弧形閘門(mén)支鉸座埋件安裝技術(shù)

羅康吉

（中國(guó)葛洲壩集團(tuán)三峽建設(shè)公司，湖北宜昌 443002）

弧形閘門(mén)支鉸座埋件安裝技術(shù)

羅康吉

（中國(guó)葛洲壩集團(tuán)三峽建設(shè)公司，湖北宜昌 443002）

水電站工程中工作閘門(mén)一般采用弧形閘門(mén)，在弧形閘門(mén)安裝過(guò)程中，支鉸座的安裝質(zhì)量尤為重要，一旦出現(xiàn)兩個(gè)支鉸座不同軸或者位置偏差較大等情況，將直接影響整個(gè)閘門(mén)能否順利啟閉和止水是否良好。本文結(jié)合柬埔寨額勒賽下游水電站上電站溢洪道表孔弧形閘門(mén)支鉸座預(yù)埋件的安裝情況，介紹其一期預(yù)埋件和二期預(yù)埋件安裝技術(shù)。在此安裝過(guò)程中，放棄了傳統(tǒng)的利用假支鉸座安裝的方法，采用了新的安裝技術(shù)，在保證安裝質(zhì)量的同時(shí)，大大提高了安裝的效率，節(jié)約了施工成本，創(chuàng)造了效益。

弧形閘門(mén) 支鉸座預(yù)埋件 安裝技術(shù)

1 概述

柬埔寨額勒賽下游水電站上電站溢洪道設(shè)有3個(gè)表孔，工作閘門(mén)為弧形閘門(mén)，面板的曲率半徑為2 1 m，工作閘門(mén)啟閉機(jī)為2× 1250KN懸掛式液壓?jiǎn)㈤]機(jī)，閘門(mén)的支鉸形式為球鉸，閘門(mén)的重量為219t。

表孔閘門(mén)支鉸座預(yù)埋件分為一期預(yù)埋結(jié)和二期預(yù)埋件。一期預(yù)埋件由一塊40mm厚的鋼板和56根φ36mm圓鋼焊接組成；二期預(yù)埋件為固定支鉸座的連接螺桿，共有M60mm螺桿14根，螺桿與一期預(yù)埋件的鋼板進(jìn)行焊接。支鉸座預(yù)埋結(jié)構(gòu)件如圖1所示。

圖1 支鉸座預(yù)埋結(jié)構(gòu)件圖

圖2 支鉸座預(yù)埋螺桿安裝模具示意圖

2 安裝過(guò)程

2.1 一期預(yù)埋件安裝

2.1.1 準(zhǔn)備工作

（1）一期預(yù)埋結(jié)構(gòu)件在焊接完成后進(jìn)行平面度校正，平面度控制在2mm之內(nèi)，畫(huà)好橫豎中心線(xiàn)，做好中心標(biāo)記線(xiàn)。

（2）安裝前，利用全站儀和經(jīng)緯儀在左右邊墻上放出預(yù)埋結(jié)構(gòu)件的里程點(diǎn)和高程點(diǎn)，并做好標(biāo)記，在預(yù)埋件安裝處做好臨時(shí)支架，并做好中心點(diǎn)標(biāo)記。

2.1.2 安裝

（1）將預(yù)埋件放在臨時(shí)支架上，調(diào)整好預(yù)埋件的高程、里程和中心點(diǎn)，利用三角形的原理，在預(yù)埋件中心點(diǎn)上吊垂線(xiàn)，測(cè)量垂線(xiàn)豎直方向長(zhǎng)度和水平方向距預(yù)埋板的距離，對(duì)照放樣圖，對(duì)埋件板面的傾斜度進(jìn)行控制。

（2）同一孔的埋件需同時(shí)進(jìn)行安裝，確保中心點(diǎn)、里程點(diǎn)和高程點(diǎn)在同一個(gè)面上。在調(diào)整完成后利用全站儀和經(jīng)緯儀進(jìn)行檢驗(yàn)合格后進(jìn)行加固，然后澆筑一期混凝土。

