弧形工作闸门安装方案最终.docx

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弧形工作闸门安装方案最终

弧形工作闸门安装方案最终

江西省浯溪口水利枢纽工程

金属结构制作安装及安装工程

溢流表孔弧形闸门安装方案

批准：

审核：

编写：

湖南水木工程有限公司

9月14日

溢流表孔弧形工作闸门安装方案

1、编制依据

1.1《设备起重吊装工程便携手册》何焯编

1.2《实用起重工手册》陈兆铭编

1.3《起重吊装常见数据手册》杨文渊编

1.4《重型设备吊装工程施工工艺与计算》杨文柱编

1.580t汽车式起重机性能参数、单向门机性能参数

1.6弧门各个部件的重量、吊装高度及其设计尺寸参数

1.7施工图纸；

1.8本项目制作安装工程引用下列标准及规程规范（但不限于）

《水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范》GB/T14173—

《水工金属结构防腐蚀规范》SL105—

《水工金属结构焊接技术条件》SL36-1992

2、施工概况

根据现场实际情况，弧形工作闸门采用“80t汽车吊+单向门机+专用卷扬机系统”的方案进行安装。

弧形工作闸门主要采用低合金Q345B钢材制作，为便于运输及安装，门叶分六节制作，最大尺寸为：

2660mm×11940mm×mm，最大重约：

17.942t。

弧形工作闸门的主要大件

序号

名称

数量

规格（长×宽×高）

单重

（t）

备注

1

第一节门叶

5

2660*11940*

17.942

底节

2

第二节门叶

5

2482*11940*1599

9.421

3

第三节门叶

5

2730*11940*1569

9.945

4

第四节门叶

5

3020*11940*1422

17.167

5

第五节门叶

5

3080*11940*1182

9.069

6

第六节门叶

5

2662*11940*1017

7.767

顶节

6

支臂总成

10

14939*9140*1220

22.166

7

支铰座

6

2230*1800*1281

22.2

3、施工需要协调的事项

弧门安装前需要协调解决以下问题：

1、从金结厂到坝顶的道路畅通，坝顶公路贯通，坝顶公路桥可承载弧门构件（构件最大重量按18t计算）经过；

2、坝顶单向门机轨道全线铺设完毕；

3、检修门孔口尺寸不出现负偏差，闸墩间距（特别是检修门门槽与弧门侧轨之间）不出现负偏差；

4、支铰平台及爬梯需形成。

4、安装方案的选择与计算

4.1吊装前的准备工作

闸门和支臂吊装前,必须完成以下工作：

1、弧形工作闸门单件（6节门叶，上、下支臂）的拼装、焊接及防腐完毕并检验合格；各对接焊缝无损检测合格；

2、施工人员必须熟习施工图及技术要求，施工措施等。

3、项目部向施工人员进行技术交底，做到施工人员心中有数,保证施工质量。

4、制定安全措施，防止发生人身、设备事故。

5、确定关键高程、坐标控制点，保证安装高程点、位置的正确性。

6、埋件安装完毕，门槽内杂物清理干净；

7、施工电源、电焊机、卷扬机等布置到位；

8、需要协调的事项全部完成。

4.2施工机械的选用

序号

名称

数量

单重

（t）

卸车设备

吊装设备

1

第一节门叶

5

17.942

50t汽车吊

单向门机+专用卷扬机系统

2

第二节门叶

5

9.421

50t汽车吊

单向门机+专用卷扬机系统

3

第三节门叶

5

9.945

50t汽车吊

单向门机+专用卷扬机系统

4

第四节门叶

5

17.167

50t汽车吊

单向门机+专用卷扬机系统

5

第五节门叶

5

9.069

50t汽车吊

单向门机+专用卷扬机系统

6

第六节门叶

5

7.767

50t汽车吊

单向门机+专用卷扬机系统

7

上支臂

10

6.4

单向门机悬臂吊

单向门机悬臂吊

8

下支臂（含裤衩）

10

13

单向门机悬臂吊

单向门机悬臂吊

9

支铰座

10

22.2

80吨汽车吊

专用卷扬机系统

4.3索具、吊耳选择

4.3.1吊绳的选择

本次吊装单件最大重量为18吨（底节门叶）。

（1）吊索选择:

