淺談紫坪鋪樞紐工程動滑輪組與攔污柵槽干涉問題的解決方案

藍 慧 娟

(四川省紫坪鋪開發有限責任公司，四川 成都 610091)

0 引 言

紫坪鋪水利樞紐位于岷江上游汶川映秀至都江堰河段，是一座以灌溉和供水為主，兼有防洪、發電、環境保護、旅游等綜合利用功能的一等大(I)型水利樞紐工程。該樞紐引水發電進水塔前布置有16+1套攔污柵，其主要啟閉設備為進水口2 000/400/400 kN雙向門機的回轉吊，在設備設施安裝結束后，試運行期間發現雙向門機回轉吊的動滑輪在柵槽中心(起吊中心)入槽時，動滑輪伴隨著支臂的角度也同時存在一定的角度。該角度造成了動滑輪與攔污柵柵槽在尺寸上不匹配，存在無法入槽的問題。因此，對設備安全性、可靠度進行了進行全面考慮后，對設備進行技術改造是必要的。

1 不匹配的原因

出現動滑輪與攔污柵柵槽在尺寸上不匹配，存在無法入槽的問題，主要原因為門機設計單位忽略了攔污柵吊裝作業狀態支臂和柵槽間存在一定角度，因此導致動滑輪與柵槽配合時是動滑輪的斜向尺寸(比理論配合尺寸偏大)，因此，導致了運行的不便。動滑輪與柵槽的配合尺寸詳見圖1。

圖1 門機回轉吊動滑輪在起吊角度和中心時與柵槽配合關系圖

由圖1可知，設計單位核對動滑輪與柵槽尺寸時，是按動滑輪軸線垂直柵槽軸線的正常位置設定的，忽略了門機回轉吊工作時臂架與有柵槽軸線45°夾角；動滑輪與吊具是采用吊鉤橫梁式聯接，吊具可在水平面自由旋轉，不能約束和扭正動滑輪的位置。很明顯，要解決此配合干涉問題，需改造動滑輪組結構，將圖1中W尺寸控制在500 mm以內，才是行之有效的辦法。

2 演算及改造

2.1 縮小動滑輪直徑，減小動滑輪間距

根據啟閉機設計規范規定，動滑輪最小底徑為

D=(h-1)×d

= (18-1)×32

= 544 (mm)

式中d為鋼絲繩直徑，32 mm；h為系數，輕級，選18

原動滑輪底徑為φ800 mm，此處取φ560 mm。

動滑輪組設有兩個滑輪，原設在兩吊板外側，間距600 mm；現將滑輪改至兩吊板內側，根據結構間距可為170 mm。

據此，改造后的動滑輪組在圖1中，A=516 mm、B=755 mm，W=450 mm，完全能避免干涉問題。

3.2 加大起升上限尺寸，縮小平衡滑輪直徑

動滑輪組結構和尺寸的改變，必然引起起升到高點時鋼絲繩偏角的改變。為改善鋼絲繩偏角，需加大起升上限尺寸，縮小平衡滑輪直徑。

經驗算，在不影響攔污柵的安裝和吊運前題下，回轉吊壩上揚程可降低1 m，即起升上限尺寸加大1 m。經計算，系數取16時，平衡滑輪底徑可取φ500 mm。

3.3 鋼絲繩偏角的驗算

滑輪系統鋼絲繩偏角示意圖見圖2。

按圖2計算可得，動滑輪與定滑輪間鋼絲繩偏角α=4.64°,動滑輪與平衡滑輪間鋼絲繩偏角β=4.23°，均在啟閉機規范規定的5°以內。

3.4 改造及效果

按照上述分析及演算，進行技術改造后，雙向門機回轉吊動滑輪在柵槽內全行程運行平穩、工作正常，滿足攔污柵的啟閉運行要求。

1—定滑輪，2—平衡滑輪，3—動滑輪圖2 滑輪系統鋼絲繩偏角示意圖

4 結 語

在水利工程設計建設與后續運行過程中，存在一定的缺陷導致設備設施運行不便或無法正常運行的情況。紫坪鋪水利樞紐工程引水發電進水塔布置16+1套攔污柵，其啟閉設備為進水口雙向門機左右回轉吊，在安裝結束運行期間，發現回轉吊動滑輪與攔污柵槽存在干涉的缺陷，一定程度上影響安全運行。因此，在水工金屬結構設計過程中，需全面考慮其運行工況，以及與水工建筑物、孔口、槽之間的配合關系。在實際改造過程中，保障設備設施受力結構滿足起吊要求的前提下，核算考慮配合間隙的余量。