淺析三門峽水利樞紐1500kN懸臂式起重機現場安裝

李恭川，劉國文

（上海振華重工（集團）股份有限公司，上海 200125）

隨著我國國民經濟的發展，傳統水利樞紐發電項目承擔著部分能源供給，水利樞紐起重設備因投入使用時間長，已達更新換代的時間。為了更好的服務水利樞紐工程，需添置起重量更高、控制系統更先進的起重設備，本項目應運而生。

1 背景

1500kN懸臂式起重機（以下簡稱：懸臂吊）是上海振華重工為水利系統企業黃河明珠（集團）有限公司建造的一臺安裝于三門峽市用于黃河水利樞紐工程的清淤設備。黃河明珠集團要求我司在第二年6月底黃河汛期來臨之前完成整機現場安裝、調試及交付使用工作。作為世界港機市場占有率第一的上海振華重工，首次進入祖國母親河水利樞紐工程。

由于第一次承接黃河水利樞紐工程起重設備，公司領導的高度重視，迅速組織設計人員參照水利設計標準著手進行產品的設計；因產品構件運輸至現場采取陸路運輸，車輛通行道路限高、限寬，總體長度也必須控制在一定的范圍內。

2 總體思路

因項目必須控制構件運輸尺寸，項目開工前，現場安裝施工和工藝編制人員出發至現場，實地測量安裝場地尺寸并詳細了解運輸路線，記錄好相關尺寸后提供設計人員在施工圖中對金屬結構件進行了分段。結構件分段之間采用法蘭與高強度螺栓連接形式，各個部件尺寸滿足陸路運輸尺寸要求；現場總裝時，結構件拼裝成大部件總裝方式，按照整機部件的吊裝順序完成整機的總裝。

3 大壩施工作業區域測量及陸路運輸限制

3.1 大壩施工場地的現場測量、場地布置及地面保護

到達三門峽大壩現場后，同業主及施工人員對卸車位置、設備堆放位置和構件裝載車輛進出路線進行復核，畫出場地布置圖（圖1）。

圖1

現場吊車途經維修井蓋保護方案的確認。由業主帶領，同吊車租賃公司一道實地查看，確認汽車吊進出路線上需要重點保護的幾處位置。確認在汽車吊進出路線上的兩處2.5m×9m的檢修孔需要重點保護（圖2）。保護方案：先在檢修孔周邊鋪墊薄木板，在薄木板上鋪設3m×2.8m×10m鋼板。業主提供部分碼頭資料，評估碼頭的承載能力。

圖2

3.2 陸路運輸限寬、限高、限長問題的解決

鑒于陸路運輸對運輸貨物的高、寬有嚴格的限制。經過對運輸路線的實際勘察，考慮構件分段的大小、結構形式以及裝車時的穩定性，最終確定最大構件高4.2m、寬3.6m、長16m。

4 結構件分段制作

4.1 結構分段制作

懸臂吊主體箱型梁結構采取分段制作，法蘭連接處預留30mm修割余量，箱型梁結構整體預拼裝時修割。法蘭面預留5mm加工余量，加工完成后配鉆孔，采用工藝螺栓連接。

4.2 L形結構吊耳使用

考慮到黃河三門峽大壩施工現場狹小及施工成本控制的因素，保證結構件使用小型吊車移位、翻身以及機構使用手拉葫蘆定位安裝，本項目在構件制作時多處采用了L形結構吊耳。

5 懸臂吊安裝

5.1 嚴格按順序組織構件裝車

因三門峽大壩作為我國建國初期建造的水利樞紐工程，現今除了正常運行發電外，還是知名的旅游景點。為了在安裝的同時不影響游客對樞紐工程的參觀，劃定的構件拼裝和總裝區域位置非常緊湊，需要對構件的擺放和拼裝順序精心規劃，進而對制造廠的發運順序要求嚴格，必須按照“自下而上”的安裝順序組織構件的裝車發貨。

5.2 組件模塊化裝配

原計劃兩臺200t汽車吊整體抬吊（拼裝好的行走底盤及機房圍棚結構）整體吊裝至壩下的施工方案，因施工場地受限，改為單臺200t汽車吊單獨作業，現場根據構件重量和重心情況修訂大車行走機構和底盤主框架的安裝方案。以下為方案修訂后安裝場地的布置圖（圖3）。

圖3

先將四組大車行走機構按圖4在壩下安裝完成，同時做好防傾覆支撐。壩上同步進行底盤主框架的拼裝，拼裝完成后200t汽車吊不松鉤，將拼裝好的底盤主框架整體吊裝移位至壩下，與大車行走按施工要求進行高強度螺栓擰緊。

底盤主框架圍棚在壩下圍制，由于原安裝方案變更后，需在底盤主框架水側面及面水左/右側三個面，搭建完整的臨時作業平臺（6個長約3m的臨時作業平臺）。為保證現場安裝進度，將現場可以使用的臨時作業平臺進行改制，同時及時增補部分欄桿，以備后續部件臨時作業平臺的安裝（圖4）。

