全平衡垂直升船机平衡重块制造施工工法内容

全平衡垂直升船机平衡重块制造施工工法中国葛洲坝集团机电建设有限公司二零二零年十二月目 录1、前言 12、工法特点 23、适用范围 24、工艺原理 25、工艺流程及操作特点 36、主要设备及工器具 127、质量控制措施 138、安全保证措施 179、环保措施 2010、效益分析 2111、应用实例 21PAGEPAGE10全平衡垂直升船机平衡重块制造施工工法中国葛洲坝集团机电建设有限公司卫书满 雷亚萍周复明刘军殷1、前言水电行业的升船机是利用升降厢的方法使船舶克服航道上水位落差的通航建筑物，属于起重机械中的一种。其中承船厢是运载船舶的箱体部件，而平衡重组则用来平衡承船厢载荷、减少电动机功率。承船厢与平衡重组之间由曳引钢丝绳连接成整体，钢丝绳缠绕在建筑物顶部机房内的平衡滑轮组上，靠曳引钢丝绳与平衡滑轮摩擦产生的牵引力，实现承船厢和平衡重组的升降运动，达到运输目的。升船机属于超大吨位起重机械，为满足承船厢与平衡重之间平衡荷载补偿，故一般升船机平衡配重组主要由多组超大混凝土平衡重块组成。向家坝及三峡升船机超大混凝土平衡重块均采用高容重混凝土浇筑而成，最大12.35m×3.8m×0.43m（高×宽×♘58.2t。在设计上具有结构尺寸大、重量大、♘度薄、混凝土浇筑要求高大、制作精度要求高、制作工艺复杂、技术难度高等突出特点。该项目针对其施工特点，结合实际制作工况，通过深入研讨及分析，提出了适宜三峡及向家坝升船机混凝土平衡重块的制造施工工法，成功解决了其在制造中面临的各项技术难题。图1 混凝土平衡重块外形图2、工法特点即保证施工质量且能顺利顶升脱模；混凝土配制上实现了下料预控及称重配料动态控制；组合式定型钢模板保证了定型准确；进行一次性整体浇筑混凝土确保了浇筑质量；设计平衡重块专用翻身夹具，确保吊装过程安全；施工工程平稳可控、操作简单方便、质量有保证、施工成本低，效率高。3、适用范围本工法适用于水电行业各类型超大及大、中型混凝土平衡配重块的制造。4、工艺原理、在施工平台设计上，采用混凝土+可拆移钢板浇筑台座代替钢板台座，浇筑后的台座表面平面度能顺利顶升脱模。实现了下料预控及称重配料动态控制。该系统通过实时采集骨料、水泥、水、外加剂等重量，自动计算并与稳定后的产品重量相比较，在试验品的制造过程中，精确计算出水的挥发量，为配合比的设计改进定型及产品浇筑重量控制起了关键作用。够循环使用、满足安装需求、能够解决各项施工难点、经济优质高效等特点。抗震性、抗渗性，确保了混凝土平衡重块浇筑质量。特点，在平衡重块重量调偏上起到了关键作用、制作了专用翻身夹具，确保平衡重块翻身安全。5、工艺流程及操作特点、施工工艺流程预埋钢板处理预埋钢板处理放样、下料必要的机加工装配、焊接、校正外观、尺寸检查混凝土台座浇筑（修补）锚钉的焊接探伤台座表面贴模板布、测量放线布钢埋件涂装模板制安钢埋件安装钢筋安装钢筋制作混凝土浇筑配比试验脱模、修整骨料试验翻身、修整检测、调偏、称重装配止动装置涂装、打标识图5.1混凝土平衡重块制造施工工艺流程图、操作要点、台座浇筑按照平衡重块外形尺寸要求，浇筑混凝土台座（5-1。14140mm×5590mm×200mm200mm475mm220895mm。4200*500*30mm500mm，便于用千斤顶顶升脱模。3上移框架。3mm4≤1mm。