桑郎水電站廠房橋機試驗方案實施分析

□鄭平 楊戟

（貴州省水利投資集團公司）

桑郎水電站廠房橋機試驗方案實施分析

□鄭平 楊戟

（貴州省水利投資集團公司）

廠房橋式起重機為特種設備，為加強特種設備安全工作，預防橋機事故，保障人身和財產安全，促進經濟社會發展，廠房橋式起重機安裝申請、許可、試驗、驗收、注冊等工作必須嚴格按照程序執行，檢驗合格頒發安全使用許可證后方可投入正常使用。通過對貴州省興義市望謨縣桑郎電站廠房電動雙梁橋式起重機（型號：QE32/5t）的負荷試驗，簡述了橋機安裝驗收的基本程序，從節約經濟效益出發分析了試重塊選擇原則，從安全性考慮如何選擇可靠的鋼絲繩吊索，詳細描述了如何進行橋機負荷試驗，如何進行風險控制，如何加強組織措施和安全措施，為各種電廠及工礦企業的橋機安裝、試驗、驗收等提供參考經驗。

桑郎電站；負荷試驗；鋼筋；鋼絲繩；風險及控制；強制性驗收

1 概述

桑郎電站是桑郎河梯級開發規劃中的第四級，位于望謨縣桑郎鎮境內。地面式廠房，裝機容量為2×6300kW的立式水輪發電機組，年發電量4874萬kW·h。

為滿足機組安裝和檢修要求，選用一臺電動雙梁橋式起重機，起重量：主鉤32 t，副鉤5t；最大起升高度：主鉤16 m,副鉤18 m；橋機大車跨度11 m，小車跨度2.50 m；工作制為輕級（A3）。橋機由現場組裝的兩個橋架、一個小車、運行機構、制動裝置、駕駛室、操作臺和電氣設備等組成。橋機軌道、滑觸線、橋機本體、電氣設備等安裝完成后進行負載試驗，檢查橋機運行狀態是否平穩、聲音是否正常、制動系統是否可靠，大梁上拱度、下撓度是否符合規范要求。

2 主要技術參數及試驗分類

2.1 橋機主要技術參數

橋機主要技術參數見表1。

表1 橋機主要技術參數表

2.2 負載試驗分類

桑郎電站橋機負載試驗以主鉤額定重量為基準，根據規范要求分為懸掛重物靜載試驗和懸掛重物動載試驗。為確保安全，靜載試驗按兩步進行，先進行1.00倍主鉤額定負載（32 t）試吊，無異常后再進行1.25倍主鉤額定負（32 t）載試吊，最后進行1.10倍主鉤額定負載（32 t）的動負荷試驗。三次負荷試驗的重物重量分別為32 t、40 t、35.20 t，為保證試驗順利進行，試驗前重物應計算及規劃正確。

3 驗收單位及程序

橋式驗收參加單位：興義市特種設備檢測中心、業主、設計、監理、土建、廠家和安裝單位。

橋機安裝前安裝單位按規定格式準備齊全資料，送至興義市質量技術監督管理局進行書面告知，書面告知審查批準后方可進行橋機安裝、試驗。橋機所有部件安裝完成后安裝單位提交橋機安裝自檢報告，送監理、業主單位審核通過后按規范要求備齊所有資料，正式發函邀請興義市特種設備檢測中心工程師到現場進行橋機靜載、動載負載試驗及驗收，驗收合格后進行橋機注冊登記及頒發橋機安全使用許可證。

