談四女寺北進(jìn)洪閘弧形閘門(mén)吊裝經(jīng)驗(yàn)

張寒冰，張興鋒

（水發(fā)機(jī)電集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南250109）

漳衛(wèi)南運(yùn)河四女寺樞紐工程位于山東省德州市德城區(qū)、武城縣和河北省故城縣的兩省三縣（區(qū)）交界處，樞紐工程是漳衛(wèi)南運(yùn)河中下游的主要控制工程。北進(jìn)洪閘共12孔，其中1～2孔和11～12孔為原結(jié)構(gòu)改造加固，即原閘墩和底板保留，僅更換閘門(mén)、埋件和啟閉設(shè)備，單孔凈寬10.0 m。3～10孔為新建結(jié)構(gòu)，單孔凈寬9.6 m。

該工程弧形閘門(mén)面板外緣弧長(zhǎng)約11 m，總重約45 t，門(mén)葉單重約24.5 t，考慮閘門(mén)運(yùn)輸方便，弧形閘門(mén)分三節(jié)制作。本文詳細(xì)介紹閘門(mén)吊裝方案以及主要起吊設(shè)備計(jì)算選擇過(guò)程。

1 吊裝方案

1.1 主要參數(shù)

閘門(mén)分節(jié)后主要部件見(jiàn)表1：

表1 閘門(mén)主要參數(shù)

1.2 吊裝流程

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)及閘室結(jié)構(gòu)造型，閘門(mén)卸車(chē)吊裝必須在閘室上游高程90.00 m平面處，且該平面處具備閘門(mén)運(yùn)輸車(chē)輛及吊車(chē)同行條件。

吊裝流程：先吊裝閘門(mén)支鉸支臂→依次吊裝下節(jié)→吊裝中節(jié)→吊裝上節(jié)。

閘門(mén)安裝過(guò)程中、焊接后要安排人員進(jìn)行所有數(shù)據(jù)的記錄、觀察。

1.3 施工準(zhǔn)備

吊裝前將閘室底板清理干凈，整理吊裝和安裝作業(yè)面，為閘門(mén)主要大件運(yùn)輸車(chē)及吊車(chē)進(jìn)場(chǎng)提供場(chǎng)地。首先，技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行技術(shù)交底及安全技術(shù)措施交底。其次，設(shè)置吊裝警戒區(qū)，專(zhuān)職安全員到場(chǎng)，其他閑雜人員清場(chǎng)。清除所有妨礙吊裝工作的障礙物，清理閘室、閘門(mén)槽雜物，預(yù)埋件表面的混凝土殘?jiān)取５谌瑢?duì)所有預(yù)埋件再進(jìn)行一次復(fù)合，對(duì)閘門(mén)門(mén)體進(jìn)行檢查，查看有無(wú)運(yùn)輸損壞處。對(duì)所有參加吊裝人員進(jìn)行安全教育，加強(qiáng)落實(shí)吊裝方案，同時(shí)安排專(zhuān)職安全員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行巡視。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地情況，選用70t汽車(chē)吊上游吊裝閘門(mén)。確定吊車(chē)最佳位置，以及備好索具、卸扣等。

1.4 吊裝過(guò)程

1）卸車(chē)。采用70 t汽車(chē)吊，先將吊車(chē)駛?cè)耄x擇一最佳位置固定吊車(chē)，然后運(yùn)輸車(chē)輛倒入并與汽車(chē)吊平行停靠，預(yù)留出安全距離。卸車(chē)采用抱兜法，將閘門(mén)平端起并脫離汽車(chē)托盤(pán)，運(yùn)輸車(chē)駛離，將閘門(mén)緩慢下落至原地。

2）吊裝。先將支鉸支臂安裝固定，更換吊點(diǎn)吊裝下節(jié)閘門(mén)，把吊鉤掛于在廠內(nèi)已焊接好的臨時(shí)吊點(diǎn)處，進(jìn)行吊裝。再在每節(jié)閘門(mén)中心線下30 cm處，兩側(cè)對(duì)稱(chēng)均勻布置2個(gè)牽引點(diǎn)，牽引點(diǎn)沿閘門(mén)中心線左右對(duì)稱(chēng)，間距10 m，用于栓系牽引繩，繩子長(zhǎng)度30 m，兩側(cè)分別安排4人抓住牽引繩。將閘門(mén)緩慢豎立后起吊，在閘門(mén)脫離地面后，依靠牽引力保持閘門(mén)的平穩(wěn)性。在閘門(mén)升起至一定高度后，起重工指揮吊車(chē)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，將閘門(mén)就位，測(cè)量閘門(mén)與側(cè)軌、支臂的間隙，確保對(duì)位準(zhǔn)確，將門(mén)體緩緩下落，使閘門(mén)與兩邊側(cè)軌間隙一致，將閘門(mén)與支臂連接固定。吊裝示意圖如圖1。