单根主吊绳最大受力T=18/2=9（t），取用5倍安全系数，连接行车的单根钢丝绳的最小破断拉力不小于Sp≥9×1000×5=45000（㎏），取平衡系数ψ=0.82，Sp/ψ=45000/0.82=54878（㎏），按GB8-选用6×37-32-1700绳钎维芯钢丝绳2根。

支铰安装卷扬机钢丝绳最大受力T=22.2（t），取用5倍安全系数K，选用6×37绳径为52mm钢丝绳断拉力：

1410KN，钢丝绳破断拉力总和：

141t=0.82

由公式钢丝绳容许拉力[]===23.13t

钢丝绳容许拉力[]=23.13t〉支铰座重量T=22.2t

（2）卸扣的选择：

卸扣选用M（4）级M-DW8GB106034个

4.3.2吊耳的受力分析：

（1）吊耳强度计算：

吊耳尺寸及焊接位置如图所示：

板厚：

20mm

（2）吊耳强度核算

说明：

图中未注焊缝均需开坡口，坡口斜度45°，焊缝高度12mm以上。

显然，此次吊装过程中吊耳承受的横向弯曲应力可忽略不计，以拉应力为主，计算吊耳的局部紧接承压应力σcj，和孔壁拉应力σk,此吊耳板的材质为Q345B，其局部紧接承压许用应力为[σcj]=26MPa，孔壁容许拉应力[σk]=180MPa。

每个吊耳承受拉力为Q=18/4=4.5（t）,考虑受力不均而引起的超载系数k=1.1～1.2,则每个吊耳受力按F=1.1Q拉力计算，其所受局部紧接承压应力为：

σcj=F/dδ=4.5×104×1.1/80×10-3×20×10-3=30.9（MPa），显然，σcj＜[σcj]=110（MPa），孔壁拉应力：

σk=σcj=30.9×（100×100+40×40）/（100×100-40×40）=42.7（MPa）＜0.8[σk]=0.8×180=144（MPa）。

综合以上结果，吊耳强度满足吊装要求。

（3）吊耳连接焊缝计算：

耳板与主梁外板采用低氢型焊条进行贴角焊，焊脚高度为12㎜，焊缝长度按200㎜计算，则：

τ=F/2al=4.5×104/2×80×200×10-6=14.1（MPa）＜0.9[τ]=0.9×120=108（MPa）

满足要求。

（4）支铰上方的固定支架受力分析

P=22.2*KN固定支架选用两根40aQ235工字钢W=878.9*

l=1.2*mm

弯矩：

=pl=22.2*10*1.2*=26.6*N·mm

支铰吊装所受应力===151MPa

Q235槽钢容许应力[]=235MPa

受应力：

〈[]

因此选用两根材质为Q235型号40b的槽钢作为支铰安装固定支架满足要求

（5）弧门安装吊梁受力分析

P==9*10KN

吊梁选用32b材质为Q235的工字钢W=534.29*

a=0.7*mm

弯矩==pa=9*10*0.7*=6.3*N·mm

最重底节弧门吊装所受应力===58.9MPa

Q235工字钢容许应力[]=235MPa

受应力：

〈[]

因此选用材质Q235型号32b的工字钢作为吊梁满足要求。

5、闸门安装方案

5.1安装示意图

图一：

弧门构件运送及卸货布置图

图二：

吊装支架安装布置示意图

图三：

支铰座安装布置示意图

图四：

下支臂安装布置示意图

图五：

第一节门叶安装布置示意图

图十：

第六节门叶安装布置示意图

5.2吊装步骤

溢流坝弧形工作闸门门叶结构采用两主横梁型式，支臂为斜支臂箱形结构，弧门支铰支承在孔口左、右闸墩侧墙悬出的混凝土牛腿上，支铰布置高程55.6m。

支铰轴承采用自润滑球面滑动轴承。

5.2.1安装前准备工作

设置弧门安装必要测控基准点。

如孔口中心、大坝横轴线、弧门关键高程及支铰中心等控制点。

埋设弧门安装使用的预埋件。

包括弧门吊装的吊耳环、起重人员悬挂钢丝绳的工作平台埋件、调整支饺的工作平台及爬梯等。

安装支铰与支臂连接部位的工作平台。

准备必要的工具、量具、器械及检测设备。

拉设安全警戒绳，在弧门安装现场划定一定的安全警戒区，对现场实施封闭式管理，禁止无关人员入内。

5.2.2吊装支架的安装

在表孔油缸支铰座正上方6米高程为63.5处预埋吊架，吊架由2根材质Q235、型号40a、长度为3米的槽钢和30×600×200的钢板作为主吊梁，槽钢伸出墙面1.2米，伸出墙面端的两根槽钢中间焊接钢板，分别在槽钢左侧和上侧焊接一根规格为20#、长度为1.5米的工字钢作为斜支撑（如图二所示）。