圖4

5.3 運輸道路封路影響對整體安裝場地的重新調整

底盤主框架施工過程中，接業主通知，近期構件運輸車輛通行道路因翻修需封路。為保證封路不影響整個設備的安裝進度，臨時決定將所有大型構件在封路前全部發到大壩施工現場。

為了減輕場地不足的影響，加快生產進度，主結構件必須以最短時間在壩上拼裝完成，及時吊裝移位至壩下安裝到位。因發貨影響對現場設備堆放場地和施工場地再次重新規劃。

5.4 水陸側門框組件現場拼裝及整體吊裝

復核水陸側門框單件吊裝的200t吊車的承載：總裝時門框組件施工圖計算重量為27t，200t吊車的回轉半徑為12m時額定起重量為48.5t，滿足吊裝工況。

水陸側門框拼裝完成后，采用200t汽車吊與70t汽車吊協同作業。200t汽車吊吊裝使其翻身豎立，70t汽車吊輔助，豎立后70t汽車吊拆鉤，由200t汽車吊單獨完成吊裝移位安裝的工作（圖5、圖6）。

圖5

水陸側門框組件作為本安裝工程大型構件吊裝作業的分項工程，應業主要求，編制《三門峽150t懸臂吊（水陸側門框組件）吊裝施工方案》。

施工方案針對吊裝作業過程中的各項技術和安全要求、施工組織架構、施工過程各工種人員和起重設備的需求等，均進行了詳細說明，確保水陸側門框的吊裝的順利實施。

圖6

5.5 主梁組件拼裝、附屬件裝配與整體吊裝

為避免主梁重量在200t汽車吊在22m回轉半徑24.7t的額定起重量，通過多次確認主梁各構件的理論重量，同時在主梁卸車時核實汽車各個小構件的重量，將附屬件的重量也一一核實（圖7）。

圖7

為使主梁能夠順利吊裝，吊裝前與汽車吊租賃方及安裝施工人員到達大壩，復核大壩上汽車吊的停放位置及其回轉半徑，復核后對汽車吊停放位置做好標記，確保汽車吊作業當天能準確的停靠到指定的吊裝位置。

為保證主梁的順利吊裝，基于以上準備工作，主梁吊裝前重新復核了主梁的吊裝方案，并由現場項目經理組織協調召開了一次最終構件安裝的討論會，會上對大梁的吊裝過程進行了介紹，同時對吊車何時松鉤進行了詳細的描述。

從汽車吊開始掛鉤至主梁最終吊裝至指定位置，歷時4.5h，整個吊裝過程包括主梁吊起、移位及最終安裝至水陸側門框定位后拆鉤（圖8）。

圖8

6 整機配重及附屬件安裝

6.1 配重塊的安裝

本機型陸側門腿中間配重箱內需安裝150t配重，因配重箱體積有限，密度需接近于鋼板，故采用公司日常生產中的余料和有缺陷的鋼板，板厚不限，確保配重略大于150t。因配重安裝位置臨近大壩邊緣，配重進入配重箱內無法使用吊車，整個配重安裝均為人力搬運。

6.2 司機室、電纜卷筒、反滾輪裝置、滑輪組、及吊鉤等附屬件的安裝

司機室從側面吊裝，司機室放置在水管上滾動，通過葫蘆側拉到位；電纜卷筒采用汽車吊吊裝；反滾輪裝置在現場根據實際安裝空間調整安裝到位；滑輪組、吊鉤通過輔助龍門架及葫蘆協同作業安裝到位（圖9）。

圖9

7 載荷試驗

常規岸邊起重機的動靜載實驗采用的配重箱無法在此設備上使用，因設備臨時水，故通過在起重吊鉤上掛水袋，水袋中刻度反映重量來實現1.1倍的動載和1.25倍靜載整機型式試驗，測試整機的吊載性能（圖10）。

8 結語

從懸臂吊第一車構件開始運輸至順利交機，共歷經三個月的時間。由于項目位于黃河中下游，安裝在壩下40m處，構件運輸、場地擺放、構件拼裝和最終吊裝，場地條件極為苛刻。為確保施工安全，提高現場安裝的施工效率，并兼顧運輸與拼裝的便捷性，本項目采用了一體化設計，即構件上支座、梯子平臺等均采用螺栓連接的方式，大大提升了構件在地面拼裝后的完整性。

該項目在調試試車過程中，首次采用試重水袋作為重物，施工人員克服了初期對水袋的應用場景、操作和指揮要求等不熟悉的困難，歷經96h連續不間斷的試驗，順利完成型式試驗，確保黃河進入汛期前完成設備的交付，也標志著上海振華重工的起重機產品首次在水利樞紐工程建設領域取得了成功。