圖1 閘門(mén)吊裝示意圖

上中節(jié)門(mén)葉吊裝方式與下節(jié)類(lèi)似，吊裝就位后的尺寸調(diào)整方式也與下節(jié)基本相同，需要注意的是在上中節(jié)閘門(mén)尺寸調(diào)整完成后，要與下節(jié)閘門(mén)進(jìn)行部分焊接，焊接時(shí)采用兩部二氧焊機(jī)同時(shí)焊接（現(xiàn)場(chǎng)焊接時(shí)如有風(fēng)，應(yīng)采取適當(dāng)遮擋措施），在閘門(mén)的面板、縱梁腹板、主梁翼板等處實(shí)施段焊，每處焊接200 mm間隔距離不大于800 mm，施焊順序自中間縱梁腹板往兩側(cè)同時(shí)對(duì)稱(chēng)斷焊，先焊完所有縱梁腹板后焊接主梁翼板，同時(shí)采用自中間向兩側(cè)的順序。最后焊接面板（自中間向兩側(cè)）。對(duì)于面板錯(cuò)牙處采用5 t、3 t千斤頂通過(guò)墊梁進(jìn)行矯正。為了保證吊裝安全，現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)力大于3級(jí)時(shí)停止施工。

3）拼裝。閘門(mén)拼裝前在閘門(mén)面板側(cè)搭設(shè)腳手架作為工作平臺(tái)，用于閘門(mén)調(diào)整及焊接使用。

4）注意事項(xiàng)。閘門(mén)安裝過(guò)程中、焊接后要安排人員進(jìn)行所有數(shù)據(jù)的記錄、觀察。

2 吊機(jī)和索具計(jì)算

2.1 吊車(chē)起重能力計(jì)算

由表1知，支臂支鉸組合件最重為9.8 t左右，工作閘門(mén)下節(jié)最重為9.3 t左右，根據(jù)工件的重量以及外形尺寸，擬吊車(chē)選用70 t汽車(chē)吊。在作業(yè)半徑為12 m時(shí)，伸臂34.3 m，額定起重量為11.6 t（90%工況），大于最重閘門(mén)9.8 t，滿足吊裝要求。

2.2 許用拉力計(jì)算

1）70 t汽車(chē)吊用鋼絲繩。鋼絲繩的許用拉力計(jì)算采用估算法。閘門(mén)分節(jié)最大起吊重量約為9 800 kg。

計(jì)算采用2根鋼絲繩起吊受力，鋼絲繩每根長(zhǎng)約7 m，吊裝時(shí)鋼絲繩夾角在60°～90°，2個(gè)吊點(diǎn)間長(zhǎng)度方向的距離為7 m，計(jì)算角取60°。鋼絲繩吊裝示意圖見(jiàn)圖2。

圖2 鋼絲繩吊裝示意圖

參照有關(guān)規(guī)范[1]，通過(guò)計(jì)算，每根鋼絲繩的張力F為56.35kN，取5倍安全系數(shù)。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[2]，取折減系數(shù)ψ=0.82，計(jì)算鋼絲繩的許用拉力S許為432 kN；S破為354.24 kN；則F=281.75 kN＜S破=354.24 kN，計(jì)算結(jié)果滿足要求。

2）卸扣。閘門(mén)分節(jié)最大起吊重量約為9 800 kg。用2根鋼絲繩起吊，需要2個(gè)卸扣。通過(guò)計(jì)算得鋼絲繩直徑d=36.06 mm，所選用銷(xiāo)軸直徑為d=40 mm時(shí)可滿足要求。

3 結(jié)語(yǔ)

目前，該閘門(mén)已全部安裝完畢，在建設(shè)單位的組織下順利通過(guò)了設(shè)計(jì)、監(jiān)理等單位的審查，試運(yùn)行良好。