阜陽(yáng)船閘人字門(mén)頂樞拉桿更換主要技術(shù)措施

羅虎

阜陽(yáng)船閘人字門(mén)頂樞拉桿更換主要技術(shù)措施

羅虎

一、概述

阜陽(yáng)船閘為Ⅳ級(jí)船閘，通航500t級(jí)船舶，上、下閘首為整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，人字形鋼閘門(mén)。下閘首人字門(mén)門(mén)葉尺寸7.181m×16.60m（寬×高），單扇門(mén)重55.4t，門(mén)軸線與閘室橫斷面壓力角為22.5°。閘門(mén)中縫及側(cè)止水均為鋼性止水，底止水為橡膠止水。

船閘建成投入運(yùn)行后取得了較大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。由于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行及多種因素影響，下閘首人字門(mén)頂樞拉桿出現(xiàn)故障，為保證工程的安全運(yùn)行，決定對(duì)下閘首人字門(mén)頂樞拉桿進(jìn)行更換。

二、主要技術(shù)措施

阜陽(yáng)船閘來(lái)往船只較多，如采用常規(guī)的先安裝上下游檢修門(mén)，抽空閘室水后再進(jìn)行頂樞拉桿更換的方法，工期要30天以上，除造成社會(huì)的負(fù)面影響，經(jīng)濟(jì)損失巨大。本著確保質(zhì)量安全、縮短工期的原則，采取不安裝上下游檢修門(mén)，由潛水員水下頂升閘門(mén)，進(jìn)行更換頂樞拉桿的施工方案，可節(jié)約工期約8天。

主要作業(yè)流程為：施工準(zhǔn)備→閘門(mén)頂升→頂樞拉桿更換→門(mén)體調(diào)試。

1.施工準(zhǔn)備

調(diào)閱原竣工圖紙和相關(guān)技術(shù)檔案資料，并按竣工圖和現(xiàn)行國(guó)家或行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范相關(guān)要求，進(jìn)行頂樞拉桿等零部件加工制造。加工時(shí)結(jié)合現(xiàn)有頂樞實(shí)際測(cè)量情況確定加工余量，避免拉桿更換時(shí)的配合累積誤差，確保安裝精度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。

拉桿更換前根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況，研究制定施工方案，配足所需各專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員力量，配置齊全各工序所需的切割、焊接及起重等工器具，在保證安全質(zhì)量的前提下，盡量縮短工期，力爭(zhēng)早日通航。

2.閘門(mén)頂升

下閘首人字門(mén)高16.60m，穩(wěn)定性和安全性要求較高。在閘門(mén)頂升前由專(zhuān)業(yè)潛水員對(duì)閘門(mén)底檻、底樞支承座與門(mén)體連接螺栓、底樞蘑菇頭等部位進(jìn)行檢查，并清理門(mén)體運(yùn)行范圍內(nèi)底板上的雜物，為門(mén)體頂升做好準(zhǔn)備。

考慮門(mén)體重量和其安全穩(wěn)固性，此次頂樞更換采取閘門(mén)在全關(guān)位置實(shí)施的方案，具體技術(shù)措施包括：

（1）在人字閘門(mén)全關(guān)位置時(shí)，在左、右兩側(cè)閘門(mén)近中縫止水處各布置2只50t千斤頂，由潛水員從水下將門(mén)體頂升固定。考慮閘門(mén)底梁腹板的強(qiáng)度和設(shè)計(jì)高度，在千斤頂頂部增設(shè)20mm×400mm×400mm鋼墊板。

選用千斤頂?shù)母叨龋瑧?yīng)考慮到門(mén)體底梁腹板至閘底板的實(shí)際距離。頂升時(shí)，潛水員需聽(tīng)從陸上指揮口令，千斤頂應(yīng)盡量做到同步均勻上升。

（2）在兩扇門(mén)體近斜接柱端部位用鋼板焊接2個(gè)臨時(shí)固定點(diǎn)，再用4 根φ36mm粗鋼絲繩與閘墻埋設(shè)牢固的點(diǎn)用5t葫蘆進(jìn)行保險(xiǎn)連接，鋼絲繩長(zhǎng)度按現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際距離確定。

