異種吊裝設備抬吊大型構件在龍灘水電站的應用

張　朝

(中國水利水電第七工程局機電安裝分局，四川 彭山 620860)

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異種吊裝設備抬吊大型構件在龍灘水電站的應用

張朝

(中國水利水電第七工程局機電安裝分局，四川 彭山 620860)

針對龍灘水電站在進行大型部件吊裝時，由于場地受限、部件結構特點等造成一般起重設備無法吊裝的問題，嘗試使用異種機械進行抬吊。經在龍灘水電站施工中多次驗證，可使用200 t汽車吊+雙纜機抬吊、纜機+塔帶機抬吊、纜機+頂帶機抬吊等異種吊裝設備之間配合抬吊，解決了單一起重設備無法滿足大型構件吊裝的需求，能夠利用工地現有設備快速有效地進行吊裝，對其他電站大型構件的吊裝有很好的借鑒作用，值得推廣和使用。

異種吊裝設備；抬吊；大型構件；應用

1　概況

龍灘水電站位于廣西省天峨縣內，是紅水河梯級開發中容量最大的水電工程，具有防洪、發電、航運等綜合作用，是西部大開發和“西電東送”的龍頭性標志工程。升船機上閘首檢修門布置于右岸通航壩段，孔口寬度為14 000 mm，高程為332.5～382.0 m，由14節閘門組成，其中13節為疊梁門，頂節定輪門由3小節閘門現場組焊。第1～13節疊梁門于2007年5月用200 t汽車吊安裝完成，本次安裝為升船機檢修門頂節定輪門安裝。

升船機上閘首檢修門定輪門由3小節閘門組成，組裝后外型尺寸約13 260 mm×3080 mm×8000 mm，附件安裝后總重量約60 000 kg，節間為現場焊接，并對主要焊縫進行超聲波探傷；底水封和節間水封、側輪、主支撐滑塊等均為現場安裝，定輪門規格詳見表1。

表1　升船機上閘首檢修門定輪門規格

2　吊裝方案的選擇

2.1各方案綜述

2.1.1采取原方案下放

原安裝方案為采用壩頂門機進行下放，但由于壩體尚未完全形成，壩頂門機尚未安裝，該方案無法實現。

2.1.2使用現場設備進行吊裝

(1)龍灘水電站右岸大壩施工現場布置有兩臺25 t過江纜機(型號相同)，在進行掛裝平衡梁后進行抬吊，最大抬吊重量為45 t，小于60 t，故無法滿足下放要求。

(2)龍灘水電站最大起重設備為七局八局葛洲壩聯營體的GROVE 5200型200 t汽車吊，而受現場環境限制，200 t汽車吊站位最小旋轉半徑為10 m(大鉤至閘門重心距離)，查閱200 t汽車吊性能參數，在滿負荷配重70 t時，最大起吊重量58.5 t，小于60 t，故無法滿足定輪門下放要求。根據現場環境，結合龍灘電站現有吊裝設備，決定采用一臺200 t汽車吊+兩臺25 t過江纜機雙抬吊，即將兩臺25 t過江纜機抬吊作為一臺吊裝設備看待，與200 t汽車吊抬吊，配合吊裝升船機上閘首檢修閘門定輪門。

(3)租借其他設備進場。根據現場環境，結合定輪門結構特點，從其他地方租借能夠滿足吊裝要求的起重設備、如250 t履帶吊、300 t汽車吊等。[1]

2.2各方案比較

(1)壩頂門機吊裝。由于壩頂門機尚未形成，如等壩頂門機形成后再進行下放，已無法滿足龍灘庫區2008年防洪度汛目標。

(2)抬吊。使用壩區現有設備，相較原方案僅增加200 t汽車吊1臺班、2臺25 t過江纜機1臺班，增加費用約25 000元，不影響工期。

(3)租借設備進場。在龍灘水電站現有設備無法吊裝情況下，如果單獨請一臺滿足吊裝能力的起重設備，如300 t汽車吊，則進出場費將會達到30 000元，機械使用費1臺班，且延誤工期7～10 d。