（3）在澆筑混凝土?xí)r注意對(duì)預(yù)埋件的保護(hù)和監(jiān)測(cè)，防止預(yù)埋件出現(xiàn)偏移。在澆筑完成后對(duì)預(yù)埋件進(jìn)行復(fù)測(cè)，并做好記錄。

2.2 二期預(yù)埋螺桿安裝

2.2.1 利用假支鉸座安裝的方法

按照傳統(tǒng)的安裝方法對(duì)支鉸座二期預(yù)埋件安裝時(shí)，通常都按照實(shí)際的支鉸尺寸去制作一個(gè)假支鉸座。在預(yù)埋螺桿安裝到位后，吊裝假支鉸座，然后進(jìn)行整體調(diào)整，在滿(mǎn)足技術(shù)要求后進(jìn)行整體加固和預(yù)埋螺桿的焊接，以達(dá)到安裝的目的。此安裝方法雖然可行，但也有一些不利之處。

（1）假支鉸座的制作精度要求較高。在施工現(xiàn)場(chǎng)制作假支鉸座沒(méi)有機(jī)加工設(shè)備，很難達(dá)到支鉸座的制作要求。

（2）假支鉸座制作費(fèi)用較高。假支鉸座的制作需要消耗大量的材料，也需要一定的人工和設(shè)備來(lái)完成，制作的成本較高。

（3）拆裝不便。假支鉸座自身的重量較重，在安裝和拆除都需要另外布置設(shè)備對(duì)其進(jìn)行吊裝或拆除。

（4）假支鉸座與實(shí)物支鉸座尺寸精度存在誤差。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物測(cè)量發(fā)現(xiàn)，有的支鉸座孔距誤差達(dá)到2mm，并且各支鉸座的誤差位置和數(shù)值不同，在這種情況下，利用假支鉸座安裝預(yù)埋螺桿就無(wú)法達(dá)到精度要求，在預(yù)埋螺桿安裝完成后仍然有可能出現(xiàn)支鉸座無(wú)法順利穿裝的情況。

2.2.2 新的安裝方法

支鉸座的主要控制點(diǎn)為中心點(diǎn)、同一套閘門(mén)兩個(gè)支鉸座的同軸度以及傾斜度，對(duì)預(yù)埋螺桿要求每根螺桿對(duì)支鉸座座板的垂直度和每根螺桿的間距必須滿(mǎn)足技術(shù)要求，同時(shí)預(yù)埋螺栓整體滿(mǎn)足中心點(diǎn)、傾斜度的要求。本方法利用制作簡(jiǎn)單的模具完成支鉸座預(yù)埋螺栓的安裝，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于調(diào)整安裝。支鉸座預(yù)埋螺桿安裝模具示意圖見(jiàn)圖2。

（1）螺桿套筒制作。根據(jù)螺桿連接孔的直徑制作套筒，套筒由定位鋼板和鋼管（鋼管內(nèi)徑比螺桿外徑大0.5mm）組成，主要用于保證螺桿相對(duì)于支座連接板的垂直度。在制作套筒時(shí)要確保鋼管與定位鋼板的垂直度在進(jìn)行焊接，制作的數(shù)量滿(mǎn)足同一孔閘門(mén)支鉸座埋件同時(shí)安裝的要求。

（2）保持框架制作。保持框架包括框架主體和支鉸座中心孔板，框架主體根據(jù)支鉸座座板尺寸制作，開(kāi)孔尺寸略大于支鉸座螺桿孔的尺寸，在框架主體拼裝焊接并經(jīng)校正合格后安裝支鉸座中心孔板。支鉸座中心孔板的開(kāi)孔中心依據(jù)支鉸座轉(zhuǎn)軸中心開(kāi)設(shè)，孔徑大小滿(mǎn)足穿拉鋼琴線(xiàn)調(diào)整支鉸座轉(zhuǎn)軸中心即可，在開(kāi)孔周?chē)龊弥行狞c(diǎn)測(cè)量標(biāo)記線(xiàn)（以支鉸座轉(zhuǎn)軸中心點(diǎn)為中心畫(huà)圓作標(biāo)記），用于調(diào)整支鉸座轉(zhuǎn)軸中心點(diǎn)和測(cè)量同一套支鉸座的轉(zhuǎn)軸同軸度。