4 試重塊選擇

4.1 方案1：鋼筋作為重物

壓力隧洞調壓井還沒有施工，業主倉庫庫存鋼筋有100多噸，進行橋機試驗時最大重物需要40 t，即1.25倍主鉤額定負載靜載試驗，因此滿足重物要求。

選用作為重物的鋼筋型號為直徑φ=16 mm，每根長L=9 m，鋼筋重量及需要數量計算如下：

式中：S—1根鋼筋截面積（單位：m2）；G—1根鋼筋質量（單位：t）；M—40 t鋼筋數量（單位：根）。

實際取2817根，庫房有吊裝設備，鋼筋吊卸方便。

4.2 方案2：鋼筋混凝土作為重物

最大重物需要量為40 t，鋼筋混凝土的密度一般為2.50 t/m3，因此需要鋼筋混凝土體積為40 t/2.50 t=16 m3，以市場價計算鋼筋混凝體的價格大約為700元/m3×16 m3=11200元。用鋼筋混凝土作為重物試塊，需要計算長、寬、高等尺寸，還需進行配筋強度計算等，因此過程較復雜。鋼筋混凝土試塊立模、澆筑混凝土、吊裝倒運等需要約50 m2的場地，現場場地狹小，場地平整費用大約8000元。鋼筋混凝土試塊吊裝及運輸費用大約7000元。鋼筋混凝土作為試吊重物需要總費用大約11200+8000+7000=26200元。

4.3 方案比較

方案1和方案2進行經濟、技術和安全比較，方案1明顯經濟、安全，可節省約26200元成本，并不需租用吊機進行吊裝，吊裝安全風險較低。用鋼筋作為試塊的使用周期僅為3 d時間，不會耽誤鋼筋使用工期，因此桑郎電站QE32/5 t橋式起重機試吊重物選用鋼筋。

5 鋼絲繩選擇

試吊重物最大40 t，考慮懸掛4根鋼絲繩受力，每根鋼絲繩受力夾角為40°，則每根鋼絲繩所受最大拉力為：40÷4÷cos400=40÷4÷0.766=13.05 t。

根據規范要求，鋼絲繩Φ36 mm的理論破斷拉力為58.20 t。橋機進行1.25倍（40 t）最大靜載試驗時起升高度較低，并且起升和降落只有3次，因此安全系數可選取范圍內的低數，取3倍安全系數，則鋼絲繩的安全受力最大為58.20 t÷3=19.40 t。鋼絲繩實際最大受力為13.05 t，遠遠小于鋼絲繩安全受力19.40 t，因此選用直徑Φ36 mm的鋼絲繩（6×37＋1）滿足最大負載要求，可以作為試驗用索具。

6 負載試驗

6.1 準備工作

橋機上徹底清掃干凈，軌道上無雜物，測量設備架設完畢，橋機原始數據檢測完好；40 t試重塊運至裝配場現場。

6.2 空載試驗

開動大車及小車，起落主鉤及副鉤等，各檔位、各速度均需操作運行，各機構運行應平穩、聲音正常。大車沿軌道全長往返運行，檢查左右極限開關動作應靈敏可靠，同時檢查各主動輪和被動輪不得有啃軌現象。小車沿軌道全長往返運行，檢查上下游極限開關動作應靈敏可靠，同時檢查各主動輪和被動輪不得有啃軌現象。主鉤、副鉤在上下起吊高度范圍內來回運轉多次，最高和最低極限開關動作應靈敏可靠，下降到最低位置時檢查滾筒上鋼絲繩至少還有3圈以上。以上各種運行工況時按下緊停開關后橋機必須能可靠停止運行。空載試驗結束后對整機電氣檢查應無發黑燒焦現象，機械應無變形，各油箱應不滲漏，全部合格后才能進行靜負載試驗和動負載試驗。

6.3 1.0倍靜載試驗（32t）

根據國家規范要求，橋機的上拱度應大于8.80 mm（0.80 L/1 000=0.80×11/1 000，L為大車軌距11 m），橋機的下拱度不得＞15.70 mm（L/700，L為大車軌距11 m）。

