阜陽船閘人字門頂樞拉桿更換主要技術(shù)措施

羅虎

阜陽船閘人字門頂樞拉桿更換主要技術(shù)措施

羅虎

一、概述

阜陽船閘為Ⅳ級船閘，通航500t級船舶，上、下閘首為整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，人字形鋼閘門。下閘首人字門門葉尺寸7.181m×16.60m（寬×高），單扇門重55.4t，門軸線與閘室橫斷面壓力角為22.5°。閘門中縫及側(cè)止水均為鋼性止水，底止水為橡膠止水。

船閘建成投入運(yùn)行后取得了較大的社會和經(jīng)濟(jì)效益。由于長時間運(yùn)行及多種因素影響，下閘首人字門頂樞拉桿出現(xiàn)故障，為保證工程的安全運(yùn)行，決定對下閘首人字門頂樞拉桿進(jìn)行更換。

二、主要技術(shù)措施

阜陽船閘來往船只較多，如采用常規(guī)的先安裝上下游檢修門，抽空閘室水后再進(jìn)行頂樞拉桿更換的方法，工期要30天以上，除造成社會的負(fù)面影響，經(jīng)濟(jì)損失巨大。本著確保質(zhì)量安全、縮短工期的原則，采取不安裝上下游檢修門，由潛水員水下頂升閘門，進(jìn)行更換頂樞拉桿的施工方案，可節(jié)約工期約8天。

主要作業(yè)流程為：施工準(zhǔn)備→閘門頂升→頂樞拉桿更換→門體調(diào)試。

1.施工準(zhǔn)備

調(diào)閱原竣工圖紙和相關(guān)技術(shù)檔案資料，并按竣工圖和現(xiàn)行國家或行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范相關(guān)要求，進(jìn)行頂樞拉桿等零部件加工制造。加工時結(jié)合現(xiàn)有頂樞實(shí)際測量情況確定加工余量，避免拉桿更換時的配合累積誤差，確保安裝精度滿足設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。

拉桿更換前根據(jù)現(xiàn)場具體情況，研究制定施工方案，配足所需各專業(yè)技術(shù)人員力量，配置齊全各工序所需的切割、焊接及起重等工器具，在保證安全質(zhì)量的前提下，盡量縮短工期，力爭早日通航。

2.閘門頂升

下閘首人字門高16.60m，穩(wěn)定性和安全性要求較高。在閘門頂升前由專業(yè)潛水員對閘門底檻、底樞支承座與門體連接螺栓、底樞蘑菇頭等部位進(jìn)行檢查，并清理門體運(yùn)行范圍內(nèi)底板上的雜物，為門體頂升做好準(zhǔn)備。

考慮門體重量和其安全穩(wěn)固性，此次頂樞更換采取閘門在全關(guān)位置實(shí)施的方案，具體技術(shù)措施包括：

（1）在人字閘門全關(guān)位置時，在左、右兩側(cè)閘門近中縫止水處各布置2只50t千斤頂，由潛水員從水下將門體頂升固定?？紤]閘門底梁腹板的強(qiáng)度和設(shè)計(jì)高度，在千斤頂頂部增設(shè)20mm×400mm×400mm鋼墊板。

選用千斤頂?shù)母叨?，?yīng)考慮到門體底梁腹板至閘底板的實(shí)際距離。頂升時，潛水員需聽從陸上指揮口令，千斤頂應(yīng)盡量做到同步均勻上升。

（2）在兩扇門體近斜接柱端部位用鋼板焊接2個臨時固定點(diǎn)，再用4 根φ36mm粗鋼絲繩與閘墻埋設(shè)牢固的點(diǎn)用5t葫蘆進(jìn)行保險連接，鋼絲繩長度按現(xiàn)場實(shí)際距離確定。

（3）根據(jù)現(xiàn)場情況，在左、右兩扇閘門的斜接柱端，水上部位橫梁位置處，從兩面用10mm×20mm×500mm鋼板臨時進(jìn)行焊接。

（4）在門軸柱端視具體情況將門體與原埋設(shè)在閘墻上的鋼止水座分段焊接牢固，然后再拆除頂樞拉桿。

（5）由于閘門頂樞旋轉(zhuǎn)中心已發(fā)生偏移，潛水員在水下頂升閘門時，用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀對門體隨時進(jìn)行觀測，確保門體在斜接柱端的高程和頂樞旋轉(zhuǎn)中心盡量接近原設(shè)計(jì)數(shù)值，然后再進(jìn)行保險連接固定。

3.頂樞更換

（1）在閘門頂升、保險固定后，進(jìn)行頂樞拉桿拆除，拆除時須隨時注意觀測門體有無變動，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時停下進(jìn)行調(diào)整。

（2）拆除時應(yīng)注意先拆除拉桿與閘墻側(cè)預(yù)埋支座的連接軸，然后再拆除閘門頂樞軸；安裝拉桿時的工藝順序與之相反。

安裝拉桿時，先把左旋拉桿與右旋拉桿通過螺母進(jìn)行連接，再將頂樞軸、擋圈、左旋拉桿等零部件與頂樞座連接。

（3）拉桿拆除時，考慮拉桿與連接軸配合間隙小、局部存在銹蝕和磨損，拉桿兩端連接軸難以拔出。在實(shí)際量取操作空間的基礎(chǔ)上，制作專用鋼板拔軸支架（見圖1），用2個32t千斤頂將軸壓出。