5.2.4运输和卸车

单向门机轨道向右岸延伸12.5米，货车能够将构件运输到门机吊装范围内（如图一所示）。

5.2.5支铰座的卸车和安装

首先将支铰上临时固定支铰各零件，防止活铰自由转动。

再用单向门机或80t汽车吊将支铰座卸放在检修门槽底坎上，用吊架和卷扬机将支铰座移动至支铰座埋件附近，再利用手拉葫芦或千斤顶调试、安装支铰座（如图三所示）。

5.2.6支臂的卸车和安装

为方便运输和吊装，将支臂分节，部分构件暂不安装。

由于坝顶门机的悬臂吊允许承重为20t，分节后上支臂重量约为9t，下支臂重量约为13t。

利用汽车将支臂运输至悬臂吊工作范围内，然后利用悬臂吊将下支臂与上支臂分别吊至支铰座附近，利用卷扬机、手拉葫芦或千斤顶调试安装支臂（如图四、图八所示）。

5.2.7门叶的卸车和安装

为方便运输和吊装，将门叶分成6节，最大重量约为17.9t。

先用80t汽车吊将单节门叶卸在坝顶单向门机工作范围内，然后用单向门机将门叶竖向吊放至检修门门槽底坎上，然后利用吊梁（材质Q235、型号32b的工字钢作为吊梁，并于吊梁上焊接与滑轮组连接的吊耳）和卷扬机将底节门叶吊至吊梁垂直正下方后，在门叶和支臂之间挂一个手拉葫芦将门叶拉至下支臂上，同时在底节门叶下缘放置两台50吨的千斤顶。

与支臂安装联接后临时支架固定。

同时于门叶左、右两侧与门机挂钩间各挂一台手动葫芦调整门叶倾斜，可使支臂顶端板螺孔与门叶主粱后翼扳螺孔对位并穿上螺拴（底节弧门安装前，需先将闸门与液压启闭器连接处的轴先穿进吊耳）。

（如图五所示）

门叶调整：

下节门叶分别以支铰中心和孔口中心为基准点控制其曲率半径及门叶水封座板与埋件止水面的尺寸，各几何控制尺寸合格后可用连接板将门叶与门槽埋件临时焊接加固，以防变形。

其余各节调整应综合考虑控制节间间隙、定位板及曲率半径之间的相关尺寸。

其中，门叶受焊接收缩的影响、其曲率半径与各节门叶间隙的调整宜为正偏差的较大值为佳。

调整门叶（如图六、七、九、十所示）

5.2.8弧门的焊接与探伤

弧门焊接主要分支臂和门叶焊接两部分。

并严格遵照特定的焊接工艺。

1、支臂焊接过程中由合格偶数焊工采取多层多道、分段退步对称焊。

2、门叶焊接由四人对称从下节向上节门叶依次分段退步施焊。

并派专人对门叶的几何控制尺寸进行监测，将监测结果记录。

要求整扇门叶在焊接过程中各几何控制尺寸与焊接收缩量符合规范要求。

3、焊接技术要求按本投标文件中有关专业技术要求执行。

4、对焊缝进行无损探伤，由检验人员按照标准检测，并出具检测报告。

5.2.9弧门的无水调试与水封安装

1、弧门调试前将启闭机吊杆同弧门两吊耳分别联接后，即可进行弧门双吊点调试工作。

调试中应注意弧门在启闭过程中的水平状态，两吊点受力的均衡性、门叶水封座板与止水面的间距及门体整体提升后，沿侧轨处左右摆动的偏移量等因素，经过启闭机双吊点异步升降操作及水平仪与经纬仪监测配合即可满足调试要求。