图5.2.1台座结构尺寸示意图、台座表面处理台座浇筑完成后，将台座外表面打磨平整、干净，在上表面贴好模板布、并通过测量系统在上面测放出安装用基准线。、模板制安模板制作①模板设计:根据工程结构形式和特点及现场施工条件进行模板设计，确定模板平面布置、纵横龙骨规格、排列尺寸和螺栓的位置，确定支撑系统的形式，间距图5.2.3模板结构尺寸示意图5mm6mm，模板尺寸如下：长度:4555mm、1525mm、1330mm280mm1525mm1350mm，宽度:430mm进行组合，拆装方便。③模板按区段进行编号，并涂好脱模剂，按施工平面布置图中指定的位置分规格堆放。模板安装根据模板设计图，放好轴线和模板边线，定好生口位置和水平控制标高。侧板和端头板制成后，应先在基础底弹出基础边线和中心线，再把侧板和端头板对准边线和中心线，用水平尺较正侧板顶面水平，经检测无误差后，用斜撑、水平撑及拉撑钉牢。最后校核基础模板几何尺寸及轴线位置。、钢筋及预埋件制安钢筋及预埋件制作钢筋及预埋件分别在钢筋厂及金结厂定型加工、制作，其钢筋及预埋件品种、规格、形状、尺寸、数量必须符合设计要求和规范规定。钢筋、预埋件安装①将平台及模板清理干净，根据设计图纸，在平台上测放出钢筋及预埋件安装位置线。②根据测量放线位置进行钢筋及预埋件安装，因钢筋品种较多，安装时在已安装好的模板上标明各种型号构件的钢筋规格、形状和数量。、混凝土浇筑配合比选定3产品要求每个稳定后的混凝土平衡重块重量偏差不得超过设计重量的±1％照配合比设计报告，精准控制骨料、水、水泥等下料是混凝土浇筑重量的关键。施工中采用“超大型平衡重块制造计量信息采集自动控制系统”新技术，实现了下料预控及称重配料动态控制。该系统通过实时采集骨料、水泥、水、外加剂等重量，自动计算并与稳定后的产品重量相比较，在试验品的制造过程中，精确计算出水的挥发量，为配合比的设计改进定型起了关键作用。在实际生产中，系统控制计算重0.1%，为混凝土平衡重块制造标准化奠定了坚实基础。混凝土浇筑90s(30～50mm②浇筑前应对模板验收，模板涂刷机油，台座满铺材料牌以便脱模。③混凝土下落的自由倾落高度不得超过2m。23cm层混凝土。⑤使用插入式振动器应快插慢拔。插点要均匀排列，逐点移动，按顺序进行，1.5（400mm50mm，器的移动间距应能保证振动器的平板覆盖已振实部分边缘。⑥振捣时应沿浇筑的顺序方向采用斜向振捣法，振动棒与水平倾角约60°左右，500mm⑦浇筑混凝土应连续进行。如必须间歇其间歇时间应尽量缩短，并应在前层混凝土初凝之前，将次层混凝土浇筑完毕。间歇的最长时间应按所用水泥品种及混凝土初凝条件确定一般超过2小时应按施工缝处理。⑧浇筑混凝土时应派专人经常观察模板钢筋、预留孔洞、预埋件、插筋等有无位移变形或堵塞情况，发现问题应立即停止浇灌并应在已浇筑的混凝土初凝前修整完毕。⑨浇筑的虚铺♘度应略大于层♘，用平板振动器垂直浇筑方向来回振捣。注意不断用移动标志以控制混凝土♘度。振捣完毕，用刮尺或拖板抹平表面。12～313m1面。混凝土养护①混凝土浇筑完毕后，应在12小时以内加以覆盖，并浇水养护。714③每日浇水次数应能遵循保持混凝土处于足够的润湿状态为原则。常温下每日浇水两次。④养护用水与拌制混凝土用水相同。5.2.6、脱模、修整脱模然后拆除水平拉杆,接着拆下全部插销及连接模板的附件，再用钢钎撬动模板，使修整模板拆除后，将混凝土表面处理干净，使表面处于光滑状态，然后进行尺寸、外观、缺陷检查，如发现不符合设计要求情况，及时进行处理。