通過以上比較，選擇抬吊可以節省起重設備進出場費，且不延誤工期，能夠充分保證2008年防洪度汛要求，故選擇方案2進行本次定輪門的下放。

3　抬吊受力分析

3.1吊耳布置及校核

由于定輪門為設備到貨，頂節布置有吊耳孔，故本次吊裝直接選用設計吊耳孔，重心及強度校核略。

3.2吊裝設備受力分析

根據圖1汽車吊站位情況，進行受力分析。

圖1　升船機上閘首檢修門定輪門吊裝示意圖

定輪門總重約60 t，在進行下放時采用200 t汽車吊與雙纜機抬吊進行，可以看作是雙吊點受力，則定輪門總重60 t，分別由200 t汽車吊承受30 t，纜機抬吊承受30 t。

(1)兩臺25 t過江纜機抬吊后最大起吊重量為41 t(抬吊梁重量忽略)，41 t>30 t。

(2)查閱200 t汽車吊性能參數，當200 t汽車吊在圖示位置站位后，配重70 t。

①回轉半徑為8 m時，支臂最長伸至32.1 m時，最大起吊重量為63 t。②回轉半徑為18 m時，支臂最長伸至32.1 m時，最大起吊重量為31.5 t。

故200 t汽車吊只需滿足回轉半徑為8～18 m范圍內，承受重量大于30 t，滿足吊裝要求。

3.3抬吊距離校核

汽車吊按圖1所示位置站位后，纜機抬吊梁與200 t汽車吊大鉤中心距離為8580 mm，同時考慮纜機抬吊梁外型尺寸及200 t汽車吊大鉤尺寸，則抬吊梁與200 t汽車吊之間絕對距離不小于5000 mm，在回轉、下放過程中不會發生碰撞，滿足吊裝要求。

3.4卡具及鋼絲繩分析

由于定輪門總重量約60 t，采用雙吊點吊裝，則選擇2個35 t的卡扣，鋼絲繩選擇型號:6×37，抗拉強度1700 MPa,Φ52.0 mm，單根繩破斷拉力為：

(1)

式中：Sb為鋼絲繩的破斷拉力，N；di為每根鋼絲的直徑，mm；n為鋼絲繩中鋼絲的總根數，根；бb為鋼絲的抗拉強度，MPa；φ為鋼絲繩中鋼絲繞捻不均勻引起的受力不均勻系數,系數取0.82。

單股破斷拉力Sb=140 000 N。根據模擬計算得知，吊鉤與吊耳間為垂直夾角，故鋼絲繩與大鉤中心線夾角為0°。

吊裝采用雙吊點雙股鋼絲繩吊裝，吊車動載系數選擇1.1。考慮鋼絲繩受力不均，鋼絲繩破斷拉力總和根據現行規范要求按75%計算，安全系數K=6.36倍。按規范要求，吊裝重物的鋼絲繩安全系數必須保證在5.5倍以上，計算的安全系數為6.36，滿足吊裝要求。

綜上分析，在200 t汽車吊站位滿足要求的情況下，配重70 t，兩臺纜機抬吊與200 t汽車吊配合，使用35 t卡扣，Φ52-6×37鋼絲繩，能夠滿足升船機上閘首檢修門定輪門下放工作要求。[2]

4　施工過程

4.1施工準備

預先在金屬結構廠將定輪門中節與底節組裝、調整并焊接，同時安裝側輪、鋼滑塊、水封(接頭部位預留坡口)等附件，并在中節門葉安裝吊耳(重心計算、安裝部位及強度校核略)、同時在定輪門中節安裝自制的鎖定裝置，用于孔口鎖定。同理，在金屬結構廠內將頂節定輪門側輪、滑塊等附件安裝(不含水封)。

