淺議原型水槽造波機(jī)設(shè)備安裝工程技術(shù)總結(jié)

摘 要：中冶天工集團(tuán)有限公司負(fù)責(zé)安裝施工的原型水槽造波機(jī)是目前世界上尺度最大，造波能力最強(qiáng)的波浪試驗(yàn)水槽，能在試驗(yàn)水槽中造出不同波長(zhǎng)和波高的波浪，模擬實(shí)際波浪對(duì)船舶或建筑等的影響，以測(cè)定各種技術(shù)數(shù)據(jù)，為相關(guān)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：原型水槽；造波機(jī)

中圖分類號(hào)： P75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）35-56-2

0 引言

原型水槽造波機(jī)的水槽（整個(gè)水槽分為消波段、試驗(yàn)段、生波段、造波機(jī)段）尺寸長(zhǎng)450m，寬5m，深8-12m，造波機(jī)能產(chǎn)生3.5m的波浪和20m3/s的水流，能進(jìn)行1：5到1：1的大比尺模型試驗(yàn)。

造波機(jī)設(shè)備總重約334噸，主要包括：導(dǎo)軌底座及導(dǎo)軌、推波板框架及推波板、滑板及滑板支承、滑板座、橫梁及支承、動(dòng)力臺(tái)架、動(dòng)力系統(tǒng)、齒條組件、滑架等。

1 施工工藝順序

施工準(zhǔn)備→基礎(chǔ)放線測(cè)量→基礎(chǔ)檢查驗(yàn)收→設(shè)備開箱→導(dǎo)軌底座安裝、焊接→調(diào)整墊鐵安裝→導(dǎo)軌安裝找正→滑板座及絞軸安裝→滑架安裝→橫梁及支撐安裝→動(dòng)力系統(tǒng)及動(dòng)力臺(tái)架安裝找正→齒輪傳動(dòng)調(diào)整→推波板框架及推波板安裝→緩沖器安裝→潤(rùn)滑及設(shè)備加油→設(shè)備試運(yùn)行→工程驗(yàn)收

2 主要施工方法

2.1 基準(zhǔn)點(diǎn)和中心線的設(shè)定

根據(jù)土建移交的中心線，同時(shí)對(duì)水槽遠(yuǎn)端的中心點(diǎn)進(jìn)行修正。修正的目的是保證造波機(jī)的推波板垂直于水槽，避免造出來的波浪與水槽側(cè)壁發(fā)生沖擊產(chǎn)生衍生波。

用全站儀在水槽的兩側(cè)放設(shè)用于安裝導(dǎo)軌基礎(chǔ)座的中心線，用于導(dǎo)軌基礎(chǔ)座的初步找正。

在造波機(jī)一側(cè)導(dǎo)軌中心與水槽外壁之間設(shè)置找正導(dǎo)軌座測(cè)量的永久中心線，用于導(dǎo)軌座的找正。本中心線也是后期維護(hù)和檢修導(dǎo)軌座的中心線，主要用來設(shè)置激光跟蹤儀的中心線。

根據(jù)圖紙上驅(qū)動(dòng)裝置的位置，在基礎(chǔ)上放設(shè)出垂直于導(dǎo)軌的驅(qū)動(dòng)中心線。同時(shí)應(yīng)放設(shè)一條輔助中心線以便于以后動(dòng)力臺(tái)架就位后找正設(shè)備用。

2.2 導(dǎo)軌基礎(chǔ)座安裝找正

導(dǎo)軌基礎(chǔ)座分兩種形式，除每條導(dǎo)軌兩端采用短導(dǎo)軌基礎(chǔ)座外，中間部分的導(dǎo)軌基礎(chǔ)座均相同。導(dǎo)軌基礎(chǔ)座的重量為每個(gè)2噸。

導(dǎo)軌基礎(chǔ)座采用與土建預(yù)埋鋼板采用焊接的方式固定。底座就位前先測(cè)量預(yù)埋鐵件的標(biāo)高，根據(jù)標(biāo)高確定底座下方墊鐵的厚度。每組墊鐵的數(shù)量不應(yīng)多于5塊。

導(dǎo)軌基礎(chǔ)座就位標(biāo)高找正后，將全站儀架設(shè)在導(dǎo)軌基礎(chǔ)座端頭的中心線上，使用鋼尺初步找正并固定焊接。

導(dǎo)軌基礎(chǔ)座的焊接量比較大，本工程采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的焊接方式進(jìn)行焊接。焊絲采用1.2mm的H08A焊絲。2.3 導(dǎo)軌安裝

導(dǎo)軌到貨時(shí)已經(jīng)在制造廠組裝好后安裝在導(dǎo)軌座上，導(dǎo)軌座是利用調(diào)整斜墊鐵支撐，螺栓與導(dǎo)軌底座連接固定安裝到導(dǎo)軌基礎(chǔ)座上方，調(diào)整斜墊鐵的位置和高度使斜墊鐵的上平面到統(tǒng)一的設(shè)計(jì)標(biāo)高。標(biāo)高調(diào)整采用精密水準(zhǔn)儀測(cè)量。

使用130噸汽車吊在作業(yè)半徑22m（遠(yuǎn)端）的情況下將11噸重的導(dǎo)軌座吊裝就位。

首先使用全站儀進(jìn)行粗找正，為保證導(dǎo)軌的安裝精度與實(shí)際使用情況相符，將全站儀的棱鏡安裝在導(dǎo)軌上的滑塊上，推動(dòng)滑塊在導(dǎo)軌上行走，測(cè)量導(dǎo)軌的中心和標(biāo)高。測(cè)量精度達(dá)到0.5mm以內(nèi)。

