钢坝闸闸门吊装施工工法

钢坝闸闸门吊装施工工法1前言黄山市湖边水利枢纽工程钢坝闸，采用新颖的设计理念、制造、安装工艺标准，创造了“国内跨度最大的液压式底轴驱动下卧钢板闸门（5孔×42.6m，213m）、国内操作水头最高的液压式底轴驱动下卧钢板闸门（操作水头6.3m）及液压启闭机布置于闸墩内，廊道布置油管及电缆线、闸墩顶部过流水，为国内首例”三个领先水平。由于设计单件大（底轴重87吨）、安装精度要求高，所以在施工中选择合理的吊装方案，对于保证安装精度和吊装安全，加快工程进度，缩短工期将起到很大作用。在钢坝闸吊装过程中，由于制定了科学合理的吊装方案，使工程进度及安装质量都有较大的提高。成功的完成了施工任务，取得了显著的经济和社会效益。在成功的施工实践基础上，总结编写了本工法。2工法特点2.1钢坝闸为国内首例，没有成熟的吊装、安装工艺及施工规范。2.2设备进场时已做好防腐处理，吊装时对钢丝绳要求高。2.3吊装时因受溢流堰（高1.9m，宽3.9m）阻挡，吊车无法直接靠近卸放地点。2.4吊装设备种类多、单件重量大，须频繁移动车位，以满足吊装要求。3适用范围适用于各类大型闸门和启闭机设备的吊装。4工艺原理根据各设备的吊装重量、吊装高度、现场具体条件及工期要求等编制吊装方案，同时对吊装过程进行现场模拟演练，以保证钢坝闸大型设备吊装施工有计划、有步骤、安全、顺利地进行。5工艺流程及操作要点5.1吊装流程设备运输到位→设备开箱清点→确定吊机位→确定吊点→捆绑钢丝绳→检查机具→试吊→复查机具→正式起吊→起重臂转向→设备下放→设备就位。5.2主要设备吊装顺序底轴一吊装→穿墙套管、底坎等吊装→闸门门叶吊装→启闭机、拐臂及底轴二吊装→止水及其他吊装。5.3吊装受力计算及起吊设备选择表5.3-1吊装受力计算及起吊设备表序号名称代号单位数值计算公式1底轴一组装件总重QT872吊装计算荷载Q计T103.5Q计=K1×K2×(Q+q)[K1：动载荷系数，取1.05；K2：不均衡系数，取1.1；q：吊索、吊具的重量，取3%Q3底轴组装件高度H0m2.14底轴上部到吊钩的垂直距离Hsm10.20.5×11.4(两吊点之间距离)×tg600(底轴与钢丝绳的夹角为600)+0.3(安全超高)=10.2m5吊装余裕高度H3mm300《吊装手册》6吊车停机面至溢流堰定垂直距离Htm1.97起升高度Hjm14.5H0+Hs+Ht+H38工作幅度(起重臂回转中心到底轴中心线的距离)Rm9.5R4.35(吊车回转中心到侧支腿的水平距离)+4.89(底轴中心到溢流堰圆弧边水平距离)+0.2(吊车侧支腿到溢流堰的安全距离)=9.44，取9.5m9起重臂长Lm20.5吊车参数10起重臂仰角α度62.40Arccos(9.5/20.5)11计算高度Hm18.2L×sinαHHj，所以所设定的起重臂仰角、起重臂长满足要求。底轴一组装件在钢坝闸设备中是最重的，根据计算的参数选用吊机，是可以满足其他设备的吊装要求的，因此选用QY300型汽车式起重机。5.4底轴吊装5.4.1吊装准备底轴一在加工厂预组装、调试好后，用平板车运至施工现场。设备吊装布置见图5.4-1。图5.4.1-1底轴一吊装平面布置图5.4.2吊点布置底轴一组装件是本次吊装中最大件，总重量约87吨，采用一台300吨汽车吊进行吊装。平板车抵运工地后，按吊装布置图停靠在预定的位置。吊点一端点设置在靠闸墩侧5.5米，另一吊点设置距孔口中心处（波纹管处法兰盘）5.9米处，两钢丝绳的夹角约60度。吊装过程为防止损坏底轴表面，对底轴管采用柔性吊装带捆绑，再用钢丝绳穿吊装带进行起吊，吊装带缠绕轴一圈锁死，禁止起吊过程中滑动，具体见图5.4.2-1。图5.4.2-1吊点布置示意图5.4.3吊装试吊正式吊装时，吊车按照预定布置就位，系挂主吊绳及两根溜尾绳并捆绑牢固。