作者：李志南
单位：贵州省公路工程集团有限公司设备管理分公司
水电站弧门吊装的传统方法
水电站弧形闸门是指挡水面为圆柱体的部分弧形面的闸门，由转动门体、埋设构件及启闭设备3部分组成。其支臂的支承铰位于圆心，启闭时闸门绕支承铰转动，启闭力较小，水力学条件好，广泛用于各种类型的水道上作为工作闸门运行。
水电站弧形闸门安装时，一般采用履带起重机或缆索式起重机吊装闸门构件，采用此2种吊装方法，具有以下几种缺点：履带起重机对施工现场场地要求高，闸墩间要求有支垫好的临时工作面，前期辅助工作投入人力、物力较大，准备工作时间周期过长；缆索式起重机起重覆盖面有限，吊点晃动大，不利于构件精确定位；此2种设备的吊点少，吊装时闸门构件时无法准确快速调整被吊构件的方向及空间位置，还需其他吊装设备进行辅助；由于吊点定位不准确，导致构件安装时间长，工作效率低；安装效率低下，势必导致吊装设备使用时间长，设备台班费用过高，增加安装成本。
公路架桥机为何适合电站弧门吊装
为确保水电站发电工期目标的顺利实现，在坝顶门机不能按期形成的情况下，要保证表孔弧形闸门及启闭机安装的进度，通过对电站的闸墩宽度、孔口跨度、弧门构件高度、重量、起升高度等各项条件进行分析，选用公路架桥机进行表孔弧形闸门吊装作业施工是一种较为科学合理的方法，这样既解决了闸门吊装问题，又保证了土建预制梁的后期吊装，优化安装工艺，降低了施工难度，保证了安装质量，缩短了安装工期，有效保证了挡水发电和度汛目标的实现。
公路架桥机是为了适应架设公路桥梁而发明的一种先进的起重设备，其主要功能是将预制好的梁片放置到预制好的桥墩上去的设备，其具备以下几种施工优点：架桥机属于起重机范畴，机体部件长度最长约在10～12m之间，单件部件重量最大不超过10t，其部件的运输适应电站公路隧道运输条件，能够快速进场；公路架桥机利用配重式、步履式、伸缩导梁式几种方法，具备在桥墩或闸墩间自行过孔的能力，其过孔适应跨度范围20～50m之间；架桥机过孔后通过前后横移轨道的水平摆放及利用前支腿及中支腿液压缸的调整，可将整个架桥机主梁轨道工作面调平，有利于起吊天车的平稳运行，单台天车的最大起重量可达75～80t； 公路架桥机一般有起吊天车2台，每台天车有1～2台起升卷扬机，一般在电站弧门吊装中，我们采用双卷扬的天车，因此可以达到4个吊点，并且每个吊点可实现联动动作，也可做单动动作，方便构件在吊装悬空时，对空间位置进行调整；通过增加架桥机横移轨道的方法，架桥机吊点基本可覆盖电站坝顶的的整个工作面，工作范围较大；
架桥机吊装水电站弧门实例
2014年8月,贵州北盘江马马崖一级水电站进行了坝顶弧门吊装，以此工程为例，将对水电站闸门吊装中架桥机的选用、安装、及电站闸门构件的吊装顺序做一个详细说明：
马马崖水电站工程状况
马马崖水电站表孔大坝无纵坡、无转弯半径和无横坡，孔弧门单跨14.5m，共计3跨，单个闸墩宽度4m，共计2个（2、3号墩）；表孔弧门吊件基本情况见表1.
