三峡工程泄洪坝段坝顶门机安装技术

工程科技　¨ｌ＿　Ｅｎ　ｅｅ　ｒ－ｇ＂￣ｎｃｅ＆ｔｅｃＩｍｏｌｏ￣　文章编号：１００６—６３４９（２００８）０１．００４３—０３　三峡工程泄洪坝段坝顶门机安装技术　雷剑　（葛洲坝集团机电建设有限公司，湖北宜昌４４３００２）　摘要：三峡工程泄洪坝段坝顶门机安装，利用预埋钢结构的外伸梁解决了坝顶门机上游门腿的缆风固定问题；通过精确计算确　立了风压的设计值，解决了钢结构的设计依撬对狭窄的施工现场利用两台大型门塔机配合３００ｔ，￣带式吊车解决了超长超重结　构件的吊装就位问题；对坝顶门机的主梁焊接部位实施了优化焊接工艺，保证了主粱的焊接变形的控制问题。　关键词：三峡工程；坝顶门机；安装技术　文献标识码：Ｂ　中图分类号：ＴＶ６５　１前言　三峡工程泄洪坝段坝顶　８５ｍ共布置了３台双向式　５０００／２×６３０／４００ｋＮ门式启闭机，门机轨道轨距２１ｍ，全　长５８３ｍ，分布于右纵２　至左导墙共２６个坝段。该型门机为　国内跨距和起重量最大的门机，安装难度大，工期长。考虑　到现场施工手段的起吊能力难以满足施工要求，且门机安装　定位位置受大坝浇筑的制约，必须选择合适的坝块和时机安　装。同时门机上游轨道距上游临空面仅３ｍ，如何保证门机上　３施工对策研究　针对前述的几个技术难点，经过对现场地形的认真研究后采　取如下措施：　（１）安装时机的选取，以先期达到坝面的２Ｏ　２２　坝段作　游门腿吊装就位后的缆风紧固等问题均需认真研究。　２安装主要技术难点　（１）安装时机的选取及坝块起吊设备布置的问题　三峡泄洪坝段各坝块上升至坝顶的时间不一致，若待坝体全　部上升坝顶再行安装，必将使坝顶门机的安装合同工期严重滞后。　为此，考虑在先期达到坝面的坝块上先安装坝顶门机的方案。而　这种场地的布局则直接导致坝顶门机安装的难度增加。特别是安　装门机的大型起吊设备布置将是安装工艺中必须考虑的关键问题。　（２）坝顶门机上游门腿缆风的设置问题　坝顶门机轨道轨距２１　ｍ，其中上游面轨道距上游临空面仅　有３ｍ，使得门机上游门腿的缆风固定有一定的角度，以及采用　何种结构型式，才能保证上游门腿临时安全可靠的固定也是安装　过程中必须考虑的问题。　（３）门机主梁焊接的变形控制问题　主梁与门腿之间采用法兰连接。考虑到主梁至轨面高程的制　作精度难以保证安装要求，采用现场法兰与主梁焊接的结构方式。　该结构的焊接工作量大，且集中，对焊接变形提出了更高的要求。　如何保证焊接变形控制在规范允许范围内也是要认真研究的问题。　（４）回转吊的图纸要求其回转立柱的上下中心偏差为Ｏ．５ｍｍ。　由于回转立柱为非机加工面，且其高度为１３ｍ左右，并有回转平　台等附件焊接在立柱上，很难保证其安装精度。如何控制立柱的　上下偏差，并得到监理的认可是回转吊安装的一个核心问题。　图１吊装示意图　；　４３　维普资讯 http://www.cqvip.com ＣＨＩＮＡ　ＴＨＲＥＥ　ＧＯＲＧＥＳ　ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ　ｆ中国三峡建设科技版』　为安装场地。