CN103243687A - 一种超大型弧闸门支铰装置整体安装的方法 - Google Patents

一种超大型弧闸门支铰装置整体安装的方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种超大型弧形闸门支铰装置整体安装的方法。利用了杠杆原理通过动力（配重端）与阻力（支铰端）之间的力矩平衡来实现支铰装置的整体安装，即在活动支铰侧连接一个厚壁钢管作为平衡杠杆，杠杆另一侧设置配重。支铰装置吊装采用300t汽车吊吊住支铰重心处，采用130t汽车吊吊住配重处，以吊车收放吊钩改变配重端的动力从而实现在高空无人调节支铰安装角度，在支铰轴端设置一个吊耳与300t汽车吊吊钩间挂上一个20t手拉葫芦作为支铰左右侧平衡调整，在预埋支铰螺栓面预埋四个吊耳，作为支铰进入螺栓的牵引点，采用4个10t手拉葫芦产生牵引拉力和配合130t吊车伸臂产生的推力进行将支铰整体拉入。本发明解决了支铰装置整体安装难度大，安装控制尺寸精度高，高空作业安全隐患大的难题；提高安装质量，加快了施工进度。

Description

一种超大型弧闸门支铰装置整体安装的方法
技术领域
本发明属于水利水电工程技术领域，具体涉及一种超大型弧形闸门门叶支铰装置整体安装的方法。
背景技术
在弧形闸门安装过程中，支铰起着整个弧门安装定位的核心作用，是弧门运行平稳与否的关键。支铰安装要求精度高，安装测量环境条件差。目前国内电站普遍采用的常规拆开安装主要用于支铰重量多位不大，安装现场位置比较好的地方，但是总体施工效果消耗时间多，施工质量不高，高空作业风险大，经济效益不好。
溪洛渡水电站右岸地下电站泄洪洞中闸室设置一扇弧形工作闸门，其支铰装置重约92.663t，支铰装置分为固定支铰与活动支铰，采用轴连接。外形尺寸3350mm×2800mm×2430mm，安装高度为18m，支铰安装角度为33.1052°。固定支铰与二期混凝土预埋16个M64支铰螺栓连接，固定支铰与支铰螺栓仅有2mm安装间隙。泄洪洞下闸室宽14m，支铰安装位置处于俯角斜坡段，由于支铰整体重量较大，安装精度要求高，施工工期较紧，安装位置复杂，传统的施工方法无法满足以上要求，所以必须寻求新的施工技术—支铰整体安装。
随着水电行业的发展，装机容量的增大，超大型弧形闸门将会越来越普遍，本发明结合溪洛渡电站施工的特点总结出一套简洁、准确、合理的支铰整体安装方法，为以后相类似的工程施工提供参考依据。   
发明内容
本发明的目的是提供一种超大型弧形闸门支铰装置整体安装的方法，能节约成本，缩短建设工期，保证安装质量，减少高空作业的风险，产生较好的社会和经济效益。
本发明的技术方案为：利用了杠杆原理通过动力（配重）与阻力(支铰）之间的力矩平衡来实现超大型弧形闸门支铰装置整体安装。即：在弧形闸门支铰装置的活动支铰侧连接一个厚壁钢管作为平衡杠杆，杠杆另一侧设置配重，支铰装置吊装采用300t汽车吊（配重98.2t）吊住支铰装置重心处，采用130t汽车吊吊住配重处，两台吊车将支铰装置和平衡杠杆提升至一定高度后，130t吊车逐步松钩，利用配重的力矩实现高空支铰装置安装角度的调整，在支铰装置轴端设置一个吊耳与300t汽车吊吊钩间挂上一个20t手拉葫芦作为支铰装置左右侧平衡调整，在预埋支铰螺栓面预埋四个吊耳，作为支铰装置进入螺栓的牵引点，采用4个10t手拉葫芦产生的牵引拉力及130t吊车伸臂产生的推力形成的合力将支铰装置拉到安装位置。
本发明采用物理学杠杆原理通过动力（配重）与阻力(支铰）之间的力矩平衡来实现超大型弧形闸门门叶支铰装置的整体安装，不同于其他工程采用的方案，并且已经在溪洛渡电站右岸泄洪洞弧形闸门支铰安装中成功运用。
本发明的积极效果：超大型弧形闸门支铰装置整体安装可以有效的减少支铰装置高空组装的高空作业风险；可以有效提高支铰装置的安装质量，为下一步工序的施工提供有利的保证；可以大大的缩短施工工期，减少人员和设备的投入可以产生积极的经济效益；可以为以后类似工程提供参考依据，有利于推动国内水电行业的发展。
附图说明
图1为本发明的平衡杠杆正面图。
图2为本发明的平衡杠杆侧面图。
图3为本发明的支铰装置安装示意图。
1—厚壁钢管，2、3、5—槽钢，4、7—钢板，6—吊耳，8—螺栓、螺母，10―300T吊车，11―支铰座，12―4个10T手拉葫芦，13―支铰，14―130T吊车，15―钢丝绳，16―8T手拉葫芦，17―配重。
具体实施方式