常见缺陷处理①麻面:先用清水对表面冲刷干净后用1:2或1:2.5水泥砂浆抹平。②蜂窝:先凿除孔洞周围疏松软弱的混凝土，然后用压力水或钢丝刷洗刷干净，对小的蜂窝孔洞用1:2或1:2.5水泥砂浆抹平压实，对大的蜂窝露筋按孔洞处理。V或环氧水泥浆进行封闭处理；裂缝较严重时，可用埋管压力灌浆。5.2.7、翻身、修整安全翻身吊装技术向家坝及三峡升船机混凝土平衡重块具有重量大、外形尺寸大、♘度薄的特点，混凝土平衡重块制造过程中，称重检测、静平衡试验、防腐等工序均需要翻身吊装作业，如翻身方法不当就会导致折断损毁现象，故不能采取钢结构件的翻身吊装方式，必须采取适当方式满足产品生产要求。①利用台座底部钢板及预留空间布置4台千斤顶同步操作顶升脱模。②脱模后通过80吨龙门吊水平吊运至电子称进行称重检测及防腐作业。80行翻身作业，专用夹具与平衡重块之间必须放置橡胶垫皮。平衡重块翻身转运见下图：图5.2.7-2平衡重块专用翻身夹具示意图修整方法同上。5.2.8检测方法每块平衡重块制作完毕经过修整后，都应进行悬吊称重，当重量偏差超过允许偏差时应进行调偏处理。方法是：先将平衡重块称重记录偏差重量，然后将砼块悬吊，用水准仪测量自由悬吊状态下砼块4底角高度偏差。80t2(3.8m检验架。22ppm)lmm)的8个角点坐标，根据测量结果计算板在自由悬挂状态下，沿纵轴方向的偏差，从而确定是否进行调偏。调偏①调偏思路为了便于调整平衡重块成型后的重量偏差，在浇筑混凝土时对称地预埋空心钢管，并计算其重量和空心部分混凝土重量，重新计算平衡重块的理论重量。在自由悬吊状态下，若出现轴线偏差，则可在预留孔内不均衡地添加重量使轴线偏差满足设计要求；实际称重后，若总重量出现负偏差侧可在预留孔内均衡地加入钢筋或灌入液态铅等超高容重物质；若总重量出现正偏差侧可在将预留孔两端封堵后，再视偏差量大小在块体上非钢筋密集区对称地钻凿混凝土孔洞。利用边角料钢和铅取材方便，施工容易；预留孔♘度方向设置不影响结构件安全；②调偏计算分析说明40.072m3,394*394*424=0.064m3，31.92kg。设计铁矿石混凝土3.0t/m3,碳素钢7.85t/m3，铅物质11.30t/m3。469.416kg，277.66kg理论每块减少重量（0.072*3000-31.92）*4-277.66=458.66kg利用碳素钢（40%空隙率）7850*0.064*4*60%-458.66=747.111300*0.064*4-458.66=2434.14kg③调偏方法在混凝土平衡重块内预留调偏方管，混凝土浇筑后形成预留孔。根据悬吊检测、称重后的平衡重块确定需要进行调偏时，称重调偏使用物质，按相应物质重量拌制填充材料填充，填充重量考虑封堵钢板材料重量。在预留孔内不均衡地加入钢筋或灌入液态铅等超高容重物质进行调平，使砼块的重量、自由悬吊状下的倾斜量等达到制作质量标准。填充完成后用钢板封堵，钢板与钢板焊接牢固可靠，表面平整度控制1㎜。④悬吊检查重新悬吊，测量检查，确保误差在允许范围内。⑤安放当平衡重块经检验合格后，放在找平后的硬质地面上，板与板之间不得有杂物、凸起物，支撑牢靠。图5.2.8平衡重块调偏预埋示意图5.2.9、止动装置装配在配重块堆放部位，根据设计图纸完成止动装置的装配。5.2.10、表面防渗层喷涂被油脂、化学药品污染的表面，可使用溶剂、洗涤剂、碱液洗涤等方法处理，但不得损坏板面。