構皮灘升船機承船廂拼裝胎架裝置的應用研究

鄧華

（1.華電電力科學研究院有限公司；2.杭州國電機械設計研究院有限公司，浙江 杭州 310030）

1 工程背景

構皮灘升船機第一、三級升船機承船廂分為入水式，第二級承船廂為全平衡非入水式，由于承船廂鋼結構整體本身尺寸較大，無法實現廠內拼裝后整體運輸，因此承船廂拼焊成型均在船廂室進行。施工現場拼焊時，因承船廂外形尺寸超大、結構分塊單元數量多、焊接工序復雜、安裝技術精度要求高的特點，且施工條件有限、吊裝轉運復雜，導致承船廂分塊單元在拼焊時需要一種快速精確調整水平的方法，能夠縮減拼裝時間，提高效率。

2 拼裝胎架裝置設計

2.1 拼裝胎架裝置的構成

本文所提出的是通過一種升船機承船廂拼裝胎架工裝裝置，在承船廂拼焊時能夠快速高效地調整承船廂水平度，提高工作效率。能夠解決大型船廂在拼裝過程中局部調整困難的問題，所采用的技術方案是：用該承船廂拼裝胎架工裝裝置，該裝置包括鋼結構胎架，其上根據受力特點放置鋼制楔形上（見圖1中件號1）、下調整墊塊（見圖1中件號2），墊塊數量一般為3個及以上，其中下調整墊塊焊接在鋼胎架上（見圖1中件號3），上調整墊塊根據承船廂水平情況調整見圖2。

圖1 承船廂拼裝胎架裝置正視圖

圖2 承船廂拼裝胎架裝置俯視圖

2.2 拼裝胎架裝置調平流程

本文提出的升船機承船廂拼裝胎架工裝裝置，在承船廂拼焊時能夠快速高效地調整承船廂水平度，提高工作效率。

在實施過程中需要根據承船廂現場安裝方法，在調整過程中對拼裝胎架裝置進行局部微調，最終達到船廂整體調平的目的。

結合船廂現場安裝方法，拼裝胎架裝置的實施工作成為。

（1）首先將船廂結構進行分塊處理，分塊原則為剛度大或重要部位單獨分塊，主要結構件分塊為主縱梁單獨分塊、底鋪板單獨分塊、上下游廂頭平臺單獨分塊等，各分段連接處做成錯位形式，分段考慮因素有焊接工藝措施、道路運輸尺寸、吊裝和轉運車乘載噸位等限制因素。

（2）船廂按照設計要求進行施工防線工作，根據焊接工藝方案，將承船廂基準定位線測設于船廂室底板上，并在主控點處放置永久固定的鋼板。所述基準定位線包括縱向中心線、橫向中心線、高程基準線的測設工作，縱向中心線的測設為承船廂縱向中心線、左右側主縱梁中線中心線，橫線中心線的測設為底鋪板中間節的橫向中心線、上下游廂頭橫向中心線，高程基準線以土建預留埋件高程為準。

（3）船廂拼裝胎架裝置的放置，胎架工裝裝置吊裝后放于步驟（2）中各測量點上，胎架工裝裝置高度應保證下部焊接施工足夠的操作空間，胎架工裝裝置應設有與承船廂分塊單元的連接措施，胎架工裝裝置應在承重量大的位置加密設置，將全部胎架工裝裝置連接并形成工裝組。

（4）船廂結構分塊單元的吊裝轉運，先將底鋪板各分塊單元放置在步驟（3）中的胎架工裝組上，就位時利用千斤頂和主機房橋機設備，將胎架工裝裝置中的上下調整墊塊進行調整，在各分塊單元水平度滿足要求后，將下調整墊塊焊接在鋼胎架上。步驟（1）中其他主要結構件各分塊單元就位工序如底鋪板就位順序。