坝面起吊设备选用３００ｔ履带吊作为坝顶门机的主　要吊装手段，布置于２１　坝段实体。设备转运选用１２０ｍ栈桥　主要由支撑座、横梁、平衡臂架装置、制动器、减速器等部　件组成。采用４０ｔ平板车运输，在设备库装车依次将上、下游运　上的Ｋ１８００塔机和高架门机、３００ｔ履带吊及两台缆机（见图１）。　（２）门机上游门腿缆风临时固定选用采用在上游面预埋外伸　梁的方式，解决缆风固定门腿问题。外伸梁设计选型的关键因素　是考虑坝面对门腿的风压合理确定和门腿的受风面积，以确定外伸　钢构件的结构形式能够满足受风压作用的稳定性、刚度及强度，最　终保证临时固定门腿的缆风安全可靠。经计算外伸梁选用￣＇ｌ＂ｆｅｌＯｍ，　以保证缆风有一定的角度，同时预埋于深　Ｌ检修门埋件二期混凝　行机构运至现场，利用高架门机将其依次转至坝顶　由Ｋ１８００塔　机将部件吊至安装部位，根据测放的控制点精确定位各部件的中　心位置，并加设斜撑牢固固定。　（２）门架部分　由下横梁、门腿、中横梁、主梁、端梁、立柱和外伸梁等部　件组成。采用６０ｔ和４０ｔ平板车依次进行运输和安装。下横梁由１２Ｏ　栈桥上的高架门机转运至坝面安装部位附近，再由Ｋ１８００塔机吊　土位置，以方便后期的拆除工作（缆风绳布置见图２）。　（３）主梁与法兰面的焊接工艺研究　选用合理的焊接顺序及焊接工艺参数，并配以定期的监测检　查、可以保证焊接变形得到有效的控制。重点要控制４个主梁法　兰面的焊接收缩量，以保证主梁的平面度。　（４）回转吊的立柱上下中心的调整定位。其中心偏差的控制　是待回转底座吊装就位后，将主梁上的外伸梁再试装．并吊钢丝　线确定其底座中心位置，同时配合干分尺调整回转底座的中心　采用该工艺。只要保证上下支承的中心位置偏向，立柱的上下偏　差就能够保证。回转底座安装合格后．将主梁外伸梁作出安装标　记　之后拆除外伸梁　以便安装回转吊的其它结构件。这样保证　了回转吊安装的顺利进行。　（５）主、副钢丝绳的穿绕　对主起升机构的钢丝绳穿绕主要将电机单行运行，双绳穿绕　就位和调整；钢丝绳穿绕后并行运行调整其平衡。对副起升机构　的钢丝绳，因到货为整根，需现场对折截断。为减少现场钢丝绳　的倒运量，采用精确计算的方法确定钢丝绳长度，并将单行运行　电机　缠绕钢丝绳；并行调整吊头的高度。　４坝顶门机安装工艺流程　４．１施工工艺流程　轨道安装一混凝土回填一安装大车运行机构并支撑一门腿拼　装一门腿吊装一端梁安装一变压器及高压机房安装一主梁安装一　回转起重机安装一主副小车起升机构安装一附属金属结构安装一　小车罩及检修吊安装一户外负荷开关安装一电缆敷设一电气试验　及机电联调一钢丝绳缠绕一负荷试验一门机安装验收　４＿２金属结构及机械设备安装　（１）大车运行机构部分　？Ｉｔ　／ｌ　：．　　，一　…　，　ｌ　。　拄　Ｌ：—；—　——　一　一　圈２缆风设置示意圈　４４　粤三　装到安装部位，利用过冲定位，同时检查和调整下横梁的中心、高　程等几何控制尺寸，符合要求后安装连接螺栓，并按要求将螺栓　拧紧。门腿运底现场后，在１２Ｏ栈桥上将其上的附属构件如楼梯　和平台等进行组装后，由１　２Ｏ栈桥的高架和塔机转运至坝顶安装　部位附近，在坝面利用塔机和３００ｔ履带吊翻身，由３００ｔ履带吊　吊装至安装部位定位并进行螺栓紧固，采用４根缆风绳在四个方　向进行锚固，同时在门腿内侧加设钢性支撑．