气机或吸尘器清理干净。15～3080％，不宜在强烈曰光照射下施工。200～300ram应将喷枪移近喷涂点进行断续喷涂。8～20h7(350mm×320mm31.8mm86、主要设备及工器具三峡升船机平衡重系统超大混凝土平衡重块分为标准块与非标准块两种，合计192块，每块单重59.195t，总重11365.44t。该项目中主要材料、设备与工器具投入详见下表：6.1-1主要材料表序号名称型号或规格数量用途备注1定位模板12350×3800×430mm4套混凝土块定型Q235B钢板制作2支撑工装4套定位模板支撑固定45#钢板制作3小模板1800*600*430mm2套定位4铁矿石300t混凝土调配5铁矿砂100t6水泥50t表6.1-2主要设备与工器具表序号设备名称型号或规格数量用途备注1龙门吊80T吊1台平衡重块制作、翻身2吊车200T汽车吊1台平衡重块转运、摆放3平板车100T1台4台车2辆自制5电子汽车衡SCS-801台6千斤顶25T16副平衡重块调整、翻身7水泥罐3m3、5m38个散装水泥储存8手推车2台混凝土运输、上料9装载车精度0.02mm1辆10皮带运输机1辆骨料运输11搅拌机1台套混凝土搅拌12振捣器插入式2台混凝土振捣平板式1台13全站仪NET052台14水准仪SDL302台15试模4套16塌落度筒4套17滚道台GJ5-401台18下料控制台WK-11套7、质量控制措施、质量控制标准、砼块制作质量控制标准3.0t/m3,混C40求。捣密实、均匀，应采取有效措施避免混凝土块内部容重产生侧向偏析。12350±5mm3800±5mm2800±1.5mm；♘430±2mm，490（-1-2）㎜。15mm，3mm。钢吊耳应位于平衡重块对称中心线，其偏差不大于±2.5mm。10mm，5mm。质量数值。每个混凝土平衡重块的重量偏差不得超过设计重量的±1％。）吊耳为焊接结构，其受力焊缝为一类焊缝。吊头部分采用锻件，按JB/T5000.8JB/T5000.15II吊耳、钢支座、止动件焊接后应进行消除应力热处理并矫正变形。7.1.2、钢筋加工及安装质量控制标准出厂合格证明和试验报告。度必须符合设计要求和施工规范的规定。10%，且不应集中。定值。7.1-1钢筋安装允许偏差值（单位：mm）项目绑扎钢筋网绑扎钢骨架受力钢筋箍筋、横向钢筋间距钢筋弯起点位置长宽网眼尺寸长宽高间距排距保护层厚允许偏差±10±10±20±10±5±5±10±5±5±2020、模板安装质量控制标准的支承面积。1.5mm。模板表面清理干净并采取防止粘结措施。混凝土浇筑质量控制标准2％；3％。5mm。1％。3800mm1600mm1400mm±1，♘度430mm段：±17.1-2砼块内外缺陷质量控制标准项次项 目质量要求检验方法1露筋主筋不应有，副筋外露总长度不超过500mm对构件各个面目测2孔洞不应有3蜂窝累计面积不超过所在构件面的1，且每处不超过0.01㎡对构件各个面目测，然后用尺量出尺寸，计算面积4硬伤、掉角累计面积不大于50mm×200mm，支承部位不大于30mm×30mm5板面蜂窝、酥松、石子露面累计面积不大于板面的1，且不大于200cm26板端和肋端酥松不应有7裂缝纵向面裂总长不大于1/15，缝宽不大于0.01mm各个面全面目测，发现有裂缝时用钢尺量其长度，用刻度放大镜测量宽度横向面裂长度不超过板宽的1/10，且不延伸到侧面肋 裂不应有板底裂不应有、质量保证工艺措施、施工过程质量控制不得以任何借口损坏前一道工序的产品。