2016年7月22日進行試驗時實測橋機上拱度為20 mm，＞8.80 mm，滿足國家規范要求。

用全站儀測量橋機大梁中間某點（作上記號）的原始高程，緩慢起吊1.00倍重物，重物懸空離地約150 mm，靜止10 min后，再次用全站儀測量（為保證測量精度，全站儀架設位置保持不變）橋機大梁記號處的高程，記號處前后兩高程相減即為橋機的下撓度。2016年7月22日進行試驗時實測橋機的下撓度為9 mm，小于15.70 mm，滿足國家規范要求。并且試驗卸載后再次測量橋機大梁記號處的高程，與試驗前的數據一致，說明橋機無永久變形，橋機剛度及強度完好。

6.4 1.25倍靜載試驗（40t）

除試塊加重外，試驗方法、測量手段等與1.00倍靜載試驗方法類似，連續試驗三次，每次間隔時間10 min。2016年7月22日進行1.25倍靜載試驗時橋機大梁的下撓度為10 mm，＜15.70 mm，滿足國家規范要求。

6.5 1.10倍動載試驗（35.20t）

吊起1.10倍負載，離裝配場地面約150 mm，小車全行程行走3次，大車全行程來回行走3次，大車、小車的剎車系統應可靠、平穩，各電氣設備和機械設備運行正常。起升主鉤上下3次，剎車可靠、無溜鉤現象，制動電阻無異常發熱，有關電氣設備和機械設備運行正常、平穩。

試驗后檢查橋機大梁、小車等結構無開裂及變形，鋼絲繩、吊鉤組、滑輪等無變形，各連接螺栓、銷子、連接板等完好，各焊縫完好，減速箱、制動器無滲油。

7 風險及控制

橋機屬于特種設備，必須進行過載試驗的專項驗收，因此存在較大的風險，試驗風險及控制主要表現在以下幾個方面：①風險：橋機大梁強度不夠發生斷裂或變形。控制：嚴格控制制造廠家質量，選用正規廠家的橋機，要求廠家提供相關材質質量證明文件和檢測技術資料，確保橋機制造質量。試驗時先進行小噸位重物試驗，逐漸加重負載直至最大負載，便于提前發現問題后采取相應措施。②風險：電氣設備過熱引發火災事故。控制：源頭上要求廠家選用質量合格的電氣設備，合格證齊全，試驗時派專人監視各電氣設備的運行情況，重點用紅外線測溫儀監視制動電阻的溫度，嚴防其溫度過熱燃燒，并在橋機上配置二氧化碳滅火器。③風險：橋機制動裝置剎車不可靠或鋼絲繩綁扎不牢造成重物瞬時落下傷人或傷物的安全事故。控制：反復調整制動裝置剎車片間隙、剎車行程及彈簧預緊力，使制動裝置處于最佳工作狀態；鋼絲繩綁扎由專業司索工進行，檢查驗收合格后方可起吊，重物下方嚴禁站人或放置設備。④風險：40 t試重塊堆放在裝配場，重量較集中，裝配場樓板可能開裂。控制：試驗時裝配場樓板混凝土強度必須100%滿足，裝配場地面敷設若干鋼板，主受力點必須在混凝土梁上，鋼筋擱置在鋼板上分散受力。⑤風險：桑郎電站處于農村，電網用電不可靠，若在吊起重物時停電，并且停電時間無法預估，橋機將長時間懸掛重物在半空中造成橋機受力部件疲勞變形。控制：現場配置容量足夠的柴油發電機作為備用電源。

8 結論

橋式起重機屬于特種設備，必須通過國家質檢部門強制性驗收。通過桑郎電站廠房32/5 t橋式起重機試驗的順利實施，為各型號廠房橋式起重機的試驗程序和方法提供借鑒，試驗措施、試驗風險及控制實際操作性較強，特別是重物試塊和鋼絲繩的正確選擇不僅確保安全，還可以節省資金、縮短工期。

TV731.1

A

1673-8853（2017）11-0060-03

鄭平（1962-），男，高級工程師，主要從事電氣技術及工程建設管理工作。

2017-9-29

編輯：劉青