弧形閘門支鉸整體安裝工藝

摘要：在弧形閘門安裝過程中，支鉸起著整個弧門安裝定位的核心作用，是弧門運行平穩與否的關鍵。支鉸安裝要求精度高，安裝測量環境條件差。常規拆開安裝消耗時間多，施工困難，我們結合龍灘水電站表孔弧形閘門支鉸的實際特點，總結出一套簡潔、準確、合理的支鉸整體安裝工藝。

關鍵詞：弧形閘門；支鉸；整體安裝工藝

龍灘水電站溢洪壩段共設7個溢流表孔，每孔布置1扇弧形工作門，門體尺寸15m×22.8m（寬×高），主要用于宣泄洪水及調節水庫水位。表孔弧形閘門總重292t，支臂為箱形結構，雙吊點，側止水為橡塑復合材料的L型水封，為國內大型表孔弧門。

1 結構特點

龍灘水電站弧形閘門支鉸中心高程為366.00m；里程為0+028.000m，支鉸中心距孔中心距為6.800m，弧門支鉸每個重約22t。支鉸裝置由支鉸座、鉸鏈、支鉸軸、自潤滑球軸承、O型密封圈、J型油封和軸端擋板等零部件組成（見圖一：支鉸結構圖），結構復雜。密封圈、油封等易損件多。

2 問題的提出

由支鉸結構圖可知支鉸軸為三級階梯軸。在軸上各區域公差配合不同，裝配最困難處為軸承內圈與軸的配合，其組合處最大間隙0.092mm，最小間隙0.022mm，裝配間隙過小。現場裝配時可能因為鉸座中心與支鉸軸中心未完全重合而產生支鉸軸通過自潤滑球軸承時頂不動和退不出現象，同時頂軸力的來源主要靠孔中心方向處軸端蓋板螺栓，會出現將螺栓絲扣拉壞，螺栓拉斷等一系列現象。同時由于自重支鉸軸通過一個梯級臺階時會存在下偏現象，現場水平穿軸對中非常困難，無法保證鉸座與支鉸軸中心重合。

設備制造廠家在將支鉸翻轉90°后，用垂直穿軸的方法組裝，每套支鉸要花費6天時間才能組裝完成，而現場安裝位置狹小，又屬于高空作業，危險系數高，測量環境條件差。同時由于J型油封采用國外進口元件，水平安裝時極易被擠壓破損，如果損壞更換耗時長，費用高。

龍灘水電站表孔弧形閘門安裝工程于2008年3月份開始支鉸裝置安裝，業主要求5月份5孔弧門具備運行條件，7月初全部安裝、調試完成，工作量大、工期緊張、施工難度大。

3 質量標準

龍灘水電站以現行行業推薦標準DL/T5018-2004《水利水電工程鋼閘門制造安裝及驗收規范》為基準，現行標準為確保弧形閘門運行平穩，鉸座安裝兩鉸座軸線的同軸度的質量要求較DL/T5018-94版2.0mm有較大提高，現行鉸座安裝質量標準見表一。

4 解決辦法

為解決弧形閘門支鉸安裝手段不足、高空作業風險高、施工周期長等諸多的矛盾和技術問題，以滿足龍灘工程高強度、高質量施工的需要。根據龍灘工程現場安裝實際情況，弧門支鉸采用了整體安裝的新方法，改變了支鉸要在高空進行穿軸的工序，既保證了支鉸的裝配精度，又簡化了吊裝工作量，減少了高空作業的時間，加快了閘門安裝速度，同時又有利新的測試方法測量與調整。因此支鉸整體安裝符合龍灘水電站弧形閘門安裝工程施工特點。

5支鉸整體安裝工藝

為確保弧形閘門支鉸安裝質量，根據龍灘工程弧形閘門的結構特點，結合現場實際施工條件，研究、制定出以下安裝工藝。

5.1出廠前的檢查

在設備制造廠，對于支鉸座的機械加工尺寸（包括鉸座座面與軸孔中心距，鉸座底板螺孔位置與鉸軸孔的形位偏差）必須符合設計圖樣，公差范圍不得大于0.05mm以內。把鉸座零件視為一個標準件，出廠驗收時應加強檢驗。