始准确的质量档案。位工程质量综合评定表》和签字盖章后送当地质监站、监理单位、业主进行核定。员，用试验数据指导施工。控制方法，避免质量不合格的情况重复出现，确保一次处理合格。工工艺水平，保证质量创优目标的实现。、质量控制点的确定模板安装定位混凝土平衡重块尺寸精度混凝土平衡重块重量精度混凝土浇筑质量、模板安装定位精度控制保证工艺措施拉、顶支撑要牢固可靠，支撑的间距、位置宜由模板设计确定。模板安装前模板底边应先批好水泥砂浆找平层，以防漏浆。系统的足够的刚度，模板支顶的底部应在坚实预埋铁上。产品保护拆模时不得用大锤硬砸或用撬棍硬撬，以免损坏模板边框。操作和运输过程中，不得抛掷模板。模板每次拆除以后，必须进行清理，涂刷脱模剂，分类堆放。拆下的模板如发现脱焊、变形等时，应及时修理。、混凝土平衡重块尺寸精度控制保证工艺措施在砼块制造中为保证砼块的尺寸精度，重点控制以下方面：其尺寸及形位公差均应符合要求。埋件与钢筋结构焊接时采取多对焊工，左右对称焊接，采取分段退焊等合理焊接顺序及选定合适的焊条、焊接电流等，防止焊接变形。埋件与模具浇注前的尺寸及定位控制：将砼块模具装配好后,均要检查模具的内空尺寸在公差范围(-3～0)必要时对埋件进行矫正。、混凝土平衡重块重量精度控制工艺措施1:1一套准确的配比方法，从而做到有效地精确控制平衡重重量。由于各批次材料比重有轻微差别,对不同批次材料分别进行配比试验,做150×150混凝土配制要严格按试验所得的配比进行投料，并进行准确称重。混凝土平衡重块重量精度的应急措施4φ80×600重量偏差。8、安全保证措施、安全生产保证措施场者按劳保规定着装和使用安全防护用品，禁止违章作业，施工人员统一着装、统一挂牌及统一安全装饰，持证上岗。安全文明生产纪律等标示牌；禁止无关人员进入施工现场，特殊工作部位实行挂牌出入制度。生，排水通畅，无淤泥、无积水、无白色污染物。施工道路平整、畅通、安全标志、设施齐全。风、水、电管线、通讯设施、施工照明等布置合理，标识清晰。消防器材齐备、通道畅通。善、标准、可靠，安全标志醒目。积极开展尘、毒、噪音治理，合理排放废渣、污水。AQCX446.5《消防安全管理程序》的要求。、混凝土施工专项安全措施载，影响安全，较轻的机具放置时，必须设置安全绳，不用时挂系好，以防止机具工具堕落，造成人员伤害。脚手、跳板的木板，竹跳均应绑扎紧固，严禁随意搁放。施工时，加强线路、设备检测，防止漏电事故。进行专门培训，施工过程中，设置专职安全员，防止设备安全事故。、季节性施工措施、高温季节措施降低混凝土浇筑温度6m料；②加快混凝土的入仓覆盖速度，缩短混凝土运输和曝晒时间；③高温天气浇筑混凝土，利用早、晚进行浇筑，避开白天高温时段施工；④浇筑完毕后及早养护和保湿，防阳遮盖。8.3.2、雨季施工措施雨季施工准备①雨季施工前认真组织有关人员分析雨季施工生产计划，根据雨季施工项目编制雨季施工措施，所需施工材料在雨季施工前准备好。②夜间设置专职的值班人员，保证昼夜有人值班并作好值班记录，收听天气情况的预报。③做好施工人员的雨季施工培训工作，组织相关人员进行一次全面检查，包括施工材料、临时设备、临时用电、机械设备等工作。④检查施工现场及生产生活基地的排水设施，疏通各种排水渠道，清理雨水口，保证雨天排水畅通。⑤现场施工便道两旁设排水沟，保证不滑、不陷、不积水。清理现场障碍，保持现场道路畅通。