本发明的超大型弧形闸门支铰装置整体安装施工方法如下：
根据设计图纸知支铰装置整体重约93t，安装高度18m，而且根据现场实测支铰轴中心距支铰大梁上边混凝土有410mm，支铰倾斜成33.1052°时起吊线距支铰中心有881mm，300t吊车头部伸出有400mm。可以核算出300t汽车吊在支铰精确装就位过程中吊车头部不会与支铰大梁混凝土发生碰撞。故采用300t汽车吊及130t汽车吊配合，选用两根Φ60.5的钢丝绳长12m的钢丝绳进行支铰整体吊装。
首先找一平整的地方，将弧形闸门支铰装置的活动支铰和固定支铰调平，用压力钢管焊接加热块将支铰预热，再用与支铰母材材质相同的钢板，将活动支铰支和固定支铰焊接固定成一个整体，以免在吊装过程中活动支铰转动。再在计算出的重心位置处用相同母材的圆钢设置钢丝绳卡槽防止支铰在高空中完成安装角度调整后，环抱支铰的钢丝绳向固定支铰方向移动。
根据设计图纸及支铰整体在受平衡杆配重力的作用下计算出支铰整体的重心，约为支铰轴中心偏向活动支铰381mm的位置，用两根Φ60.5的钢丝绳长12m的钢丝绳，环抱住支铰轴中心向上游侧偏381mm的位置（重心位置），然后在支铰轴一侧拴上1个20t手拉葫芦作为支铰左右方向角度微调整。再在活动支铰端部连接一个厚壁钢管平衡杠杆，平衡杠杆端部设置有5.5t配重作为支铰高空安装角度的调整。平衡杠杆选用Φ1016mm×10螺焊管，长为9300mm，其端部焊接一块δ22mm×2600mm×2860mm的钢板，并用槽钢进行支撑，另一端设置吊耳悬挂5t配重。钢板上以活动支铰孔位进行钻孔，最后采用螺栓将平衡杠杆与支铰连接成整体。当支铰达到安装角度时根据力矩计算得出配重量P。
300t汽车吊以支铰的重心位置作为起吊中心，300t吊车配重98.2t，工作半径约为7.5m，主臂伸25.7m，仰角约为70°。130t汽车吊以平衡杠杆（带配重）端头为起吊点。支铰装置整体在底板上将起吊钢丝绳栓好稳固，然后将起吊支铰距地面约5cm，采用水准仪检测支铰起吊是否程水平状态，如果偏差较大，则将支铰下放到底板上，调整钢丝绳的位置，直至水准仪检测合格即支铰程水平状态。检测合格后300t及130t汽车吊同时将支铰起吊离地面17.75m时候调整平衡杆，即300t汽车吊不动，130t汽车吊慢慢松钩通过配重端的力矩作用使支铰旋转成33.1052°。采用支铰上1个20t手拉葫芦进行角度偏差的调整，支铰进入预埋支铰螺栓内采用4个10t手拉葫芦同时拉进，4个10t手拉葫芦是固定在活动支铰与一期混凝土预埋吊耳上，通过它将支铰拉进螺栓内。平衡杆端头的130t汽车吊伸臂从而通过平衡杆产生一个向支铰方向的向上向前的推力配合10t手拉葫芦的牵引拉力将支铰拉入安装位置。就位以后立马扭上M64的螺母，扭紧螺母后方可慢慢撤下手拉葫芦及千斤顶、吊车等。完成了支铰的安装。
300t汽车吊承受支铰重力93t、钢丝绳及卸扣重力1t，平衡杆重力4.3t，配重5t，共计承受103.3t。300t汽车吊在工作半径约为7.5m，主臂伸25.7m，仰角约为70°最大承重力为113t。故满足施工条件。
130t汽车吊主要承载力为配重5t，平衡杆2.5t，及支铰向前就位时约25t的推力，合计受力32.5t，130t汽车吊在工作半径8m，主臂伸24.5m，最大承重力44t，故满足施工条件。

Claims (2)

1.一种超大型弧形闸门支铰装置整体安装方法，其特征在于在弧形闸门支铰装置的活动支铰侧连接一个厚壁钢管作为平衡杠杆，杠杆另一侧设置配重，支铰装置吊装采用300t汽车吊吊住支铰装置重心处，采用130t汽车吊吊住配重处，两台吊车将支铰装置和平衡杠杆提升至一定高度后，130t吊车逐步松钩，利用配重的力矩实现高空支铰装置安装角度的调整，在支铰装置轴端设置一个吊耳与300t汽车吊吊钩间挂上一个20t手拉葫芦作为支铰装置左右侧平衡调整，在预埋支铰螺栓面预埋四个吊耳，作为支铰装置进入螺栓的牵引点，采用4个10t手拉葫芦产生的牵引拉力及130t吊车伸臂产生的推力形成的合力将支铰装置拉到安装位置。
2.根据权利要求1所述的超大型弧形闸门支铰装置整体安装方法，其特征在于所述的平衡杠杆是采用Φ1016mm×10螺焊管，其端部焊接一块钢板，并用槽钢进行支撑，另一端设置吊耳悬挂配重，钢板上以活动支铰孔位进行钻孔，用螺栓将平衡杠杆与支铰连接成整体。
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