确保施工安全。采　用经纬仪对门腿进行测量定位。中横梁运至现场后．利用高架和　塔机转运至坝顶安装位置的附近　采用３００ｔ履带吊吊装就位，检　查门腿间中横梁安装位置的跨距，确保门机安装精度。中横梁与　门腿采用高强螺栓进行连接，利用事先搭设的工作平台施工，确　保安全。　主梁单件不可拆部件的理论重量为６７ｔ，外形尺寸为２．０ｍ×　３　２ｍ×３５＿７ｍ，为特大超长件，其运输采用１　５０ｔ大型平板拖车，　运抵现场１　２０栈桥，利用高架和塔机抬吊至坝顶相应位置，由　Ｋ１８００塔机和３００ｔ履带吊抬吊装就位，端梁运抵现场后　在安装　位置附近，由３００ｔ履带吊吊装就位。上部结构吊装完毕后，按照　图纸要求调整两主梁的跨距、中心、对角线、及高程等技术指标　至合格，安装主梁和端梁连接板，并将高强螺栓按要求拧紧，之　后将上部结构与门腿顶部的螺栓连接板进行施焊并控制焊接变形。　（３）／Ｊ、车部分　主要由小车架、小车运行机构、起升机构、小车罩、检修吊．　小车夹轨器、梯子和平台等部件组成。备部件由６０ｔ平板依次运　输至现场，由门塔机转运至坝顶，按照图纸将小车架备部件组装　成整体，并对小车架的几何尺寸进行控制调整　符合要求后拧紧　螺栓，采用３００ｔ履带吊依次吊装就位。　（４）回转吊部分　主要有回转平台、回转机构、立柱、上回转平台、回转吊罩、　上支撑、拉杆、臂杆装置、起升滑轮装置、起升机构、平衡轮装　置、吊钩装置、附属钢结构等组成。采用４０ｔ平板依次运输至现　场，在１２Ｏ栈桥上将回转机构平台与立柱、上回转平台和回转吊　罩拼装成整体，再用Ｋ１８００塔机和３００　ｔ履带吊抬吊翻身，由３００ｔ　履带吊就位，之后，拉缆风临时固定直到门架上部结构中的外伸　梁就位后松去，利用经纬仪进行测量，调整立柱的垂直度直到满　足要求后固定。采用３００ｔ履带吊和Ｋ１８００塔机及导链三吊点将　拉杆和臂杆吊起就位，穿轴先臂杆后拉杆　可靠连接后方可松。　（５）钢丝绳安装　用直径１３ｍｍ钢丝绳做引绳，按照图纸要求安装，主小车起　升机构卷筒为单联三层缠绕，最外层为２１圈，副小车起升机构卷　筒为双联２层缠绕．最外层为５８圈．回转起升机构卷筒为双联二　维普资讯 http://www.cqvip.com ＇＼　工碾科技　ｌ＿＿　Ｅｎ咖ｅｅ　ｇ　ｓｃｉｅｎｃｅ＆ｔｅｒｌｍｏ］ｏｓｘ　层缠绕。此外，均留５圈安全圈数。　４．３电气设备安装　（１）变压器及高压机房安装　根据设计要求用ＫＲＯＬＬ将变压器及高压机房吊入下端梁相　应安装地点，与下端梁采取点焊的方式连接，其接地部分通过电　缆与地可靠连接。　５结束语　三峡工程泄洪坝段坝顶门机安装过程中，利用预埋钢结构的　外伸梁解决了坝顶门机上游门腿的缆风固定问题。通过精确计算　确立了风压的设计值，解决了钢结构设计的依据。同时对狭窄的　施工现场利用两台大型门塔机配合３００ｔ履带式吊车解决了超长超　（２）户外负荷开关安装　根据设计要求制作盘柜基础并通过接地扁铁与大地可靠连接，　盘柜及盘柜内设备与各构件问连接牢固，盘柜采用点焊的方式固　定牢靠，其垂直度、水平偏差以及盘柜面偏差和盘柜间接缝的允　许偏差符合规程规定。　