表1 表孔弧门吊件基本情况
名称
构件最大外观尺寸
m×m×m
单件构件最大质量 t
数量
门叶
15×2.6×3.5
37
1×7×3
支绞
2.45×2.1×3.3
43
1×2×3
库叉
3.4×2.1×4.1
15
1×2×3
支臂
16×2.4×1.1
21
1×4×3
液压缸
25
1×2×3
表孔弧门吊装设备的选用及安装
此次吊装选用的是郑州大方DF50/150Ⅲ架桥机该型架桥机，该机先后成功完成光照水电站、思林水电站、董箐水电站和龙开口水电站的表孔弧门吊装施工。郑州大方DF50/150Ⅲ型架桥机基本参数见表2，运梁平车主要结构性能参数见表3。
表2 郑州大方DF50/150Ⅲ型架桥机基本参数
外型尺寸m×m×m
90.0×6.5×8.0
总质量 t
190
适应跨度 m
≤50
适应坡度m
≤±3%
适应转弯半径m
≥900
适应斜交桥角度 °
0～45
大车额定纵向运行速度m/min
4.25
大车额定横向运行速度m/min
2.45
小车额定纵向运行速度m/min
4.25
小车额定升降速度m/min
0.8
最大工作挠度mm
工作状态跨中
45
空载悬臂前移
550
架桥机电机总功率 kW
93.8
表3 运梁平车主要结构性能参数
左、右行走轮箱的轮距 mm
2000
额定载重量t
150
运梁速度m/min
8.5
喂梁时后平车行走速度m/min
4.25
空车返回速度m/min
17
总功率 kW
4×5.5
安装设备及安装场地的要求
设备安装所需起重机需满足吊装及施工需要，25～50t起重机1台。设备的安装场地在左大坝位置，安装场地不小于80m×10m，且场地平整，无沟坎、毛面等。
架桥机的安装报检
严格控制横移轨道和主梁的坡度，要求各横移轨道两端的高低差不大于3cm，保证横移轨道横坡<0.5％，间距不大于30mm。桥机主梁的纵向坡度必须在0 ～+1.2%之间，拼装时严格控制两根主梁的相对位置，使主梁的中心线平行，前后端主梁中心距相等，两根主梁超出中支腿的位置相等，主梁前端齐平，相同位置的高度一致，两根主梁同一截面的标高差相同。
安装中支腿横移轨道→安装中支腿→安装导梁→安装主梁→安装平车→安装联系框架→安装前支腿→安装天车→安装架桥机安全限位装置→安装架桥机监控系统→安装调试电气系统→整机全面检查→架桥机报检；
安装作业人员需持证上岗，作业必须分工明确，统一指挥，要有严格的施工组织及安全防范措施，确保施工人员的安全。
架桥机过孔工艺
调整架桥机过孔主梁高度，架桥机主梁前移，使导梁前端到达3号闸墩中心位置，利用导梁支腿支撑。移架桥机前支腿到导梁支腿后端，收取导梁支腿。架桥机主梁向前移，使导梁前端到达4号闸墩，导梁支腿超出约1m支撑。移架桥机前支腿到导梁支腿后端，收取导梁支腿，过孔到位，利用水平仪调整架桥机主梁的水平度。
架桥机总长90m（导梁20m，主梁70m），架桥机过孔结束后，导梁端部至架桥机前支腿约23m（如果前支腿前部的导梁与坝顶物体产生干涉，可临时拆除），前支腿至中支腿约53.5m（此跨度比标准跨度大3.5m，但此次吊装的单构件最大质量为43t，远小于单台天车的极限吊重75t，此跨度对架桥机的整体安全性及工作性能无影响，工作覆盖面也可一次达到3孔），中支腿后端（中支腿长2.5m）至主梁后端约11m。
闸门安装工艺
单孔闸门的安装工艺顺序：支绞座安装→裤衩安装→下支臂安装→下部门页安装→上支臂安装→上部门页安装→液压缸安装→液压启闭控制站安装。
由于架桥机一次跨3孔闸门，因此设备在等待某孔闸门部件焊接的同时，在安装工人足够、并不与其他施工面发生冲突及保证安全施工的前提下，也可同时进行其他孔闸门的部件吊装，这也是提高安装效率的好方法。
电站弧门吊装时应注意的问题及措施
根据现场施工情况，要求架桥机使用方编制相应的施工方案。架桥机拼装场地应保证平整、无毛面、无障碍物等，满足架桥机拼装和拆卸。闸门的最大起升高度为32m，支铰的最大起升高度从坝顶面计算为15m，采用卷筒容量为300m的卷扬机，通过改变架桥机主钩钢丝绳倍率达到吊装需要。
吊装物在吊装过程中要求旋转改变方向，我方采用增加40t（5组滑轮）旋转吊钩1个。采用拖车或运梁平车运闸门，从架桥机后端起运，弧门门叶需安装方向立放在拖车或运梁平车上，并加固好。
可一次性进行3跨的吊装，架桥机过孔结束后，导梁端部至架桥机前支腿约23m，前支腿至中支腿约53.5m，中支腿后端（中支腿长2.5m）至主梁后端约11m。
架桥机前后横移轨道各长24m，为满足水电站表孔弧门的吊装，为加工有效吊装工作面，用加工同规格的架桥机横移轨道的方法，满足架桥机上、下游横移吊装需要。架桥机总宽6.5m，吊装点在架桥机中心（3.25m）处，表孔弧门所有吊装物件需离架桥机横移轨道在3.25m之内，架桥机运行范围内不能有影响架桥机横移的障碍物；
2天车在中支腿和后支腿之间同时起吊吊装物或通过运梁平车采取喂梁方式进行吊装，如被吊物件吊点在中支腿和后支腿之间，将采用2天车在中支腿和后支腿之间同时起吊吊装物，如被吊物件吊点不能在中支腿和后支腿之间，将采用运梁平车喂梁的方式来解决吊装问题。
从2008年起，我司利用架桥机为中水八局吊装了几座水电站弧门，如果在安装构件尺寸无误差及安装工人配合到位的情况下，一般完成每孔弧门所有构件的吊装用时约为8～12天左右，有些吊装时间较长，是因为需要做坝顶上部交通梁的吊装工作。
通过多个水电工地的使用，在受到电站施工场地限制的情况下，公路架桥机能够快速、安全、精确地完成电站弧门的安装，同时为施工方提高了工作效率，创造了经济效益。
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