4.2運輸

采用50 t平板車運輸至壩頂，由于已經將中節與底節門葉組焊為一體，外形尺寸較大，達2798 mm×5500 mm×13 260 mm，重量約35 t。在裝車時應合理分配重心，必要時可增加配重塊以穩定重心，并在與鋼絲繩相接處加墊管皮、破布等，捆綁牢固可靠，經檢查合格后方可行駛，并由專車開道，確保行駛途中安全。[3]

4.3吊裝

將已經組焊好的中下節門葉運輸至壩頂后，使用兩臺25 t過江纜機抬吊，將門葉吊離拖車后，放置在壩頂，然后利用已安裝的吊裝吊耳，在壩頂對門葉進行翻身，并保持安裝狀態，吊裝至孔口，利用預先設置的鎖定裝置，將定輪門中下節鎖定在孔口。運輸頂節門葉至壩頂，使用過江纜機翻身并吊裝至孔口，緩慢下放，在孔口上方對門葉進行大組，調整與中下節門葉間隙、平面位置等。

在吊裝過程中應嚴格按照操作規程進行，并在進入孔口時嚴密監控中下節門葉側水封與門槽接觸，使用潤滑水等保證門葉順利下放。

4.4焊接及水封安裝

調整門葉間間隙、平面位置后現場焊接上中節節間焊縫；并對焊縫進行探傷，如不合格應按原工藝處理至合格為止；安裝側水封、使用膠水對接頭部位進行粘接，檢查水封壓縮量等；焊接及探傷、水封安裝及檢查過程略。

4.5下放

三小節定輪門在孔口組焊完成后，附件安裝完成后，經監理工程師驗收后，使用200 t汽車吊與2臺過江纜機抬吊進行下放，過程略。

5　結　語

經龍灘水電站上閘首檢修門定輪門吊裝驗證，在施工現場機械受限的情況下，采用異種起重設備進行抬吊大型結構件，經過詳細的技術準備、精確的工藝流程分析、準確的計算、合理的分配重量，能夠在保證施工進度的同時，在保證安全吊裝的前提下，有效地解決吊裝受限等問題，節省了機械設備使用臺班，保證了龍灘水電站2008年防洪度汛要求，并取得了一定的經濟成效。

此外，龍灘水電站還使用過25 t過江纜機與MD 2200頂帶機、25 t過江纜機與TC 2400塔帶機配合抬吊壩頂門機軌道鋼梁等超大型構件。實踐證明，采取合適的吊裝方案、經過詳細的受力分析，在現有的設備選取范圍內采用異種設備進行抬吊，完全能夠滿足大型結構件吊裝要求，值得借鑒和推廣。

[1]卜一德. 起重吊裝計算及安全技術[M]. 北京: 中國建筑工業出版社, 2008.

[2]楊文淵. 起重吊裝常用數據手冊[M]. 北京：人民交通出版社，2002.

[3]馬偉,石榮生,姚剛.小灣水電站壩頂門機預應力大梁施工[J].水利水電施工,2012(5):24-27.

Heterogeneous hoisting equipment lifting large structure in the application of Longtan hydropower station

ZHANG Chao

(China Water Conservancy and hydropower seventh Engineering Bureau of mechanical and electrical installation branch，Pengshan620860,China)

This article mainly aims at the Longtan hydropower station in large parts lifting, because the site is limited, the structure characteristics of its components caused by general hoisting equipment can’t lifting problem, try to use heterogeneous mechanical lifting crane, repeatedly verified in the construction of Longtan hydropower station, the coordination with the use of 200T lifting crane and double cable crane, cable crane and towerbelt crane lifting machine, cable crane and top machine between heterogeneous hoisting equipment hoisting dissimilar hoisting equipment, to solve the single lifting equipment can’t meet the needs of lifting large components, can use the existing site equipment quickly and effectively lifting, get some experience, is a good reference for hoisting the other power plants of large components, worthy of promotion and use.

heterogeneous hoisting equipment; lifting; large structure; application

張朝(1982-),男，工程師，從事水利水電工程施工技術、質量管理工作。

TV53

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2096-0506(2016)08-0041-04