（３）电缆敷设　按设计及规范ＧＢ　５０１６８．９２要求敷设电缆，要求电缆排列整　齐无迭压；二次回路接线正确、连接牢靠，导线绝缘良好、无接　头，配线整齐、美观，芯线编号清晰不掉色。　（４）电气及机电联调试验　按照＜＜５０００１２×６３０／４００ｋＮ双向门式启闭机工地试验大纲》　及相关设计文件要求进行电气及机电联调试验。　４．４门机负荷试验　重结构件的吊装就位问题。对坝顶门机的主梁焊接部位实施了优　化焊接工艺，保证了主梁的焊接变形的控制问题。　三峡工程泄洪坝段坝顶门机为国内最大单跨的门机，安装过　程中结合复杂的施工现场，采取工艺优化解决了一系列的施工技　术难点。通过实践证明，该安装工艺先进可行，在国内处于领先　水平，为按期投产创造了条件。该门机安装技术为其它的类似工　程安装积累了经验，具有一定的借鉴价值，值得推广应用。圃　（特约编辑：陆一芳）　坝顶门机安装完毕后，进行各项现场试验，包括安装检验、空　载试运行、载荷试验。　收稿日期：２００７—１２—１０　作者简介：雷剑，葛洲坝集团机电建设有限公司，工程师。　（上接４２页）其直流侧电感比较昂贵，而且应用比较于双馈　调速中，在过同步速时需要换流电路，在低转差频率的条件下性　能也比较差，在双馈异步风力发电中应用的不多。对于新的电流　型交一直．交变频器，网侧采用晶闸管变流器，而转子变流器则由　和输出电能质量，并且该结构通过直流母线侧电容完全实现了网侧　和转子侧的分离。电压型交一直一交变频器的双馈发电机定子磁场　定向矢量控制系统，实现了基于风机最大功率点跟踪的发电机有功　和无功的解耦控制，是目前变速恒频风力发电的一个代表方向。　ＩＧＢＴ和串联二极管构成，这种结构具有谐波比较小，定子侧的功　率因数可调的优点，但是网侧功率因数滞后。采有电压型交一直一　交变频器，这种整流变频装置具有结构简单、谐波含量少、定转　子功率因数可调等优点，可以明显地改善双馈发电机的运行状态　４结束语　随着电力电子变频技术的蓬勃发展，变速恒频异步发电技术　特别是采用双馈异步发电机的风力发电技术得以快速实用，其单　机容量已经达到兆瓦级，迅速成为风电场的主力机型。近２Ｏ年来，　在风力发电中采用双馈异步发电机的变速恒频技术上各国学者取　得了许多非常有意义的成果，虽然有一些方面比如在电网故障状　态下系统不问断运行等的研究还不成熟，但是我们相信双馈异步　变速恒频风力发电技术必将在未来相当长一段时间在风电领域扮　演非常重要的角色。圃　（特约编辑：陆一芳）　圆　［１】叶航冶风力发电机组的控制技术（第２版）［Ｍ】机械工业出版社　［２】刘万琨，张志英，李银凤，赵萍风能与风力发电技术［Ｍ】化学工业出版社　［３】苏绍禹风力发电机组设计与运行维护［Ｍ】中国电力出版社　０　７５　０．８　０．８５　０　９　０　９５１　０１　０５　１　１　１　１５１　２　１　２５　１　３　ｎ／ｎＮ　图４　１　５ＭＷ双馈异步发电机　连续运转时输出电功率与转速关系曲线　收稿日期：２００７－１２－１５　作者简介：刘洪，长江新能源开发有限公司，高级工程师。　４５１