（5）經上述步驟即完成鋼結構承船廂的現場安裝，最終通過水準儀、全站儀進行船廂水平面的檢測，若局部仍有水平度超限，則重復上述步驟即可。

在上述現場安裝方法中，胎架工裝裝置在調整時，需用液壓千斤頂并配合大錘錘擊上部楔形調整墊塊即可實現水平度的快速局部調整。

3 工程實踐應用

下面結合構皮灘第二級升船機船廂拼焊項目實際情況，船廂結構分塊見圖3，對應用該裝置的工程項目的實施步驟進行詳細的闡述。

圖3 構皮灘第二級船廂結構分塊示意圖

船廂調平過程實施。在構皮灘第二級船廂現場拼焊過程中，首先根據尺寸精確可控的具體要求，為達到這一要求，在拼焊過程中充分考慮該船廂拼裝胎架裝置的作用，并根據調平流程，制定了具體的調調平實施過程，主要包括以下步驟。

（1）根據船廂施工工藝要求，首先，將船廂各個單元進行分塊，分塊原則為剛度大或重要部位單獨分塊，主要結構件分塊為主縱梁先在長度方向上分為5段后再高度方向上分為2段（編號為101 102……109 110、201 202……209 210共10段），厚度方向上不需要分段、底鋪板單獨分塊（編號為301 302……312 313共13段）、上下游廂頭平臺單獨分塊（編號為402 403 602 603 502 503 702 703共8段）等，各分段連接處做成錯位形式，分段考慮因素有焊接工藝措施、道路運輸尺寸、吊裝和轉運車乘載噸位等限制因素。

（2）在分塊單元廠內制作完畢后，施工現場首先應準備將定位基準軸線放樣于第二級船廂池內，施工放樣時根據焊接工藝方案，將承船廂基準定位線測設于船廂室底板上，主要控制點處設置永久固定鋼板防止移位。

（3）在步驟（2）中預留好船廂拼裝胎架裝置的定位點，胎架工裝裝置吊裝后放于步驟（2）中各測量點上，胎架工裝裝置高度應保證下部焊接施工足夠的操作空間，胎架工裝裝置應設有與承船廂分塊單元的連接措施，胎架工裝裝置應在承重量大的位置加密設置，將全部胎架工裝裝置連接并形成工裝組。

（4）船廂結構分塊單元的吊裝和調平實施步驟如下。先將底鋪板中間節（編號307段）單元放在步驟（3）中的拼裝胎架組上（拼裝胎架布置圖見圖4），初步就位時利用千斤頂和主機房橋機設備，將胎架工裝裝置中的上下調整墊塊進行調整，在各分塊單元水平度滿足要求后，將下調整墊塊焊接在鋼胎架上。其他分塊單元（301……306、308……312段）依次往上下游方向拼裝就位。

圖4 拼裝胎架放置示意圖

主縱梁各分塊單元首先就位下部分段（編號為：102、104、106、108、109 202、204、206、208、210），再就位上部分段（編號為：101、103、105、107、110 201、203、205、207、209），初步就位即掉塊調整順序如底鋪板。

上下游廂頭平臺單元就位時，應先就位下平臺（編號為：601、602、603、701、702、703），再就位上平臺（編號為：401、402、403、501、502、503），初步就位即掉塊調整順序如底鋪板。

（5）經上述步驟即完成鋼結構承船廂的現場安裝，在胎架工裝裝置在調整時，需用液壓千斤頂并配合大錘錘擊上部楔形調整墊塊即可實現水平度的快速局部調整。

施工中需要注意，在船廂分塊單元吊裝、落位過程中，需要操作人員固定上下楔形塊的位置，避免船廂分塊單元較重而引起楔形塊移位，保證受壓工作面，避免楔形塊因自鎖而無法調整。

4 結語

本文提出了一種升船機承船廂拼裝胎架工裝裝置，其優勢在于：

（1）該裝置構造簡單、制作快速、施工布置簡便、實用性強。

（2）該裝置上部楔形調整墊款操作簡單，省時省力、工作效率高，能夠快速實現承船廂各單元的水平度調整。工程實踐表明，該船廂拼裝胎架工裝裝置，具有構造簡單、制作快速、施工布置簡便、經濟效果好、實用性強的特點。