框架主體制作時(shí)要保證框架的整體剛度和平面度，支鉸座中心孔板安裝后要保證孔板與框架主體的垂直度和孔中心點(diǎn)位置，給孔板做好支撐，防止孔板變形導(dǎo)致孔中心出現(xiàn)偏移。

（3）保持框架與螺桿套筒的拼裝。由于每個(gè)支鉸座螺孔制作的偏差不同，每個(gè)模具的孔中心位置略有偏差。在保持框架與螺桿套筒拼裝時(shí)，先將保持框架放置在支鉸座座板上，調(diào)整好孔對(duì)應(yīng)位置，再利用螺桿進(jìn)行穿裝，然后將螺桿套筒套入螺桿，調(diào)整好螺桿與套筒的間隙，將螺桿套筒與保持框架主體點(diǎn)焊上，確保點(diǎn)焊牢固。在拼裝時(shí)注意保持框架與支鉸座座板的接觸間隙，要確保保持框架與支鉸座座板接觸均勻平整，在拼裝完成后檢查各相對(duì)尺寸，需滿(mǎn)足技術(shù)要求。

（4）預(yù)埋螺桿整體組裝。利用保持框架和螺桿套筒將全部螺桿定位合格后，在螺桿埋入混凝土端將螺桿進(jìn)行整體加固，確保螺栓不出現(xiàn)松動(dòng)。在組裝完成后對(duì)螺栓的各相對(duì)尺寸進(jìn)行檢查，檢查合格后交現(xiàn)場(chǎng)安裝。

（5）測(cè)量放點(diǎn)。在支鉸座支墩和支墩側(cè)墻上做好樣架，利用全站儀測(cè)量出兩側(cè)支鉸座的中心點(diǎn)、高程點(diǎn)和里程點(diǎn)，在支鉸座支墩上的樣架上做好中心點(diǎn)標(biāo)記，在側(cè)墻樣架上做好高程和里程點(diǎn)標(biāo)記。要求標(biāo)記點(diǎn)明顯，不易破壞。

（6）預(yù)埋螺桿吊裝。兩側(cè)預(yù)埋螺桿同時(shí)進(jìn)行吊裝，在預(yù)埋螺桿吊裝到安裝位置后進(jìn)行對(duì)其進(jìn)行粗調(diào)，然后通過(guò)兩側(cè)墻上的標(biāo)記點(diǎn)拉設(shè)一根鋼琴線(xiàn)，鋼琴線(xiàn)穿過(guò)模具上的支鉸座孔板中心。

（7）精調(diào)。利用偏移中心線(xiàn)和吊垂線(xiàn)的方法來(lái)調(diào)整支鉸座的中心位置；利用鋼直尺測(cè)量孔板上的中心點(diǎn)測(cè)量標(biāo)記線(xiàn)到鋼琴線(xiàn)距離，孔板每側(cè)周向測(cè)量不得少于8個(gè)點(diǎn)， 兩側(cè)支鉸座預(yù)埋件同時(shí)測(cè)量的方法來(lái)調(diào)整高程點(diǎn)、里程點(diǎn)和轉(zhuǎn)軸的同軸度。在調(diào)整完成利用全站儀和經(jīng)緯儀對(duì)其進(jìn)行檢查，合格后對(duì)預(yù)埋螺桿進(jìn)行整體加固，同時(shí)保護(hù)好螺紋不受破壞。

（8）螺桿焊接。所有螺桿先焊接一道固定好，再對(duì)稱(chēng)進(jìn)行焊接，防止應(yīng)力變形。在焊接完成后再對(duì)整體螺桿進(jìn)行檢查，合格后進(jìn)行二期混凝土澆筑，做好檢查的記錄。

