超長軌道電動葫蘆安裝施工工藝

毛 勇

（中國水利水電第十二工程局有限公司機電安裝分局，浙江 麗水323000）

1 概述

游埠樞紐及船閘工程屬于航電樞紐工程，位于金華市婺城區，本電站為河床式徑流電站，以發電為主，兼顧防洪、灌溉、航運等綜合利用的水電站工程。電站泄洪閘檢修門配備一臺2×250 kN電動葫蘆，電動葫蘆軌道（以下簡稱軌道）橫跨24孔泄洪閘檢修門，軌道全長394 m。電動葫蘆特性見表1。

表1 游埠樞紐工程泄洪閘電動葫蘆特性表

2 安裝工況分析

電動葫蘆軌道安裝在檢修門混凝土檢修吊梁底部，采用預埋地腳螺栓的方式進行固定，地腳螺栓每隔1 m設置4根（圖1）。按照設計要求，軌道安裝后高程及中心的偏移均需控制在3 mm以內，但如按原設計方案進行安裝可能存在以下幾個問題：

（1）混凝土梁為一次性澆筑，地腳螺栓安裝過程中，只能通過穩定度不足的主梁鋼筋網進行加固，位置精度難以保證；

（2）混凝土梁澆筑后，本身存在一個自重撓度，影響安裝高程的控制；

（3）軌道全長394 m，要將所有的螺栓中心保證在偏差范圍之內非常困難；

（4）軌道上所有的對接螺孔已經鉆孔完成，孔位不可調，大大增加了地腳螺栓的預埋精度要求，預埋時需按照軌道出廠編號進行預埋。整個電動葫蘆軌道從埋件預埋到后續安裝的難度均相當高。

圖1 電動葫蘆埋件布置圖

3 安裝工藝流程

電動葫蘆本身的安裝工藝流程并不復雜，但由于本工程電動葫蘆的埋件預埋型式的特殊性及安裝技術要求的嚴格性造成該電動葫蘆的埋件安裝難度較大。本工程通過修改設計埋件樣式，增加地腳螺栓定位板和優化施工工序的方法來提高埋件安裝精度，以達到設計技術要求。具體安裝工藝流程見圖2。

圖2 電動葫蘆安裝工藝流程圖

4 關鍵施工工序

4.1 定位板設計制作

該電動葫蘆埋件安裝較為特殊的一個環節就是設計制作一套和軌道螺栓孔配套的定位板（圖3）。最初的設計圖紙只設計了地腳螺栓和軌道，未考慮長軌道（394 m）埋件（地腳螺栓）定位的現場施工難度。地腳螺栓每隔1 m預埋4根，除了需要控制地腳螺栓中心外，還要控制地腳螺栓之間的間距，地腳螺栓周邊除了浮動的主梁鋼筋網，沒有其他可靠的加固點，吊梁混凝土澆筑施工過程易引起地腳螺栓的偏移，影響安裝精度，而底部軌道上的螺栓孔位在制作廠家已完成了鉆孔工作，如地腳螺栓埋設位置偏差太大，則無法與軌道螺栓孔進行裝配，給現場安裝造成了很大的困擾。根據現場實際工況，我們提出按照已經制作完畢的軌道螺栓孔位置，配置一塊10 mm厚的定位板，定位板長度和軌道相同（394 m），寬度與軌道頂部面板相同。在定位板上鉆定位螺栓孔，螺栓孔的位置必須和軌道螺栓孔位置一致，并按軌道編號依次將定位板進行編號。

圖3 電動葫蘆埋件詳圖

該定位板（圖4）的主要作用是定位地腳螺栓在長度和寬度方向的間距，使地腳螺栓的位置能和軌道螺栓孔完全匹配。

圖4 定位板二視圖

4.2 定位板及地腳螺栓預埋

定位板及地腳螺栓的預埋是整個施工過程中最為關鍵的一個施工工序，其施工精度直接影響后續軌道尺寸調整及電動葫蘆走行線路。施工前曾考慮過將定位板、地腳螺栓、軌道一次性進行安裝，但此施工方法會造成吊梁底部定型模板無法正常封模、定型后難以調整軌道等問題。經分析研究，最終確定使用先預埋定位板和地腳螺栓的方法進行施工。具體施工步驟如下：

