船閘檢修中橫拉門調(diào)試要點探討

張發(fā)明 江蘇省交通工程集團有限公司

閘門是船閘水工建筑物的重要組成部分，也是重要的擋水設(shè)施，在船舶順利過閘后用以封閉通航孔口，保證船舶安全進出閘室，閘門定期調(diào)試是保證舊閘門安全運行的關(guān)鍵。橫拉閘門是在靜水條件下啟閉并承受雙向水頭的閘門，其主要通過運行于軌道上的頂?shù)灼杰噷崿F(xiàn)移動；橫拉閘門啟閉機在齒輪齒條直線運動的作用下帶動頂平車相應(yīng)運動，頂平車主要通過吊桿和門體連接，帶動門體及底平車運動后實現(xiàn)閘門啟閉。故橫向閘門檢修工作重點應(yīng)主要放在頂滾輪、傳動裝置、頂平車，底滾輪、車架、底平車，吊桿和頂推桿等方面。

1.工程概況

某船閘為Ⅱ級通航建筑物，橫拉門設(shè)計尺寸為長＊高＊厚20.7m＊14.05m＊3.77m，為鋼質(zhì)雙面板桁架式結(jié)構(gòu)，面板厚度12mm，是船閘重要的擋水設(shè)施。頂?shù)阻旒芗?榀主桁架均沿橫拉門水平向布置，兩榀柱桁架和5榀豎向桁架則沿橫拉門豎直向布置。為降低門體重量，在門體結(jié)構(gòu)內(nèi)部增設(shè)密封浮箱，閘門頂?shù)赘叱谭謩e為8.5m和-5.45m，上下游最高、最低設(shè)計水位分別為7.2m和-0.4m。船閘只配備1組檢修門，且因閘門高度限制，船閘橫拉門檢修只能在枯水期進行。為保證該船閘橫拉門結(jié)構(gòu)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，對閘門性能及運行進行定期檢修調(diào)試。

2.船閘橫拉門受力分析

橫拉閘門上所作用的荷載主要有上下游水壓力、風荷載、門體結(jié)構(gòu)自重、波浪壓力及浮箱浮力等。在進行橫拉閘門門體受力分析時主要考慮水壓力，水壓力主要通過門體面板傳遞至主桁架和次梁，水平次梁上所作用的荷載則通過豎向桁架及次梁傳遞至主桁架，再通過端柱傳遞至閘墩。

3.船閘檢修中橫拉門調(diào)試要點

3.1 支承閘門運轉(zhuǎn)件調(diào)試

閘門支承運轉(zhuǎn)件主要包括頂滾輪和傳動裝置組成的頂平車以及底滾輪和車架組成的底平車兩個部分，故對其調(diào)試也應(yīng)當從以上兩個部分構(gòu)成件著手。

3.1.1 頂滾輪調(diào)試

頂滾輪通常僅在大修時拆檢、更換，當頂平車箱體發(fā)生變形后會導致滾輪受力不均，這種情況下就需要進行頂滾輪調(diào)試，主要在滾輪軸上方和車架間增加墊片，以緩解、糾正車廂變形，并起到摩阻力緩沖的作用。

3.1.2 底平車軸承調(diào)試

根據(jù)實地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，底平車主滾輪軸承損壞是導致底平車損壞的主要原因，本船閘橫拉門重量主要由8個滾輪支承和承受，并保證橫拉門順軌道行走，8個滾輪所用軸承均為普通標準圓錐滾子軸承，主要承受徑向荷載及少量軸向荷載，滾輪結(jié)構(gòu)詳見圖1所示。根據(jù)對往年更換下來的底平車軸承的分析發(fā)現(xiàn)，滾珠磨損/脫落是導致其軸承損壞的主要原因，保持架腐蝕及潤滑不良是次要原因。通過對船閘橫拉門水下運行環(huán)境及底平車軸承損壞規(guī)律的進一步分析，其軸承滾珠磨損/脫落的主要原因有以下方面：一是軸承缺乏密封裝置，軸端的橡膠密封和連接處的墊圈密封無法有效防止軸承運行中塵土和淤泥的涌入，滾珠長時間運行后漬滿泥漿，間隙改變、精度降低，甚至咬死停轉(zhuǎn)，硬拉后損壞軸承；二是水下復(fù)雜的運行環(huán)境導致軸承滾珠磨損后從銹蝕的保持架脫落，損壞軸承。

圖1 船閘橫拉門主滾輪總裝示意圖

為降低維修成本，提升維修效率，經(jīng)與軸承制造商研究后決定，不進行整體結(jié)構(gòu)的變動，僅從加強密封、強化滾子、加強保持架材料等方面進行調(diào)試和優(yōu)化。

