CN103574158B - 超大直径压力钢管斜井三吊点安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明用于水电站上的超大直径压力钢管斜井三吊点安装方法，在型钢门架上布置三个挂点，将型钢门架装于斜井上部，型钢门架三个挂点上分别装有定滑轮，型钢门架上部安装第一、第二、第三台卷扬机，斜井底部铺设型钢轨道，将压力钢管装在弧形运输台车上，压力钢管腰线两侧装第一、第二吊点，弧形运输台车上装第三吊点，分别装在第一、第二台卷扬机上的钢丝绳一端穿过第一、第二吊点连接在对应定滑轮上，第三台卷扬机上的钢丝绳一端穿过第三吊点连接在对应定滑轮上，调整三吊点钢丝绳长、短来保证压力钢管始终垂直于型钢轨道面，控制第一、第二吊点钢丝绳松、紧使三台卷扬机运行同步，将压力钢管运输至安装部位进行安装。操作简便、安全、高效。

Description

超大直径压力钢管斜井三吊点安装方法

技术领域：

本发明涉及的是一种水电站超大直径压力钢管斜井吊装、运输及安装施工，尤其涉及压力钢管长度较短而直径较大的压力钢管斜井安装施工的超大直径压力钢管斜井三吊点安装方法。

背景技术：

目前，水电站斜井压力钢管安装施工一般采用天锚辅助卷扬机设备对压力钢管采用双吊点斜井运输安装施工，或是采用天锚辅助卷扬机从斜井底部对压力钢管采用“倒挂倒装”、“倒挂正装”等施工方法进行安装。以上安装方法均采用天锚作为吊点的挂点。众所周知，斜井上部现场工况需具备满足天锚布置及压力钢管分布吊点受力条件的空间、位置，如天锚布置位置、高度、宽度等受斜井上部工况束缚，那天锚布置位置、数量就会限制压力钢管吊点的运行方式，势必给压力钢管斜井运输带来极大的不安全因素。而某些水电站斜井上部即使具备天锚布置位置等条件，但面对超大直径压力钢管运输、安装时，天锚挂点与滑轮组等运输设备的安装高度太高，如天锚稳定性检测、钢丝绳润滑、滑轮组润滑及检修、钢丝绳跳槽等故障处理带来了实际可操作性的问题，给超大直径压力钢管安装带来一定困难。

另外特殊工况下，若采用天锚辅助卷扬机从斜井底部对压力钢管采用“倒挂倒装”、“倒挂正装”方法，斜井下部需有较大的空间可以将超大直径压力钢管运输、卸车位置，若钢管直径较大而长度较短，卸车及运输过程中稍有不甚，后果不堪设想；以上方法因钢管吊点受力不均衡、不可调节，钢管势必会发生变形从而影响安装质量。

发明内容

本发明的目的是为了解决水电站压力钢管运输、安装采用常规天锚作为“运输系统”挂点不易检修、排除故障的问题，提供一种在斜井运输时随斜井角度变化发生各吊点受力不均衡的性能，防止钢管向上、下倾覆发生安全事故，也防止钢管吊点受力不均发生变形影响安装质量操作简便、安全、高效的超大直径压力钢管斜井三吊安装方法。