吊梁底部模板定位調型→吊梁底部模板支撐→定位板就位并調整安裝尺寸→按定位板螺栓孔位在模板上鉆孔→安裝地腳螺栓→緊固地腳螺栓兩側的螺母→綁扎吊梁鋼筋網→地腳螺栓加固→吊裝側邊模板施工→吊梁混凝土澆筑→安裝尺寸校核。

整個施工過程中包括以下幾個注意點：

（1）吊裝底部模板定位調整時，需先計算吊梁澆筑混凝土后的撓度，在制模時需按照計算撓度控制各個位置的不同高度，定位板安裝時，緊貼模板；

（2）吊梁底部模板支撐時，模板的支撐間距由原先設計的90 cm調整為70 cm，增加支撐密度，使整個吊梁的支撐強度得到提升，減少了混凝土澆筑過程中的變形量；

（3）在吊梁底部模板的鉆孔應根據定位板螺孔位置進行鉆孔，鉆孔直徑與定位板螺栓孔一致；

（4）地腳螺栓安裝后，每根地腳螺栓用2只螺母進行固定，上部擰緊至定位板，下部擰緊至底部模板；

（5）地腳螺栓固定后方能進行吊梁鋼筋網及側邊模板的施工，否則無法保證地腳螺栓的安裝精度；

（6）鋼筋網綁扎完畢后，使用圓鋼穿過相鄰的地腳螺栓頂部錨鉤中心，再將錨鉤與鋼筋網連接加固，保證地腳螺栓有足夠的錨固強度；

（7）土建吊梁施工時需按1號→24號的順序進行施工，不得跨孔施工，減小施工放樣誤差；

（8）1～3號孔吊裝施工完畢后及時檢查地腳螺栓的位置尺寸，校核檢驗該施工方法的有效性。

4.3 輔助吊裝設備制作

安裝過程中共用到兩種輔助吊裝設備，分別是如圖5所示的專用吊具及輔助吊裝龍門架。其中專用吊具使用一塊20 mm厚的鋼板制作，共制作兩副，下料尺寸為100 mm×250 mm，內部尺寸需根據工字鋼的實際外形尺寸進行制作，專用吊具可在工字鋼軌道上滑動，除了節省軌道吊耳焊接工作量外，其可滑動的特點使吊裝軌道時吊點位置可自主變動，增加了吊裝的機動性；輔助吊裝龍門架采用I20工字鋼進行制作，共制作兩副，按照指定尺寸拼裝成整體后，在龍門架立柱兩側布置兩根加強支撐，增加龍門架的整體穩定性。龍門架使用時布置在軌道吊點位置的正上方，用于吊裝和調整軌道。

圖5 安裝專用吊具及輔助吊裝龍門架

4.4 軌道安裝

軌道型狀為工字型（特制I63工字鋼），采用25 t汽車吊將軌道吊至安裝位置處就位（吊至吊梁底部），使用兩臺3 t的固定卷揚式啟閉機起吊軌道（圖6），再配合兩只2 t的手拉葫蘆使其高程、中心、軌距、高差、平行軌道的接頭位置的錯開距離等符合設計圖紙及規范要求。軌道調整符合要求后加入墊片并緊固螺栓。由于部分孔位吊裝頂部為樓板層，不方便進行吊裝，樓板層施工前在吊梁兩側各預埋2個直徑100 mm的管子作為吊裝孔，吊裝孔的位置需根據軌道分節進行計算布置，保證吊裝孔位置在軌道的兩端頭處。吊裝施工完畢后，使用6 mm厚鐵板制作吊裝孔蓋板將吊裝孔封閉。整個施工過程中需架設必要的操作平臺，做好相關的安全防護措施，確保施工安全。

圖6 軌道吊裝示意圖

4.5 電動葫蘆安裝

為方便電動葫蘆的吊裝，在1號孔軌道端頭進行電動葫蘆的施工。先將軌道端頭擋塊拆除，讓電動葫蘆兩側車輪沿著工字鋼軌道底部滑入軌道內，調整電動葫蘆車輪輪緣內側與工字鋼軌道翼緣間的間隙為3～5 mm，調整完畢后，使用調整墊片將車輪位置固定并緊固。