为防止吊车在吊装过程中产生集中应力对结构物造成破坏，因此在吊车的支腿下5070962587006500962523010?220020008000980015101700?1760?10603210150623010?220020008000980015101700?1760?10603210150680509715480870011801187922890107043.5吨43.5吨50.2吨AAA-A底轴管吊装带5896550060°50.2吨11494方铺设10cm砂垫层，同时铺垫钢板（δ20），将集中应力分散，确保基础面承载力满足吊装要求。吊装前的准备工作完成后，即可进行试吊。吊车起吊过程中保持底轴管水平（吊起后根据实际情况调整吊点位置，确保底轴管起吊过程中水平）。将设备吊离车厢板面20～30cm后，停止起吊，检查设备的吊耳、主吊绳扣、溜尾绳扣及设备捆绑是否牢固。注意：在底轴管与平板车分离的瞬间，底轴管将会有一个惯性力，这对吊机有一定的影响。因此，吊车司机在整个过程中要放慢起吊速度。5.4.4吊装就位在确认吊车的站位无下陷及其它的异常情况后，平板拖车开离；下放钢丝绳，使底轴距底板面20～30cm时，回转大臂，在距溢流堰边50cm时，停止转动，再次起吊，在高出溢流堰顶面20～30cm时，旋转大臂，调整位置后将底轴管下放至溢流堰顶部。再次调整吊车位置，将底轴管吊入就位，详细布置图见5.4.4-1。图5.4.4-1底轴一就位平面布置图图5.4.4-2底轴一就位剖面图97008700400390020006000200060002000600020006000200039004008100426008100230109159200211597005.5拐臂、底轴二组装件吊装5.5.1拐臂、底轴二组装件由平板车运至施工现场，采用QAY300型汽车吊进行吊装。5.5.2吊装方法拐臂、底轴二组装件设两个吊点，一吊点设在支座外侧，用吊装带捆绑底轴一圈锁死，另一吊点利用钢丝绳直接穿拐臂销孔，吊装时吊点中心偏向拐臂一端，钢丝绳的长度应根据实际情况调整。在钢丝绳与拐臂销孔接触处垫上麻袋，以免损坏销孔的配合精度。在吊装过程中，先利用吊机进行试吊，将设备吊离地面20cm，然后停机检查吊装机具。确认安全正确后，方可进行正式吊装。5.5.3拐臂、底轴二组装件从闸室上游铺盖吊入闸墩后，利用闸墩里的千斤顶、葫芦等调整就位。5.6液压启闭机吊装5.6.1液压启闭机由平板车运至施工现场，采用QAY300型汽车吊进行吊装。5.6.2吊装方法液压启闭机从闸室上游侧水平吊入闸墩内，利用闸墩内千斤顶、葫芦等进行调整，使液压启闭机水平后，安放到预定位置。在吊装过程中，先利用吊机进行试吊，将设备吊离地面20cm，然后，停机检查吊装机具，确认正确安全后，方可进行正式吊装。注意：起吊前，先将所有钢丝绳绷紧。设备抬头时应对支承点做好保护，可在底部垫上木板和麻袋。液压启闭机底部进入闸墩后，由于闸墩空间限制，此时，必须通过回转起重臂杆来调整使液压缸按预定位置吊放。5.6.3吊点布置利用液压启闭机出厂时已设置的吊点进行吊装。5.6.4就位位置液压缸从闸室上游铺盖吊入闸墩内，头部朝上游侧，摆放的地方应先布置好枕木。5.6.5吊装过程中的注意事项1.在吊装过程中，不允许任何脏物进入液压缸；2.保证液压缸上的元件不受损坏，特别是活塞杆不被损伤。5.7闸门门叶吊装在底轴、拐臂安装调试好之后，进行门叶的安装。钢坝闸闸门为四扇门叶组成，门叶一、二之间装配后进行焊接，门叶一之间由止水橡皮连接。单扇门体最大重量为21.9吨，采用QAY300型汽车式起重机吊装。闸门吊装利用出厂时已设置的临时吊点，从钢坝闸闸室上游侧铺盖起吊，旋转吊车大臂至钢坝闸下游侧，通过布置在下游侧的千斤顶、葫芦等调整就位。