道路两旁一定范围内不准堆放物品，保证视野开阔，道路畅通。⑥施工现场、项目部的临设，仓库等在雨季施工前进行全面检查和整修，保证道路不塌陷，屋顶不漏雨，临设区不积水。⑦雨季所需设备、材料和其他用品，如水泵、抽水软管、草袋、塑料布、毡布等材料由材料部门提前准备，水泵等设备提前检修。罩、门的及时补齐，确保用电安全。雨季施工措施①安排混凝土浇筑前，看天气预报，了解天气情况，尽量避开大雨，并预备足够的彩条布，遇雨及时覆盖在新浇混凝土表面上，以防混凝土出现起砂现象。②施工期间预备抽水设备，遇雨和地下水时及时抽排。③现场各种机械棚、材料库搭设严密，防止漏雨。8.3.3、冬季施工措施冬季施工准备（JGJ104—97）55℃在工程即将进入冬期施工前，要提前准备和防范，把不利的因素消除在萌芽状态，提前收集当地冬期的气象资料，了解当地的气温变化、持续时间、最低温度以及最大风、雪等资料，还要了解施工过程中未来一周的天气变化，只有这样才能作到防患于未然。作好冬期施工技术文件的编制工作在工程进入冬期施工前，提前编制好冬期施工技术文件，作为冬期施工的技术指导性文件，冬期施工技术文件必须包括施工方案和施工组织设计或技术措施。作好人员培训和技术交底工作作好施工人员的培训工作。冬期施工由于在负温下进行作业，不了解或不熟悉冬期施工规律，极易造成工程质量事故，为保证工程质量，冬期施工前必须进行人员培训，培训内容为：要学习国家和地方有关冬期施工规范、标准、规定，如《建筑工程冬期施工规（JGJ104—97）规范等文件；学习有关冬期施工的基本理论知识及施工方法。进行冬期施工前的技术交底工作。进行技术交底的目的是防止施工操作人员违原材料的使用方法；原材料的加热或保护；原材料的测温或成品的测温；成品的保护或养护工作。作好原材料的检验复试及材料的配合比在冬期施工中各种原材料需要进行复试的必须进行复试，以防不合格的材料使用在工程中。另外，在冬期混凝土施工中经常要使用一些外加剂，随着气温的不断变化用量不一，加上目前时常假冒伪劣产品较多，如果不复试，直接用于工程，将有可能给工程带来严重后果，要消除引起工程质量隐患的因素，对工程中使用的原材料进行重新复试是必要的。9、环保措施（污染土地、河川。、对所利用或占用的土地采取一定措施,防止发生土壤冲蚀及对工地河床或河岸的冲刷。、合理安排施工作业时间，避免噪声污染对敏感区的影响。减小噪音的污染。、采取通风措施改善焊接与防腐作业条件。业主指定的地点掩埋。合理布置，规范管理，做到标牌清楚、齐全，标识醒目，施工现场整洁文明。10、效益分析、本工法优化了结构钢筋安装、模板制安及混凝土浇筑等主要工序的施工方法及施工质量控制方法，与常规工程相比，缩短了工程直线施工工期，有效节约施工投入成本，提高了施工效率。使用快捷方便、能够循环使用，保证了平衡重块外形尺寸质量，提高了施工效率。省了大量钢平台制作，创造了良好的经济效益。680.5211、应用实例1：三峡升船机平衡重标准块制造、工程概况三峡升船机平衡重系统布置160块标准混凝土平衡重块，其外形尺寸为12.35m×3.8m×0.43m（高×宽×♘3800mm2800mm，3.0t/m3,混凝土强度等级大于C40，58.195t，16010mm，5mm；1、施工情况实现了下料预控及称重配料动态控制。抗震性、抗渗性，确保了混凝土配重浇筑质量。160衡重标准配重块的称重调偏工作及安全翻身作业。160混凝土平衡重块浇筑