4.6 電氣設備安裝及調試

本項目電動葫蘆的施工較為常規，施工順序如下：施工準備→設備安裝→附件安裝→二次配線→接線檢查核對→調試。電動葫蘆采用滑觸線的方式進行電源輸送，滑觸線固定在軌道工字鋼的底部，線架與軌道焊接。電氣設備的安裝按施工圖紙、制造廠家的技術說明書的規定進行，全部電氣設備可靠接地。

電氣設備安裝完畢后需進行調試，調試前先檢查電路是否完整（必要時可增加臨時線），清除裝配和配線工程中散落的導線和雜物，確認可以通電后，再將控制電路分別通以90%和110%額定工作電壓各5次，檢查電器元件是否動作靈活，是否符合設計圖紙要求，有無誤動作和異常現象。

4.7 試驗

電動葫蘆安裝完畢后，按起重設備制造廠的技術要求及相關規程、規范對電動葫蘆進行全面檢查及試驗，并作技術鑒定。主要試驗項目包括：空載試驗、靜載試驗、動載試驗。

試驗程序：空載試驗→靜載試驗→動載試驗。每一種試驗必須在前一種試驗合格的基礎上進行。

（1）準備工作：試驗前清理現場，并檢查電氣系統、安全聯鎖裝置、制動器、控制器和控制系統等安裝符合要求，其動作是否靈敏和準確；鋼絲繩端的固定及其在吊鉤及卷筒上的纏繞是否正確、可靠；潤滑系統是否符合要求；起重機靜負荷試驗、動負荷試驗前，認真編寫試驗的具體實施措施，報監理人審批；做好試驗工器具和人員的準備。

（2）空載試驗：分別啟動各機構、檢查傳動系統、控制系統和安全裝置，要求動作靈活、準確、可靠，試驗方法如下：吊鉤在運行行程內上下3次；考慮軌道長度過長，電動葫蘆行走機構分別在全行程內往返次數定為2次；上述試驗過程中，對機電部件、裝置進行項目檢查，要求測試的空載電流三相平衡，機械運轉部件無沖擊聲、振動、噪音和異常現象，限位開關、保護裝置、聯鎖裝置動作制動器、電氣控制器正確可靠，吊鉤放到最低位置時，檢查卷筒上鋼絲繩的圈數不應少于3圈。

（3）靜負荷試驗：先開動起升機構，進行空負荷升降操作，應無異常現象；電動葫蘆停在軌道上，逐步、緩慢平穩地加載，直至加到1.25倍的額定載荷（即62.5 t），起升載荷距離地面150 mm，懸空時間不小于10 min，卸去負荷后電動葫蘆與軌道結構應無裂紋、永久變形、油漆剝落、損傷等異常現象；靜負荷試驗后，全面檢查各構件的焊接、機械連接質量，并檢查電動機、制動器、固定螺栓應無松動現象，如發現松動應立即緊固。

（4）動荷載試驗：檢查起升機構工作性能、葫蘆本體及軌道梁在動載狀態下的承載能力情況。試驗荷載為額定荷載的110%（即55 t）；循環周期內進行連續運轉，運轉時間不得少于30 min。試驗中檢查各機構應動作靈活，工作應平穩可靠，各限位開關、安全保護聯鎖裝置等的動作應準確可靠，制動性好，各零部件應無裂紋、永久變形、油漆剝落、損傷、連接處松動等現象。

5 總結

相比門式啟閉機、橋式啟閉機，電動葫蘆具有結構簡單，操縱方便，造價低，集成性好，機動性好、維修方便等特點，被廣泛應用于各大場所。而且隨著科技的不斷更新發展和電動葫蘆研發技術的不斷成熟穩定，未來電動葫蘆的應用定會越來越普遍。

本安裝工藝有效地解決了大型懸掛式電動葫蘆超長軌道及其埋件的安裝難題，其中定位板的設計降低了施工難度，特制龍門架及專用吊具的設計較為新穎，不僅可以循環使用，而且使整個安裝過程更加方便快捷。

本施工工藝通過金華游埠樞紐工程的具體安裝實踐，證明該工藝合理有效，可為以后同類設備的安裝提供借鑒。