5.8其他设备采用QY25型汽车吊机，在主要设备就位后，对局部小件进行吊装。6机具设备表6-1机具设备表序号名称规格型号单位数量备注1汽车吊QAY300辆1底轴、门叶、启闭机等2汽车吊QY25辆1吊小型设备3卡车2.5吨辆1运输工具配件4电焊机台105扳手把若干6全站仪拓普康台17水准仪北光台1新购8钢丝绳d=80mm米309吊带80T个2吊底轴一组装件用10枕木条3511垫板块812手拉葫芦50KN个613千斤顶100t个1014千斤顶50t个615踏步个21.9m高溢流堰到底板上下通道16麻袋、稻草、胶皮若干7劳动组织与安全7.1劳动组织现场设总负责人一名，由项目生产经理担任，实施现场指挥、调度，统一解决现场具体施工问题，协调各方面的工作，保证施工安全，施工进度。吊装主要人员配置：现场调度2人、安全员2人、技术指导1人、起重工2人、机械安装工8人、电焊工6人、司机4人、测量工5人。7.2安全技术要求7.2.1施工前进行详尽的技术交底，力求使车组人员、施工人员，特别是司机、现场调度、指挥者对方案思路、意图、实施要求有清晰的了解，并把各项工作落实到人，专门向吊车司机明确交代指挥信号。7.2.3禁止任何非指挥人员参与指挥，参加作业的人员必须具有相应的上岗证。7.2.4吊装前必须向有关部门进行申请，得到批准签字后方可吊装。7.2.5所有相关人员必须到施工现场，吊装过程中如遇到预料外情况时，应慎重研究对策，任何情况均应禁止盲动。7.2.6吊车站位场地地基应进行专门、慎重处理，并经有关人员确认。7.2.7在施工过程中，凡参加登高作业的人员均应佩带符合国家标准的安全带，并系在安全可靠的地方。7.2.8施工中所用的机索具应按《起重工操作规程》、《实用起重吊装手册》及《吊装手册》的等有关要求执行。7.2.9采用吊车吊装设备，吊车应严格按要求站位，吊车支腿要牢靠，用钢垫板或枕木支垫支腿。7.2.10吊装过程中，应有统一的指挥信号，参加施工的全体人员必须熟悉此信号，以便各操作协调动作。7.2.11吊车及运输车辆进出场地要求垫实，必要时用钢板或路基板进行局部铺垫。7.2.12在作业时应设立警界，关键位置设专人看守，非工作人员严禁进入吊装区域。7.2.13吊装前应组织各专业人员进行联合细致检查，及时发现和消除安全隐患。7.2.14在方案实施过程中，安全部门要严格把关，加强安全监督管理，明确各自职责，责任到人。7.2.15当阵风风速大于10.8m/s（六级）、光线不明或操作人员无法辨认指挥信号时禁止吊装作业。7.2.16用卸扣吊装时，卸扣要卡牢靠，卸扣必须合格；门叶等被吊物件严禁从人员头顶上方吊装经过。7.2.17未尽事宜，应遵守《起重工操作规程》和《设备起重吊装工程便携手册》中的有关规定执行。8质量要求引用标准《大型设备吊装工艺标准》（SHT3515-2003）《大型设备吊装工程施工工艺标准》（SHJ515-90）《钢结构设计手册》《吊装手册》《起重工操作规程》《实用起重吊装手册》《设备起重吊装工程便携手册》《水电水利工程钢闸门制造安装及验收规范》（DL/T5018）《水利水电工程启闭机制造安装及验收规范》（DL/T5019-94）9工程实例与效益分析9.1工程实例：黄山市湖边水利枢纽工程钢坝闸采用开敞式水闸形式，坝高4.8米，共五孔，每孔净宽42.6m，总净长213m，其中中墩宽8.1m、高7.4m，边墩宽5.8m、高8.4m。钢坝闸主要设备、部件包括：门叶焊接件一、二、底轴装配件一、二及支座、拐臂、液压启闭机、配套控制柜、止水、底坎等。其中最大件底轴一，单重约87吨。9.2钢坝闸闸门吊装施工工艺，应用于黄山市湖边水利枢纽工程项目获得了较大的社会和经济效益。通过该项目的实施，使我们掌握了大型设备的吊装工艺，为同类的大型吊装施工提供了成功的范例和经验。