5.2 基礎螺栓的埋設

在支鉸座牛腿土建結構上預埋基礎螺栓及鉸座基礎墊板時，必須嚴格按設計圖樣進行調整加固，并且要在混凝土澆筑時采取監控工藝，必要時，基礎墊板可采用二期砼施工方案。

要求基礎螺栓的空間位置，傾角符合設計尺寸及公差，鉸座基礎墊板的傾角、中心高程、對孔中的距離尺寸與圖樣一致。為了便于調整支鉸座軸孔中心位置，鉸座的基礎墊板下部及靠孔中一側應有一定的寬度尺寸裕度，以便裝焊擋板用來對鉸座總成進行鉸軸中心位置的調整。

5.3 施工平臺的搭設

在支座中心以下1.3m的位置（?犖364.7m高程）搭設施工平臺，以便施工人員站位。

5.4 測量控制點設置

在孔口兩側側墻上用膨脹螺栓各固定一塊鋼板（-20×400×400），鋼板高程控制在?犖366.900m左右，用Φ20鋼筋彎制成兩\"[\" 型線架，先用一個線架與左側鋼板焊接，將測量控制點設置在鋼筋線架上，使其里程為0+028.00m，并使用水準儀測出線架高程，然后用全站儀控制右側線架位置，使其高程與用左側等高，然后放出其里程位置0+028.00m，拉15m跨閘通線，將兩端測控點貫通，使高程、里程、樁號在一根鋼琴線上控制。

5.5支鉸裝置吊裝

支鉸裝置采用2×2000KN壩頂門機的40t回轉吊卸車、吊裝。

支鉸裝置吊裝前將鉸鏈與鉸座夾角調整到150°左右，用I25b工字鋼將兩者加固，在鉸鏈頭部200mm處焊接擋板，利用支鉸座軸間空當與活動支鉸螺桿孔進行吊裝，利用16t導鏈調整角度，用導鏈將支座拖到位，初步對稱地擰緊六個緊固螺帽，同時將鉸鏈鎖定在錨鉤上方可摘鉤，吊裝方法圖二：支鉸吊裝示意圖。

支鉸裝置為鑄鋼件，焊接性能較差。加固、焊接擋板時應采用低氫堿性焊條E5015，焊前應清除油漆、雜質，預熱到200℃，采用多層多道焊，層間溫度不應低于200℃，焊后600℃左右后熱處理。

5.6 支鉸裝置的調整

支鉸座安裝調整時， 一般是在支鉸座的四個角上裝上背母和螺母， 其它的螺母和背母必須松開， 待調整好后再上緊。支鉸座的調整項目較多， 且各項之間相互影響， 必須反復進行調整和測量， 直到各項符合要求為止。

支鉸高程和里程的調整， 一般在支鉸座底部和牛腿之間用斜尖或支鉸座背母和螺母進行。支鉸中心與孔口中心的距離的調整， 一般通過調整支承螺栓組時進行。支鉸同軸度的調整， 一般是調整支鉸座背母和螺母進行， 它的調整應和高程里程調整結合進行， 反復調整。支鉸座傾斜度的調整， 一般是由支鉸座背母和螺母進行調整。

5.7 支鉸裝置的測量

對外露在鉸座耳板以外的鉸軸兩端進行測量，由于靠閘墻一側的鉸軸中心孔無法目視，因此可以通過測量垂線與鉸軸外圓相切的最小距離的間接方法控制鉸軸的中心里程，在牛腿的下游面閘墩上架設水準儀可以用測量鉸軸外圓頂面高程的間接方法控制鉸軸中心的高程，達到兩鉸軸線的同軸度偏差不超過1mm。

6 應用效果

龍灘水電站表孔弧形閘門支鉸整體安裝工藝經過多次方案的研究，綜合技術、安全、經濟、進度等因素的不斷優化，解決了支鉸安裝要求精度高、測量條件環境差、施工工期緊等難題，確保預定工期目標的實現。目前7套表孔弧門已全部安裝完成，工程驗收質量優良，弧形閘門運轉平穩，通過實踐檢驗證明其安裝工藝完全滿足施工要求，值得在其它水利水電工程中借鑒。