本发明的目的是这样来实现的：

本发明超大直径压力钢管斜井三吊点安装方法，该方法是按压力钢管斜井上部尺寸制作型钢门架，型钢门架按压力钢管三吊点在斜井段运输时各阶段受力状态布置三个挂点，用预埋地脚螺栓将型钢门架安装于斜井上部能供压力钢管吊装的位置，型钢门架的三个挂点上分别装有定滑轮，型钢门架上部沿水流方向安装第一、第二、第三台满足现场起重要求的卷扬机，斜井底部铺设型钢轨道，将压力钢管安装在弧形运输台车上，在压力钢管两侧安装第一、第二吊点，在弧形运输台车上安装第三吊点，分别装在第一、第二台卷扬机上的钢丝绳的一端穿过压力钢管腰线两侧上的第一、第二吊点连接在对应的定滑轮上，第三台卷扬机上的钢丝绳的一端穿过弧形运输台车上的第三吊点连接在对应的定滑轮上，利用压力钢管腰线上两侧第一、第二吊点平衡压力钢管向下倾翻力，再将与弧形运输台车连接的第三吊点平衡压力钢管向上翻倒力，三个吊点的合力与压力钢管重力、斜井角度产生的合力平衡，随着各吊点钢丝绳随斜井角度发生变化，压力钢管重心和受力随压力钢管移位位置发生变化，通过调整三吊点钢丝绳长、短来保证压力钢管始终垂直于斜井底部铺设的型钢轨道面，通过控制压力钢管腰线两侧上第一、第二吊点钢丝绳松、紧程度使三台卷扬机运行同步，将压力钢管运输至安装部位进行安装，本发明采用直径压力钢管斜井三吊点安装方法进行压力钢管斜井吊装、三吊点钢管提升、调整台车运输轨迹、钢管卸车及拼装，其中型钢门架、卷扬机、钢丝绳吊索、滑轮组、型钢轨道、弧形运输台车组成型钢门架运输系统；“运输系统”分为卷扬机提升部分、型钢门架拉、拽部分、弧形运输台车运输部分、三吊点拉、拽部分、型钢轨道部分。

上述的型钢门架预埋地脚螺栓应做相应拉力试验，压力钢管腰线两侧是指压力钢管底部至腰线2/3D处，D为钢管直径，轨道间距一般选取压力钢管直径的1/3。

本发明超大直径压力钢管斜井三吊点安装方法，采用型钢门架“运输系统”及配合“运输系统”三吊点将超大直径压力钢管均衡受力，可防止压力钢管吊点受力不均发生变形影响安装质量，也可保证斜井运输时防止压力钢管斜井“立式运输”时向上、向下倾翻，规避了安全风险；节约了压力钢管斜井运输、卸车、安装的时间，降低了劳动强度；本方法操作简便、“运输系统”安装快且可重复使用、安全高效。

本发明超大直径压力钢管斜井三吊点安装方法试用于岩滩水电站进水口斜井压力钢管安装施工中，效果良好。

附图说明：

图1为本发明安装方法示意图。

图2为图1的A—A剖面图。

图3为图1中的B向视图。

图4为压力钢管安装图。

图5为型钢门架结构示意图。

图6为图4的左视图。

图7为夹管装置示意图。

图8为图7中的C向视图。

图9为图7中的D向视图。

图10为夹管装置安装示意图。

图11为图10中的E—E剖视图。

图12为图10中的F—F剖视图。

具体实施方式：

本发明实施例方法中包括五个部分：卷扬机提升部分、型钢门架拉、拽部分、弧形运输台车运输部分、三吊点拉、拽部分、型钢轨道部分。

（1）卷扬机提升部分：卷扬机购买成品设备，一般以动（定）滑轮绕绳倍率选用满足额定载荷的三台卷扬机即第一台卷扬机1、第二台卷扬机2、第三台卷扬机3，要确保卷扬机能正常工作和运行，卷扬机基础需预埋地脚螺栓（基础锚杆）使得卷扬机牢固固定，预埋地脚螺栓应作相应拉力实验，卷扬机电气符合相关规定要求；三台卷扬机布置位置如图1～图3所示。

（2）型钢门架拉、拽部分：型钢门架4由型钢、钢板制作、焊接而成。型钢门架固定基础需埋设锚杆（地脚螺栓），满足工况拉力试验要求；动、定滑轮设置满足载荷需求，使用前需做相应检查验收；牵引钢丝绳5、调整钢丝绳6分别选用参照钢丝绳选用标准进行，一般选用10倍安全系数拉力范围，型钢门架三个挂点上装有三门定滑轮7。钢丝绳按动（定）滑轮组绕绳数目连接完成后需涂抹润滑油或锂基脂。型钢门架结构如图5、图6所示。