（3）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，在左、右兩扇閘門(mén)的斜接柱端，水上部位橫梁位置處，從兩面用10mm×20mm×500mm鋼板臨時(shí)進(jìn)行焊接。

（4）在門(mén)軸柱端視具體情況將門(mén)體與原埋設(shè)在閘墻上的鋼止水座分段焊接牢固，然后再拆除頂樞拉桿。

（5）由于閘門(mén)頂樞旋轉(zhuǎn)中心已發(fā)生偏移，潛水員在水下頂升閘門(mén)時(shí)，用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀對(duì)門(mén)體隨時(shí)進(jìn)行觀測(cè)，確保門(mén)體在斜接柱端的高程和頂樞旋轉(zhuǎn)中心盡量接近原設(shè)計(jì)數(shù)值，然后再進(jìn)行保險(xiǎn)連接固定。

3.頂樞更換

（1）在閘門(mén)頂升、保險(xiǎn)固定后，進(jìn)行頂樞拉桿拆除，拆除時(shí)須隨時(shí)注意觀測(cè)門(mén)體有無(wú)變動(dòng)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)停下進(jìn)行調(diào)整。

（2）拆除時(shí)應(yīng)注意先拆除拉桿與閘墻側(cè)預(yù)埋支座的連接軸，然后再拆除閘門(mén)頂樞軸；安裝拉桿時(shí)的工藝順序與之相反。

安裝拉桿時(shí)，先把左旋拉桿與右旋拉桿通過(guò)螺母進(jìn)行連接，再將頂樞軸、擋圈、左旋拉桿等零部件與頂樞座連接。

（3）拉桿拆除時(shí)，考慮拉桿與連接軸配合間隙小、局部存在銹蝕和磨損，拉桿兩端連接軸難以拔出。在實(shí)際量取操作空間的基礎(chǔ)上，制作專(zhuān)用鋼板拔軸支架（見(jiàn)圖1），用2個(gè)32t千斤頂將軸壓出。

圖1 專(zhuān)用鋼板拔軸支架示意圖

拆軸前，先用柴油浸泡連接軸，拔軸過(guò)程中配合錘擊輕震。對(duì)個(gè)別難以拆除的軸，可用氧氣/乙炔火焰對(duì)支承座板進(jìn)行烘烤加熱處理。

（4）由于頂樞拉桿較重，現(xiàn)場(chǎng)安裝場(chǎng)地狹窄，軸與軸套配合間隙小，僅靠人力裝配難度大，需制造臨時(shí)裝配吊架或三角爬桿，確保頂樞拉桿安裝順利、快速歸位。

4.門(mén)體調(diào)試

拉桿安裝完成后，先拆除門(mén)體水上部位保險(xiǎn)，再由潛水員拆除水下頂升千斤頂。確認(rèn)全部保險(xiǎn)拆除無(wú)誤后，再進(jìn)行閘門(mén)調(diào)試。門(mén)體調(diào)試主要目的是通過(guò)人字門(mén)頂樞上下拉桿將頂樞旋轉(zhuǎn)中心調(diào)整至原安裝設(shè)計(jì)值。

（1）在門(mén)體近斜接柱端焊接固定水準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)閘門(mén)，將門(mén)體置于全開(kāi)、全關(guān)和半開(kāi)位置，通過(guò)閘門(mén)安裝時(shí)留下的基準(zhǔn)點(diǎn)（控制點(diǎn)），用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀分別測(cè)量頂樞旋轉(zhuǎn)中心變化及斜接柱端的跳動(dòng)量。

（2）對(duì)旋轉(zhuǎn)中心和跳動(dòng)量進(jìn)行分析計(jì)算得出上下拉桿調(diào)整的具體數(shù)值，用特制鋼板扳手松或緊頂樞拉桿花蘭螺母，把旋轉(zhuǎn)中心調(diào)整至原設(shè)計(jì)安裝位置。