（9）在澆筑混凝土?xí)r注意對(duì)預(yù)埋螺桿的保護(hù)和監(jiān)測(cè)，保護(hù)好預(yù)埋螺桿。在澆筑完成后對(duì)預(yù)埋螺桿進(jìn)行復(fù)測(cè)，對(duì)照澆筑澆筑前檢查記錄，做好偏差分析及應(yīng)對(duì)措施。

（10）對(duì)模具進(jìn)行拆除，留備下一孔閘門(mén)支鉸座預(yù)埋螺桿安裝使用。

3 實(shí)施效果

在接下來(lái)的支鉸座安裝中，每個(gè)相對(duì)應(yīng)的支鉸座螺桿穿裝均十分順利，沒(méi)有一根螺桿需要校正才能安裝支鉸座，在支鉸座安裝完成后對(duì)其進(jìn)行測(cè)量檢測(cè)，中心點(diǎn)、高程、里程和同軸度都在規(guī)范要求范圍內(nèi)，得到了業(yè)主和監(jiān)理的一致好評(píng)。同時(shí)由于方法的改進(jìn)，支鉸座埋件安裝的輔助材料成本大大降低，工期比計(jì)劃工期提前了3天，質(zhì)量也得到了有效地保證，直接創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益約18萬(wàn)元。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)支鉸座預(yù)埋螺桿安裝新技術(shù)的使用，對(duì)比傳統(tǒng)的假支鉸安裝方法降低了成本和安裝難度，同時(shí)解決了由于支鉸座螺孔制作誤差可能帶來(lái)的質(zhì)量問(wèn)題，也提高了安裝的速度。實(shí)踐表明，此安裝技術(shù)是科學(xué)的、可行的。

［1］DL/T 5018-2004，水電水利工程鋼閘門(mén)制造安裝及驗(yàn)收規(guī)范.

［2］楊逢堯，魏文煒.水工金屬結(jié)構(gòu).水利水電出版社，2005-9-1.

［3］SL36—92，水工金屬結(jié)構(gòu)焊接通用技術(shù)條件.

式中α為修正系數(shù)，按照相近跨徑的橋梁的下?lián)蠈?shí)際情況確定此系數(shù)：

d1為成橋5年后收縮徐變撓度計(jì)算值

d2為活載撓度計(jì)算值

3.3 兩種設(shè)置方法的比較

上述設(shè)置成橋預(yù)拱度的兩種方法，我們從最大成橋預(yù)拱度和分配曲線(xiàn)的兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行比較。

（1）在最大預(yù)拱度計(jì)算值方面進(jìn)行比較，跨中最大預(yù)拱度的計(jì)算值在兩種方法中都是以經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，它們是相同的。公式算法中的修正系數(shù)α值主要是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)曲線(xiàn)分配法中做得到的經(jīng)驗(yàn)值范圍（L/1500～L/1000）來(lái)確定。

（2）在分配曲線(xiàn)方面比較，兩種方法是不同的。通過(guò)計(jì)算證明，按二次拋物線(xiàn)曲線(xiàn)布置預(yù)拱度不適應(yīng)連續(xù)剛構(gòu)橋的線(xiàn)形布置，會(huì)造成橋面曲線(xiàn)的不平順，不通暢。采用余弦曲線(xiàn)分配成橋預(yù)拱度，曲線(xiàn)外形更加美觀、平順。

4 結(jié)語(yǔ)

本文將連續(xù)剛構(gòu)橋預(yù)拱度分為施工預(yù)拱度和成橋預(yù)拱度，施工預(yù)拱度按照施工過(guò)程中模擬計(jì)算結(jié)果設(shè)置，并以施工誤差理論加以調(diào)整。成橋預(yù)拱度在混凝土后期徐變變形和活載變形計(jì)算基礎(chǔ)上，以余弦曲線(xiàn)分配為宜。

參考文獻(xiàn)：

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［5］JTG D62-2004.公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

羅康吉（1981—），男，侗族，貴州劍河人，本科，工程師，研究方向：鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)。