（3）弧形运输台车运输部分：压力钢管弧形运输台车8由钢板、型钢组合焊接而成，弧形运输台车设计时按压力钢管最大重量4倍安全系数进行设计，设计必要的如图7～图9所示的夹管装置9。如图4、图10～图12所示,多个夹管装置通过连接件将压力钢管10与弧形运输台车加固成整体。按压力钢管最大直径（含钢板壁厚）选用弧形台车弧度，底部配置4套行走车轮。如图4所示，在压力钢管两侧腰线上分别安装动滑轮作为第一吊点11，第二吊点12。在弧形运输台车上安装动滑轮作为第三吊点13。压力钢管两侧是指压力钢管底部至2/3D处，D为压力钢管直径。

（4）三吊点拉、拽部分：预先在引水隧洞15上游侧布置第一、第二、第三台卷扬机。第一、第二台卷扬机上的索引钢丝绳一端分别穿过压力钢管两侧第二、第三吊点上的动滑轮连接在对应定滑轮上。第三台卷扬机上的调整钢丝绳的一端穿过弧形运输台车（压力钢管与弧形台车已通过夹管装置固定成整体，以下简称“钢管整体”）上的第三吊点上的动滑轮连接在对应的定滑轮上，从而形成三吊点拉、拽部分。“钢管整体”因自重按斜井斜度产生下滑力沿安装型钢轨道下滑，利用第三、第二吊点二调整上弯段、斜井段、下弯段轨道与钢丝绳角度和“钢管整体”同步下放速度，第一个吊点调整“钢管整体”前后倾覆角度；再通过操作第一、第二吊点、卷扬机运行速度，由型钢门架上布置的三门定滑轮及时调整“钢管整体”相当于弧形台车的左、右位移，再通过调整第三吊点卷扬机的运行速度，调整“钢管整体”相对于弧形台车的前、后偏移，使得三吊点进行的拉、拽拉、拽动作调整“钢管整体”的运行轨迹，运行前需在计算机进行三吊点模拟运输及受力分析，使操作人员充分了解各吊点受力极大值，三吊点布置如图2、图5所示。

（4）型钢轨道部分：型钢轨道14按采用轻轨、[16a、L63、Φ16mm圆钢（地锚）组合焊接而成，型钢轨道敷设时按引水隧洞斜井走势进行安装，地锚入岩500mm，型钢轨道间距等于弧形运输台车轮距，即为压力钢管直径的1/3。利用“钢管整体”自重按斜井斜度产生下滑力沿安装型钢轨道下滑。结构如图3、图4所示。图1中序号16、17、18、19、20分别为坝面、检修闸门门槽、拦污栅门槽、压力钢管预留隧道、钢管吊装设备。

下面将本方法试用于岩滩水电站扩建工程压力钢管安装施工中的例子说明如下：管节重30t、高2000mm、直径12500mm；斜井角度为70°。

该超大直径压力钢管斜井三吊点安装方法使用程序如下：

（1）“运输系统”各部分的安装：以现场实际工况按图1～图3所示进行卷扬机、型钢门架、型钢轨道安装，其中卷扬机基础、型钢门架安装前埋设预埋板，必须进行相应载荷的负载力试验。

（2）“钢管整体”与吊点加固：利用起吊设备将压力钢管立运平稳放置于弧形台车上，调整压力钢管相对于弧形台车中心垂直，将弧形台车上设置的夹管装置利用M36高强螺栓连接、扭紧，通过夹管装置工字钢将压力钢管与弧形运输台车加固成整体，三吊点将钢丝绳与吊点通过卸扣进行连接；当钢丝绳连接完成后，启动三台卷扬机，调整各卷扬机主钢丝绳与“钢管整体”的松紧程度。