（3）由于閘門(mén)重量大，調(diào)整拉花蘭螺母時(shí)應(yīng)注意上下拉桿的方向。該閘門(mén)上拉桿方向與閘室縱向軸線接近，因此閘門(mén)在全關(guān)位置時(shí)進(jìn)行上拉桿調(diào)整，閘門(mén)在全開(kāi)位置時(shí)緊固下拉桿，否則頂樞花蘭螺母難以緊固。如采取上述方式仍然無(wú)法緊固螺母時(shí)，可由潛水員從水下用千斤頂進(jìn)行輔助上頂。

（4）將頂樞旋轉(zhuǎn)中心調(diào)整至原設(shè)計(jì)安裝位置后，在無(wú)壓和有壓兩種狀態(tài)下進(jìn)行閘門(mén)全程開(kāi)關(guān)試運(yùn)行。此時(shí)需注意觀查閘門(mén)中縫及側(cè)封水止水情況，開(kāi)關(guān)過(guò)程中有無(wú)異常響聲。如有異常，在不考慮門(mén)體變形和排除此次測(cè)量誤差的情況下，可能是閘門(mén)安裝時(shí)留下的基準(zhǔn)控制點(diǎn)有偏差，此時(shí)應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整頂樞拉桿，直至達(dá)到滿(mǎn)意的效果，并對(duì)旋轉(zhuǎn)中心、跳動(dòng)量等數(shù)值做好記錄存檔。

（5）經(jīng)試運(yùn)行確認(rèn)閘門(mén)開(kāi)閉正常后，考慮船閘閘門(mén)運(yùn)行頻繁，為防止出現(xiàn)螺母松動(dòng)造成頂樞位移，用鋼板條把花蘭螺母與閘墻預(yù)埋的支承座焊接連在一起，并用鋼鋸條刻劃標(biāo)記，以利于今后的觀察和調(diào)整。

大部分運(yùn)管單位采用的方法是用粗鋼筋把花蘭螺母與止動(dòng)螺母用電焊連接在一起，以防止螺母松動(dòng)，這是一種錯(cuò)誤的理解。實(shí)際是在這種連接情況下，花蘭螺母與止動(dòng)螺母形成一個(gè)整體，是可以轉(zhuǎn)動(dòng)的。

三、結(jié)語(yǔ)

由于采取了上述施工技術(shù)措施，頂樞拉桿更換完工時(shí)間在計(jì)劃工期的基礎(chǔ)上又提前了6天。經(jīng)過(guò)近半年的高強(qiáng)度運(yùn)轉(zhuǎn)，閘門(mén)使用情況良好，未出現(xiàn)質(zhì)量安全事故，取得了巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

更換頂樞拉桿時(shí)有幾點(diǎn)需要注意：一是閘門(mén)安裝時(shí)的基準(zhǔn)控制點(diǎn)要準(zhǔn)確無(wú)誤地引至啟閉機(jī)房外的混凝土平臺(tái)上，并能在此位置觀測(cè)到閘門(mén)頂樞旋轉(zhuǎn)中心。頂、底樞至基準(zhǔn)控制點(diǎn)的距離、角度等數(shù)據(jù)應(yīng)歸檔保留，以便于今后維修；二是頂樞位置上部人行便橋應(yīng)設(shè)置活動(dòng)鉸鏈，以方便日常觀察、維護(hù)和旋轉(zhuǎn)中心的定期測(cè)量；三是閘門(mén)運(yùn)行頻繁，來(lái)往船只經(jīng)常性擠碰閘門(mén)，應(yīng)定期對(duì)人字門(mén)底樞、底檻及底樞支承座與門(mén)體連接螺栓等進(jìn)行水下檢查。有條件的運(yùn)管單位，還可對(duì)閘門(mén)斜接柱端的跳動(dòng)量及門(mén)體變形等，在不同的時(shí)段、天氣、溫度及水位等條件下進(jìn)行經(jīng)常性的觀測(cè)■

（作者單位：安徽省蚌埠閘工程管理處 233000）