材料等；（5）对试验用的工器具、吊具进行检查合格；（6）安装桥式起重机试验时测量的仪器和设备，并检查合格；（7）各部位检测人员已就位，在试验场地设置安全警戒；（8）检查消防设施的配置应符合要求；（9）桥机试验用电源及各部照明满足试验要求；（10）大车轨道两端部已焊设临时挡块（或已安装车档）。

3.4 桥机负荷试验流程

桥机负荷试验流程如图6 所示。

图6 桥机负荷试验流程图

3.5 负荷试验载荷统计及荷载方式

（1）负荷试验载荷计算见表3。

表3 桥机负荷试验载荷计算表

（2）负荷试验荷载方式

本试验共采用A、B 两种尺寸吊篮，每个尺寸吊篮各2 件，共计4 件，负荷试验采用吊篮装载钢筋进行，吊篮及钢筋装载如图7。吊篮设计阶段应根据吊篮受力情况进行吊篮主要结构受力校核。

图7 吊篮及钢筋装载图

4 桥机负荷试验程序

4.1 空载试验

起升机构正反转，空运转各0.5 h；小车运行机构沿桥架全行程往返3 次；大车运行机构在厂房允许范围内往返3 次；检查操作手柄的操作方向与起重机各机构的运转方向是否一致；检查电动机的运行是否平稳，三相电流是否平衡；检查制动器动作是否灵活，有必要进行适当调整；检查钢丝绳是否缠绕正确，且无异常振动和噪声；检查电气设备是否正常，电气设备应无异常发热现象，控制器的触头应无烧灼现象；检查限位开关、保护装置、联锁装置及继电保护元件动作是否正确可靠；检查各润滑油路是否畅通，轴承温度是否正常，且不得超过70℃。

4.2 单台小车主起升75%及100%载荷试验

将吊篮放置在安装间试验小车主钩正下方位置，将另一台小车开至轨道尽头，试验小车尽量靠近跨中，测量两根主梁跨中的上拱度并记录，然后用小车吊钩起吊75%额定载荷(375 t)试重，缓慢升离地面200 mm，再次测量主梁上拱度并计算其下挠度。整定荷重显示器使其与实际起吊重量一致。操作吊钩以各个档位在允许行程内往返3 次、操作小车从低至高各个档位在允许行程内运行3 次、操作大车从低至高各个档位在允许行程内运行3 次，检查各部件运行正常，测量起升、大小车行走电机参数及运行速度，检查制动正常。另一台小车主起升75%载荷试验以同样方式进行，两台小车100%载荷试验程序与75%载荷试验程序一致。

4.3 单台小车主起升110%动载试验

关闭荷重报警及保护装置，缓慢提升1.1 倍额定载荷（550 t）离地面200 mm，检查制动灵活可靠，检查主梁挠度。操作主钩以各档位在允许行程内重复进行启动及制动，检查制动距离，吊钩试验完成后，分别操作大小车以各档位在允许行程内重复进行启动及制动。起重机各机构的动载试验应先分别进行，禁止联动。

4.4 单台小车主起升125%静载试验

做静载试验前，应将起升机构载荷限制器过载保护功能旁路，在试验后应立即恢复。将小车开至跨中，缓慢提升1.25 倍额定载荷（625 t）吊篮离地面100～200 mm，持续时间不少于10 min，检查主梁下挠度。缓慢卸载负荷，再次空载后测量主梁上拱度并与试验前比较，确认有无永久变形检查桥机各处是否有开裂、永久变形、油漆剥落等现象，检查各部件无影响桥机正常运行的损坏，检查各连接件是否松动或损坏，检查结果均需正常。

4.5 双小车主起升及大小车载荷试验

将吊篮放置在桥机正下方位置，操作2 台小车尽量靠近跨中，测量2 根主梁跨中的上拱度，根据50%、75%、100%、110%、125%不同试验等级装配试重，测量桥机载重后的主梁跨中上拱度。各等级负荷试验程序与检查项目与对应比例的单小车负荷试验相同。

5 结语

五强溪扩机工程主厂房QE2×500 t-33.5 m 桥式起重机为国内目前最大的双小车桥机之一，在大型桥式起重机安装与试验工作中有典型参照作用，可为类似大中型桥机安装与负荷试验提供经验。