三峡工程泄洪坝段坝顶门机安装技术

1、三峡工程泄洪坝段坝顶门机安装技术1 前言三峡工程泄洪坝段坝顶85m共布置了3台双向式5000/2X630/400kN门式启闭机，门机轨道轨距21m,全长583nl分布于右纵2#至左导墙共26个坝段。该型门机为国内跨距和起重量最大的门机，安装难度大，工期长。考虑到现场施工手段的起吊能力难以满足施工要求，且门机安装定位位置受大坝浇筑的制约，必须选择合适的坝块和时机安装。同时门机上游轨道距上游临空面仅3m,如何保证门机上游门腿吊装就位后的缆风紧固等问题均需认真研究。2 安装主要技术难点(1) 安装时机的选取及坝块起吊设备布置的问题三峡泄洪坝段各坝块上升至坝顶的时间不一致，若待坝体全部上升坝顶再行安装

2、，必将使坝顶门机的安装合同工期严重滞后。为此，考虑在先期达到坝面的坝块上先安装坝顶门机的方案。而这种场地的布局则直接导致坝顶门机安装的难度增加。特别是安装门机的大型起吊设备布置将是安装工艺中必须考虑的关键问题。(2) 坝顶门机上游门腿缆风的设置问题坝顶门机轨道轨距21m,其中上游面轨道距上游临空面仅有3m，使得门机上游门腿的缆风固定有一定的角度，以及采用何种结构型式，才能保证上游门腿临时安全可靠的固定也是安装过程中必须考虑的问题。(3) 门机主梁焊接的变形控制问题主梁与门腿之间采用法兰连接。考虑到主梁至轨面高程的制作精度难以保证安装要求，采用现场法兰与主梁焊接的结构方式。该结构的焊接工作量大，

3、且集中，对焊接变形提出了更高的要求。如何保证焊接变形控制在规范允许范围内也是要认真研究的问题。(4) 回转吊的图纸要求其回转立柱的上下中心偏差为0.5mm。由于回转立柱为非机加工面，且其高度为13m左右，并有回转平台等附件焊接在立柱上，很难保证其安装精度。如何控制立柱的上下偏差，并得到监理的认可是回转吊安装的一个核心问题。3 施工对策研究针对前述的几个技术难点，经过对现场地形的认真研究后采取如下措施：(1) 安装时机的选取，以先期达到坝面的20#22#坝段作为安装场地。坝面起吊设备选用300t履带吊作为坝顶门机的主要吊装手段，布置于21#坝段实体。设备转运选用120m栈桥上的K1800塔机和高

4、架门机、300t履带吊及两台缆机。(2) 门机上游门腿缆风临时固定选用采用在上游面预埋外伸梁的方式，解决缆风固定门腿问题。外伸梁设计选型的关键因素是考虑坝面对门腿的风压合理确定和门腿的受风面积，以确定外伸钢构件的结构形式能够满足受风压作用的稳定性、刚度及强度，最终保证临时固定门腿的缆风安全可靠。经计算外伸梁选用外伸10ml以保证缆风有一定的角度，同时预埋于深孔检修门埋件二期混凝土位置，以方便后期的拆除工作。(3) 主梁与法兰面的焊接工艺研究选用合理的焊接顺序及焊接工艺参数，并配以定期的监测检查，可以保证焊接变形得到有效的控制。重点要控制4个主梁法兰面的焊接收缩量，以保证主梁的平面度。(4) 回

5、转吊的立柱上下中心的调整定位。其中心偏差的控制是待回转底座吊装就位后，将主梁上的外伸梁再试装，并吊钢丝线确定其底座中心位置，同时配合千分尺调整回转底座的中心，采用该工艺。只要保证上下支承的中心位置偏向，立柱的上下偏差就能够保证。回转底座安装合格后，将主梁外伸梁作出安装标记，之后拆除外伸梁，以便安装回转吊的其它结构件。这样保证了回转吊安装的顺利进行。(5) 主、副钢丝绳的穿绕对主起升机构的钢丝绳穿绕主要将电机单行运行，双绳穿绕就位和调整；钢丝绳穿绕后并行运行调整其平衡。对副起升机构的钢丝绳，因到货为整根，需现场对折截断。为减少现场钢丝绳的倒运量，采用精确计算的方法确定钢丝绳长度，并将单行运行电机

6、，缠绕钢丝绳；并行调整吊头的高度。4 坝顶门机安装工艺流程4.1 施工工艺流程轨道安装一混凝土回填一安装大车运行机构并支撑一门腿拼装一门腿吊装一端梁安装一变压器及高压机房安装一主梁安装一回转起重机安装一主副小车起升机构安装一附属金属结构安装一小车罩及检修吊安装一户外负荷开关安装一电缆敷设一电气试验及机电联调一钢丝绳缠绕一负荷试验一门机安装验收4.2 金属结构及机械设备安装(1) 大车运行机构部分主要由支撑座、横梁、平衡臂架装置、制动器、减速器等部件组成。采用40t平板车运输，在设备库装车依次将上、下游运行机构运至现场，利用高架门机将其依次转至坝顶，由K1800塔机将部件吊至安装部位，根据测放的

