淺談露頂式弧形閘門安裝方法

謝世鋒

（陜西省水利機械設備制造安裝有限公司，陜西西安 710077）

1.弧門安裝工藝

1.1 圖紙的審核

根據設計下發的藍圖進行審核，特別是弧門整體幾何尺寸，將弧門整體布置圖、弧門分節圖、側軌裝置圖、液壓油缸支較圖上幾何尺寸（如曲率半徑、底檻至支較中心距、弧門支鉸中心至液壓油缸支較的中心距離等）進行對比，防止各幾何尺寸對接不上，導致放線時出現差錯使后續安裝無法順利進行[1]。

1.2 測量放線

根據弧門金屬結構總布置圖的幾何尺寸，分別放出標記線，如圖1所示。

圖1 弧門安裝前幾何尺寸關系示意圖

A：底檻中心里程至弧門支較中心里程的水平距離；B：底檻支撐中心高程至弧門支較中心高程垂直距離；C：支較座板上沿至底檻支撐中心得水平距離；O：弧門支鉸中心點；H：弧門支鉸中心高程；D：液壓啟閉機油缸支鉸中心至弧門支鉸中心之間的垂直距離；E：液壓啟閉機油缸中心高程；F：液壓啟閉機油缸支鉸中心至弧門支鉸中心的水平距離；R：曲率半徑

2.底檻位置及側墻弧門支鉸中心放線

根據設計圖紙上所給的底檻支撐里程和高程、弧門支鉸橫向中心里程和高程，分別利用全站儀將各個點放在底檻位置的混凝土面上和支鉸安裝位置的側墻上并做好標記。

由于現場弧門底檻支撐中心線不好做標記，因此弧門底檻支撐橫向中心點放線時，以圖紙上底檻中心橫向里程為基準向上游偏距1m分別做出橫向中心里程相同的3個點A、B、C（A點和C點分別是弧門支鉸縱向中心里程上的點），同時以這3個點為基準分別向上游和下游各做出縱向、橫向里程相同的3個點（A'、B'、C'和A"、B"、C"中右3個點）

根據設計尺寸分別進行復測，保證底檻橫向中心線到弧門支鉸橫向中心線的距離與設計圖紙的尺寸相符，同時以側墻上放的支鉸中線為基準向下吊線錘使線錘投下來后與A"、B"、C"三點一線的弧門支鉸橫向中心線重合，使所放出的線為閉合線，隨后根據閘室側墻上弧門支鉸中心線及液壓啟閉機油缸支鉸的設計尺寸放出液壓油缸支鉸中心線并進行標記，如圖2所示。

圖2 工作弧門底檻及支鉸中心放點示意圖

2.1 側軌放線

在底檻安裝完，二期混凝土澆筑完成后，根據側軌軌距以底檻中心線（孔口中心線）為基準，在底檻中心線上分別向左右兩邊測放1/2側軌軌距的C、D點和C'、D'點，并將左右兩邊各放出的兩點進行連接[2]。

2.2 弧門支鉸座板的放線

根據側墻上已放出的支鉸中心十字線及設計尺寸，利用鋼板尺、畫規分別畫出距離支鉸中心線D的點和（A+D）的點，然后分別做出支鉸座板在側墻的投影線，使支鉸座板的上沿、下沿及傾斜角度確定到位，如圖3所示。

圖3 弧門支鉸座板放樣圖

3.工作弧門安裝

3.1 底檻安裝

按照所放出的標記線利用汽車吊或現場的塔吊進行底檻的安裝。

3.2 側軌安裝

根據設計圖紙給出的曲率半徑和底檻上左右兩側各放出的線，以及在側墻上做出的中心標記為基準，利用汽車吊或塔吊進行吊車，同時采用卷尺進行測量安裝[3]。

3.3 支鉸座板的安裝

支鉸座板在安裝前與支鉸進行預組裝，防止在制作過程中因孔距的偏差，導致支鉸座板和支鉸孔不同心而無法安裝，如出現孔距偏差問題，一般情況下以支鉸孔距為準，處理支鉸座板孔的孔距或重新制作支鉸座板。在平臺上使支鉸座板與支鉸進行組裝，用螺桿根據圖紙要求進行預連接后，將螺桿在支鉸座板通過螺母進行固定，隨后將支鉸座板和螺桿進行吊裝，按照放出的測量線進行調整[4]。

3.4 支鉸安裝

支鉸吊裝時根據支鉸座板傾斜的角度利用倒鏈將支鉸角度進行粗調整，然后利用汽車吊配合倒鏈將弧門支鉸吊裝到安裝位置，再通過倒鏈再次調整支鉸角度使支鉸端面與支鉸座板面保持平行，同時使支鉸吊升至基礎螺栓前，對準螺栓位置，在支鉸座板面的左右錨環上裝兩個手拉葫蘆將支鉸拉近套入螺栓，然后旋上螺母，使支鉸與支鉸座板面貼合緊密，隨后緊固螺母。

3.5 支臂安裝

由于支臂較長，重量較大，在吊裝時考慮到吊裝位置及起吊時的安全穩定性，因此在下支臂吊裝時首先將支臂座與下支臂利用汽車吊配合進行組裝，其次吊至閘室底檻位置，根據底檻與汽車吊的距離即工作幅度，計算吊裝的載荷，使汽車吊主臂伸長滿足吊裝要求，最后采用汽車吊配合倒鏈將下支臂與支臂座的組合件吊裝至安裝位置與支鉸進行螺栓連接。