（3）型钢门架压力钢管斜井运输及下放：三吊点卷扬机通过型钢门架与“钢管整体”钢丝绳拉紧后，通过操作第一、第二吊点卷扬机运行速度，由型钢门架上布置的定滑轮及时调整“钢管整体”相当于弧形台车的左右位移，再通过调整第三吊点卷扬机的运行速度，调整“钢管整体”相当于弧形台车的前后偏移。专业起重人员目测“钢管整体”相对于斜井垂直后即可同速将钢管下放至安装部位。卷扬机钢丝绳与引水隧洞底板会因钢管下放角度变化发生摩擦，通过设计的双向滚动托辊可及时解决这一问题，托辊布置与上弯段发生摩擦位置，双向滚动托辊装置。

（4）三吊点调整斜井压力钢管安装角度：压力钢管拖运到安装部位后，利用三吊点调整压力钢管下弯段、70°斜井段的左右位移和前后偏移状态，在钢管加劲环下部的轨道两侧加装4个轨道副翼，然后在副翼上装置4个10t千斤顶，通过千斤顶将钢管（第一吊点、第二吊点卷扬机主钢丝绳牵引）沿轨道垂线方向顶起350mm，卸车钢管与后节钢管调整安装位置后，利用第三吊点将弧形台车沿轨道上拉2m～2.5m，钢管加固完成后，再将第一吊点、第二吊点卸开，用第三吊点卷扬机将台车拉至斜井上部装车处再次循环利用。

（5）各部分的拆除：压力钢管安装完毕后，即可将各部件拆除，拆除后的型钢轨道、型钢门架、卷扬机、钢丝绳等部件可重复利用。

本发明安装方法节约了压力钢管斜井运输、卸车、安装的时间，降低了劳动强度；该方法操作简便、“运输系统”安装快且可重复使用、安全高效。不以天锚作为挂点的“运输系统”，能有效解决超大直径压力钢管斜井运输时，易于检修、及时排除故障的“运输系统”，确保压力钢管斜井卸车、安装不变形。

上述实施例是对本发明的上述内容作进一步的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

Claims (2)

1.超大直径压力钢管斜井三吊点安装方法，该方法是按压力钢管斜井上部尺寸制作型钢门架，型钢门架上按压力钢管三吊点在斜井段运输时各阶段受力状态布置三个挂点，用预埋地脚螺栓将型钢门架安装于斜井上部能供压力钢管吊装的位置，型钢门架的三个挂点上分别装有定滑轮，型钢门架上部沿水流方向安装第一、第二、第三台满足现场起重要求的卷扬机，斜井底部铺设型钢轨道，将压力钢管安装在弧形运输台车上，在压力钢管腰线两侧安装第一、第二吊点，在弧形运输台车上安装第三吊点，分别装在第一、第二台卷扬机上的钢丝绳的一端穿过压力钢管腰线两侧上的第一、第二吊点连接在对应的定滑轮上，第三台卷扬机上的钢丝绳的一端穿过弧形运输台车上的第三吊点连接在对应的定滑轮上，利用压力钢管腰线上两侧第一、第二吊点平衡压力钢管向下倾翻力，再将与弧形运输台车连接的第三吊点平衡压力钢管向上翻倒力，三个吊点的合力与压力钢管重力、斜井角度产生的合力平衡，随着各吊点钢丝绳随斜井角度发生变化，压力钢管重心和受力随压力钢管移位位置发生变化，通过调整三吊点钢丝绳长、短来保证压力钢管始终垂直于斜井底部铺设的型钢轨道面，通过控制压力钢管腰线两侧上第一、第二吊点钢丝绳松、紧程度使三台卷扬机运行同步，将压力钢管运输至安装部位进行安装。

2.如权利要求1所述的超大直径压力钢管斜井三吊点安装方法，其特征在于型钢门架预埋地脚螺栓应做相应拉力试验，压力钢管腰线两侧是指压力钢管底部至腰线2/3D处，D为压力钢管直径，型钢轨道间距选取压力钢管直径的1/3。