7、控制点精确定位各部件的中心位置，并加设斜撑牢固固定。(2) 门架部分由下横梁、门腿、中横梁、主梁、端梁、立柱和外伸梁等部件组成。采用60t和40t平板车依次进行运输和安装。下横梁由120栈桥上的高架门机转运至坝面安装部位附近，再由K1800塔机吊装到安装部位，利用过冲定位，同时检查和调整下横梁的中心、高程等几何控制尺寸，符合要求后安装连接螺栓，并按要求将螺栓拧紧。门腿运底现场后，在120栈桥上将其上的附属构件如楼梯和平台等进行组装后，由120栈桥的高架和塔机转运至坝顶安装部位附近，在坝面利用塔机和300t履带吊翻身，由300t履带吊吊装至安装部位定位并进行螺栓紧固，采用4根缆风绳在四个方向进行

8、锚固，同时在门腿内侧加设钢性支撑，确保施工安全。采用经纬仪对门腿进行测量定位。中横梁运至现场后，利用高架和塔机转运至坝顶安装位置的附近，采用300t履带吊吊装就位，检查门腿间中横梁安装位置的跨距，确保门机安装精度。中横梁与门腿采用高强螺栓进行连接，利用事先搭设的工作平台施工，确保安全。主梁单件不可拆部件的理论重量为67t，外形尺寸为2.0mX3.2mX35.7m,为特大超长件，具运输采用150t大型平板拖车，运抵现场120栈桥，利用高架和塔机抬吊至坝顶相应位置，由K1800塔机和300t履带吊抬吊装就位，端梁运抵现场后，在安装位置附近，由300t履带吊吊装就位。上部结构吊装完毕后，按照图纸要求

9、调整两主梁的跨距、中心、对角线、及高程等技术指标至合格，安装主梁和端梁连接板，并将高强螺栓按要求拧紧，之后将上部结构与门腿顶部的螺栓连接板进行施焊并控制焊接变形。(3)小车部分主要由小车架、小车运行机构、起升机构、小车罩、检修吊、小车夹轨器、梯子和平台等部件组成。各部件由60t平板依次运输至现场，由门塔机转运至坝顶，按照图纸将小车架各部件组装成整体，并对小车架的几何尺寸进行控制调整，符合要求后拧紧螺栓，采用300t履带吊依次吊装就位。(4) 回转吊部分主要有回转平台、回转机构、立柱、上回转平台、回转吊罩、上支撑、拉杆、臂杆装置、起升滑轮装置、起升机构、平衡轮装置、吊钩装置、附属钢结构等组成。采

10、用40t平板依次运输至现场，在120栈桥上将回转机构平台与立柱、上回转平台和回转吊罩拼装成整体，再用K1800塔机和300t履带吊抬吊翻身，由300t履带吊就位，之后，拉缆风临时固定直到门架上部结构中的外伸梁就位后松去，利用经纬仪进行测量，调整立柱的垂直度直到满足要求后固定。采用300t履带吊和K1800塔机及导链三吊点将拉杆和臂杆吊起就位，穿轴先臂杆后拉杆，可靠连接后方可松。(5) 钢丝绳安装用直径13mmiW丝绳做引绳，按照图纸要求安装，主小车起升机构卷筒为单联三层缠绕，最外层为21圈，副小车起升机构卷筒为双联2层缠绕，最外层为58圈，回转起升机构卷筒为双联二层缠绕。此外，均留5圈安全圈数

11、。4.3 电气设备安装(1) 变压器及高压机房安装根据设计要求用KROLL各变压器及高压机房吊入下端梁相应安装地点，与下端梁采取点焊的方式连接，其接地部分通过电缆与地可靠连接。(2) 户外负荷开关安装根据设计要求制作盘柜基础并通过接地扁铁与大地可靠连接，盘柜及盘柜内设备与各构件间连接牢固，盘柜采用点焊的方式固定牢靠，其垂直度、水平偏差以及盘柜面偏差和盘柜间接缝的允许偏差符合规程规定。(3) 电缆敷设按设计及规范GB5016892要求敷设电缆，要求电缆排列整齐无迭压；二次回路接线正确、连接牢靠，导线绝缘良好、无接头，配线整齐、美观，芯线编号清晰不掉色。(4) 电气及机电联调试验按照5000/2X630/400kN双向门式启闭机工地试验大纲及相关设计文件要求进行电气及机电联调试验。4.4 门机负荷试验坝顶门机安装完毕后，进行各项现场试验，包括安装检验、空载试运行、载荷试验。5 结束语三峡工程泄洪坝段坝顶门机安装过程中，利用预埋钢结构的外伸梁解决了坝顶门机上游门腿的缆风固定问题。通过精确计算确立了风压的设计值，解决了钢结构设计的依据。同时对狭窄的施工现场利用两台大型门塔机配合300t履带式吊车解决了超长超重结