上支臂吊裝時，首先將上下支臂間的立支撐吊裝至下支臂的安裝位置進行焊接，隨后將上支臂吊裝至安裝位置，使上支臂上游端落至焊接在下支臂的立支撐上進行支撐，下游端與支臂座進行點焊，隨后將連接上支臂的閘門門葉吊裝至安裝位置，根據弧門的曲率半徑進行調整使上支臂端面座板與閘門主梁翼板重合后進行螺栓連接[5]。

3.6 門葉吊裝

根據門葉的編號，依次從下往上進行吊裝。

3.6.1 第一節門葉吊裝

預先在弧門底檻上測放出門葉底緣下游的位置，在底檻左中右各焊接一塊擋鐵，當吊裝就位時，第一節門葉的底部就一次到位。

因第一節門葉重量和傾斜角度最大，在吊裝前根據閘門寬度尺寸對閘室兩側墻進行測量，防止閘門在吊裝時受混凝土墻卡阻。

門葉吊裝時采用汽車吊將門葉提至0.2m，停留10min，檢查各部件無變形后，通過倒鏈將門葉根據安裝角度要求原地進行粗調整，再將第一節門葉吊裝至底檻安裝位置使門葉下沿落至底檻的擋鐵跟前并在門葉下部用厚度與底水封伸出長度相同的鋼板進行襯墊，根據弧門的曲率半徑通過倒鏈進行調整，使門葉安裝位置達到曲率半徑的要求同時使門葉橫梁翼板面與下支臂端板重合，隨后進行螺栓連接[6]。

3.6.2 上節門葉吊裝

（1）吊裝前施工平臺的搭設。迎水面利用市場現有的旋轉安全爬梯，在閘門左邊、中間、右邊分別根據門葉高度進行平臺的搭設，并用木板分別在旋轉爬梯橫桿上進行鋪設并進行固定，對于爬梯距離弧面對接縫較遠的距離，采用Φ48的鋼管在距離閘門對接縫下面1000mm位置處一端用扣件與爬梯鋼管連接，另一端焊接在閘門上，然后在鋼管上鋪設木板并進行固定，背水面用Φ48的鋼管采用上拉下撐的方式焊接在梁的翼板上進行平臺制作同時增加高度為12000mm的護欄，平臺通道采用50mm×400mm×4000mm的木板鋪設在鋼管上，用鐵絲進行固定，形成施工平臺及安全通道，保證門葉在吊裝和焊接時施工人員的安全性。

（2）上部門葉吊裝。上下門葉的接合縫設有限位裝置，所以上部門葉吊裝就位后，其底部不需要進行太多的調整。門葉就位后，在門葉的上部設置兩錨環，用兩臺手拉葫蘆拉在支臂下支腿上，調整門葉外緣達到設計位置。在門葉上端的下游面各設置一塊擋鐵在側軌上，用楔子板打緊，防止與下節門葉焊接時產生位移。因上部門葉較輕，且傾斜角度較小，在左右側軌上設置擋鐵將門葉固定。

弧門頂部分節門葉安裝時因重量較輕，利用汽車吊將閘門頂部門葉依次吊裝到位。

3.6.3 門葉的焊接

嚴格對圖紙的技術要求進行審核，根據圖紙技術要求中的規范要求將門葉在焊接前進行焊縫分類，并將一類、二類、三類焊縫對焊接工人進行交底，使焊工嚴格按照焊接工藝進行焊接，確保焊縫超聲波檢測順利進行。

4.吊裝設備的選擇

根據現場安裝設備自身的幾何尺寸、重量及現場的施工環境、地理位置，通過以下幾點進行設備及吊裝輔助材料的選擇。

4.1 吊裝載荷計算

按照載荷計算公式：Q=K×Q1

公式中，K—動載荷系數，取值1.1；

Q1—吊具和吊物總重；

計算出吊裝的載荷。

4.2 安全距離計算

在起吊過程中，根據汽車吊臂桿仰角及《水電水利工程施工安全防護設施技術規范4.2.2》，汽車吊臂桿與閘門需要保持至少2m安全距離，同時對此工況下吊裝安全距離進行驗算。

4.3 鋼絲繩的選型

根據閘門門葉分節重量，選擇兩條等長的單根鋼絲繩OA=OB進行吊裝，AB為弧門兩吊耳間距，通過公式sina=AB/2OB，計算出∠a，根據每根鋼絲繩最小拉力計算公式F=Q/ncosa（即許用拉力），同時再根據鋼絲繩許用拉力：F=P/K，其中，k為為安全系數；P為產品規格鋼絲繩破斷拉力，如P采用鋼絲繩破斷拉力總和，則需乘以“換算系數”，計算出P的最小值，然后再根據《重要用途鋼絲繩GB898-2006》規范附錄A表A.1最小鋼絲繩破斷拉力總和與鋼絲繩最小破斷拉力的換算系數。最小鋼絲繩的破斷拉力總和ΣSi=鋼絲繩最小破斷力×換算系數選擇滿足本次吊裝需要的鋼絲繩[7]。

5.結語

在水利水電工程項目的金屬結構安裝過程中工作弧門安裝是必不可少的一部分，而對于大型分節露頂式弧門安裝時選擇合適的安裝方法及吊裝設備是非常重要的，它不但可以降低施工難度和工人勞動強度，同時在保證安全的前提下縮短工期，提升施工進度，而且還達到一定的經濟效益和社會效益。