3.1.3 傳動軸線調(diào)試

安裝在頂平車廂內(nèi)電機的減速齒輪通過機械傳動驅(qū)使固定齒條上齒輪轉(zhuǎn)動，在頂平車的帶動下使閘門沿其縱軸線方向往返直線運動，進而實現(xiàn)船閘橫拉門的運動。頂平車傳動齒輪主要通過傳動軸與減速箱連接，通過調(diào)試必須使兩側(cè)傳動軸位于同一軸線下，并與各減速齒輪軸線平行，傳動軸線與同側(cè)頂滾輪中心線垂直，并與兩側(cè)齒條距離相等。為保證調(diào)試精度，應(yīng)根據(jù)兩側(cè)齒條和頂滾輪施作輔助線，待傳動軸支座就位后反復(fù)測量，直至符合運行要求。

3.2 吊桿和頂推桿調(diào)試

船閘橫拉門門體主要通過吊桿和頂推桿件與頂平車相連，橫拉門面板重量大，若兩根吊桿受力不均，則無法保證閘門平穩(wěn)運行。在調(diào)整過程中，必須反復(fù)進行橫拉閘門運行，并不斷調(diào)節(jié)吊桿長度，最終使閘門運行與軌道平行。頂推件是頂平車與閘門水平動力傳遞的重要部件，其在閘門關(guān)閉時主要發(fā)揮頂推作用，必須保證頂推件兩側(cè)間隙大小相等，在閘門開啟時主要發(fā)揮閘門拉動作用，必須使兩側(cè)拉力承受鏈條均衡受力。

3.3 頂?shù)诐L輪調(diào)試

為保證橫拉閘門順利運行，避免其結(jié)構(gòu)件發(fā)生磨損、變形和損壞，必須在頂?shù)诐L輪調(diào)試時留出10mm左右間隙，防止主滾輪底輪緣與軌道相切，并能增大側(cè)滾輪和側(cè)軌道接觸的機會，保證水平向均衡受力。對間隙尺寸的調(diào)整通常通過在滾輪座和閘門體間增設(shè)墊片。

4.橫拉門軌道故障處理及調(diào)試

在檢修過程中發(fā)現(xiàn)，下橫拉門水下軌道上游側(cè)存在4.0m左右的斷裂，下游側(cè)導向底板變形，根據(jù)對船閘設(shè)計圖紙的分析，初步判定為軌道斷裂、橫拉門行進時遭遇脫軌，在閘門結(jié)構(gòu)自重的影響下造成傾斜。

4.1 故障處理

為便于檢修工作的進行，應(yīng)先將船閘下橫拉門拉回門槽，并通過葫蘆吊吊升橫拉門遠端，使其懸空后在其上游側(cè)安裝葫蘆，在葫蘆的牽引下逐漸恢復(fù)門體。待門體恢復(fù)準確位置后簡單處理橫拉門和啟閉機連接板。完成后將傳動皮帶撤出，并利用繩索纏繞皮帶盤牽引橫拉門啟閉機端，將橫拉門拉回門槽。此后架設(shè)葫蘆將門體提升后，在上下游側(cè)分別安裝葫蘆牽引，保證其行走輪準確落入軌道。結(jié)束橫拉門軌道修復(fù)后，還應(yīng)穩(wěn)定橫拉門，并將橫拉門和啟閉機連接板的連接解除，在門槽結(jié)構(gòu)內(nèi)調(diào)整門體位置，使上下門槽距離一致無變形，再連接橫拉門和啟閉機連接板后撤離葫蘆吊。通過繩索牽引移動橫拉門，并在行走過程中檢查橫拉門底水封情況以及底水封和密封板間隙是否符合設(shè)計要求，待橫拉門即將入槽時檢查其上游側(cè)兩端側(cè)水封。橫拉門順利進入門槽后檢查其側(cè)水封和門槽的結(jié)合情況，并進行橫拉門啟閉操作，檢查是否存在卡阻等問題。

4.2 橫拉門軌道調(diào)試

在完成橫拉門軌道維修后的運行過程中，需要進行定期檢查與調(diào)試，主要檢查橫拉門底水封、側(cè)水封以及底水封與密封板間隙、側(cè)水封與門槽結(jié)合情況等，定期檢查上下游頂?shù)总壍腊惭b的平直性及軌道間中心間距，保證軌道截面高差、對角線差及中心偏差等符合設(shè)計要求，連接件緊固；拆檢齒條，并將齒槽內(nèi)油污清理干凈，更換磨損齒條，保證齒輪齒條嚙合良好，橫拉門運行過程中滾輪始終與軌道良好接觸，無異響。

5.結(jié)論

該船閘橫拉門檢修過程嚴格按照上述步驟和要點進行，檢修后驗收委員會所給出的評價結(jié)果也顯示，橫拉閘門頂齒板與頂平車轉(zhuǎn)動部分齒輪齒條嚙合情況良好，在整個運行過程中滾輪均與軌道密接，且無異響；電機、減速箱更換后完全符合設(shè)計要求，運行良好；頂?shù)总壍谰S修更換后，連接件緊固；橫拉門主滾輪總成更換后安裝牢固，運行良好。對于船閘工程而言，必須建立完善的橫拉門定期檢修調(diào)試制度，以確保船閘安全運行。