因此需要加工一個(gè)全站儀棱鏡用的專用工裝，將這個(gè)工裝安裝在線型導(dǎo)軌的滑塊上，在工裝上安裝全站儀反光棱鏡。制作圖如圖1所示。

將高精度全站儀架設(shè)在永久中心線處，使用全站儀對(duì)位于導(dǎo)軌上的反光棱鏡進(jìn)行測(cè)量。在整個(gè)導(dǎo)軌上移動(dòng)反光棱鏡并進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)兩個(gè)導(dǎo)軌座進(jìn)行粗找正。利用全站儀對(duì)兩條線型導(dǎo)軌的中心進(jìn)行調(diào)整。

粗調(diào)結(jié)束后利用激光跟蹤儀對(duì)兩條線型導(dǎo)軌的標(biāo)高、中心、平行度進(jìn)行精調(diào)。

由于是露天作業(yè)，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)四周土建施工同時(shí)進(jìn)行，白天受大風(fēng)、陽光照射、振動(dòng)的外部環(huán)境的影響，對(duì)激光跟蹤儀測(cè)量造成很大的干擾，造成測(cè)量數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，因此測(cè)量工作應(yīng)在夜間進(jìn)行。

2.4 推波板框架安裝

推波板框架重量為22噸。由于推波板框架吊掛在滑架下方，因此在滑架吊裝前應(yīng)將推波框架安裝在滑架下方，待滑架安裝完畢后再將推波框架連接到滑架下。

由于推波框架上大下小，無法自主站立，需要預(yù)先準(zhǔn)備12根9m長(zhǎng)的200mm的工字鋼作為吊架將推波框架臨時(shí)吊掛起來。

在吊裝根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)布置，采用160噸汽車吊，在作業(yè)半徑16m的情況下，通過制作的臨時(shí)吊掛將推波板框架臨時(shí)放置在水槽里，保證其能夠安全直立在水槽中。

2.5 滑架安裝

滑架和齒條組件重量為90噸，外形尺寸為19.8m×8.62m×1.64m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際只能在水槽東側(cè)進(jìn)行吊裝。

根據(jù)東側(cè)平面位置，汽車吊作業(yè)半徑為18m，經(jīng)過測(cè)算采用2臺(tái)400噸汽車吊抬吊進(jìn)行安裝。

計(jì)算公式：Qj=K1K2Q=1.1×1.1×90=108.9t

吊索和吊鉤重量為5噸，吊裝重量為114噸。

查400噸汽車吊起重性能表18m作業(yè)半徑額定載荷為62噸，兩臺(tái)400噸汽車吊額定載荷為124噸，大于114噸，滿足吊裝要求。

由于場(chǎng)地狹小，吊裝前應(yīng)先將一臺(tái)400噸汽車吊按照吊裝位置停放好。待運(yùn)輸設(shè)備的車輛到達(dá)吊裝位置后，另一臺(tái)400噸汽車吊再進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。

吊裝位置圖如圖2所示。

滑架安裝就位后，檢查調(diào)整滑架上齒條與線型導(dǎo)軌的平行度，滿足0.5%且不大于0.5mm。

滑架調(diào)整完畢后將推波框架提升，與滑架連接在一起。連接前應(yīng)測(cè)量推波框架的立面垂直度和相對(duì)于水槽的垂直度。

2.6 橫梁安裝

橫梁的重量為26噸，采用160噸汽車吊，在作業(yè)半徑16m的情況下進(jìn)行吊裝。吊裝位置與吊裝推波框架時(shí)相同。

對(duì)橫梁下齒輪吊架組合與齒條嚙合情況進(jìn)行檢查，調(diào)整齒輪吊架的位置以保證齒輪副嚙合間隙。

2.7 動(dòng)力單元安裝

使用260噸汽車吊在半徑26m吊裝20噸重動(dòng)力臺(tái)架，先將動(dòng)力臺(tái)架按照?qǐng)D紙位置固定。根據(jù)安裝完畢的齒輪組位置，調(diào)整減速機(jī)和電機(jī)位置。

減速機(jī)和電機(jī)的吊裝可在動(dòng)力框架吊裝時(shí)一并吊裝。

3 總結(jié)

在造波機(jī)設(shè)備的安裝過程中，導(dǎo)軌的調(diào)整測(cè)量是施工重難點(diǎn)，其安裝精度要求高，需要在每天相同時(shí)刻進(jìn)行測(cè)量調(diào)整，盡量避免溫度變化引起的熱脹冷縮對(duì)導(dǎo)軌測(cè)量精度的影響。

由于部分設(shè)備外形尺寸大，重量重，在土建廠房施工時(shí)將造波機(jī)部分的廠房預(yù)先空出，待造波機(jī)的滑架、橫梁等大型設(shè)備就位后再進(jìn)行廠房封閉。

本工程臨近海濱，露天作業(yè)時(shí)海風(fēng)比較大，對(duì)焊接影響較大，需要搭設(shè)施工帳篷進(jìn)行焊接減小風(fēng)力對(duì)焊接的影響。

造波機(jī)設(shè)備吊裝場(chǎng)地狹小，而其吊裝半徑大，吊裝難度較大，需要制定相應(yīng)的吊裝專項(xiàng)措施以及安全措施。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 高自宜.主動(dòng)吸波式造波機(jī)造波原理研究[D].哈爾濱工程大學(xué)，2009.