圖1 專用鋼板拔軸支架示意圖

拆軸前，先用柴油浸泡連接軸，拔軸過程中配合錘擊輕震。對個別難以拆除的軸，可用氧氣/乙炔火焰對支承座板進(jìn)行烘烤加熱處理。

（4）由于頂樞拉桿較重，現(xiàn)場安裝場地狹窄，軸與軸套配合間隙小，僅靠人力裝配難度大，需制造臨時裝配吊架或三角爬桿，確保頂樞拉桿安裝順利、快速歸位。

4.門體調(diào)試

拉桿安裝完成后，先拆除門體水上部位保險，再由潛水員拆除水下頂升千斤頂。確認(rèn)全部保險拆除無誤后，再進(jìn)行閘門調(diào)試。門體調(diào)試主要目的是通過人字門頂樞上下拉桿將頂樞旋轉(zhuǎn)中心調(diào)整至原安裝設(shè)計(jì)值。

（1）在門體近斜接柱端焊接固定水準(zhǔn)測點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)閘門，將門體置于全開、全關(guān)和半開位置，通過閘門安裝時留下的基準(zhǔn)點(diǎn)（控制點(diǎn)），用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀分別測量頂樞旋轉(zhuǎn)中心變化及斜接柱端的跳動量。

（2）對旋轉(zhuǎn)中心和跳動量進(jìn)行分析計(jì)算得出上下拉桿調(diào)整的具體數(shù)值，用特制鋼板扳手松或緊頂樞拉桿花蘭螺母，把旋轉(zhuǎn)中心調(diào)整至原設(shè)計(jì)安裝位置。

（3）由于閘門重量大，調(diào)整拉花蘭螺母時應(yīng)注意上下拉桿的方向。該閘門上拉桿方向與閘室縱向軸線接近，因此閘門在全關(guān)位置時進(jìn)行上拉桿調(diào)整，閘門在全開位置時緊固下拉桿，否則頂樞花蘭螺母難以緊固。如采取上述方式仍然無法緊固螺母時，可由潛水員從水下用千斤頂進(jìn)行輔助上頂。

（4）將頂樞旋轉(zhuǎn)中心調(diào)整至原設(shè)計(jì)安裝位置后，在無壓和有壓兩種狀態(tài)下進(jìn)行閘門全程開關(guān)試運(yùn)行。此時需注意觀查閘門中縫及側(cè)封水止水情況，開關(guān)過程中有無異常響聲。如有異常，在不考慮門體變形和排除此次測量誤差的情況下，可能是閘門安裝時留下的基準(zhǔn)控制點(diǎn)有偏差，此時應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整頂樞拉桿，直至達(dá)到滿意的效果，并對旋轉(zhuǎn)中心、跳動量等數(shù)值做好記錄存檔。

（5）經(jīng)試運(yùn)行確認(rèn)閘門開閉正常后，考慮船閘閘門運(yùn)行頻繁，為防止出現(xiàn)螺母松動造成頂樞位移，用鋼板條把花蘭螺母與閘墻預(yù)埋的支承座焊接連在一起，并用鋼鋸條刻劃標(biāo)記，以利于今后的觀察和調(diào)整。

大部分運(yùn)管單位采用的方法是用粗鋼筋把花蘭螺母與止動螺母用電焊連接在一起，以防止螺母松動，這是一種錯誤的理解。實(shí)際是在這種連接情況下，花蘭螺母與止動螺母形成一個整體，是可以轉(zhuǎn)動的。

三、結(jié)語

由于采取了上述施工技術(shù)措施，頂樞拉桿更換完工時間在計(jì)劃工期的基礎(chǔ)上又提前了6天。經(jīng)過近半年的高強(qiáng)度運(yùn)轉(zhuǎn)，閘門使用情況良好，未出現(xiàn)質(zhì)量安全事故，取得了巨大的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

更換頂樞拉桿時有幾點(diǎn)需要注意：一是閘門安裝時的基準(zhǔn)控制點(diǎn)要準(zhǔn)確無誤地引至啟閉機(jī)房外的混凝土平臺上，并能在此位置觀測到閘門頂樞旋轉(zhuǎn)中心。頂、底樞至基準(zhǔn)控制點(diǎn)的距離、角度等數(shù)據(jù)應(yīng)歸檔保留，以便于今后維修；二是頂樞位置上部人行便橋應(yīng)設(shè)置活動鉸鏈，以方便日常觀察、維護(hù)和旋轉(zhuǎn)中心的定期測量；三是閘門運(yùn)行頻繁，來往船只經(jīng)常性擠碰閘門，應(yīng)定期對人字門底樞、底檻及底樞支承座與門體連接螺栓等進(jìn)行水下檢查。有條件的運(yùn)管單位，還可對閘門斜接柱端的跳動量及門體變形等，在不同的時段、天氣、溫度及水位等條件下進(jìn)行經(jīng)常性的觀測■

（作者單位：安徽省蚌埠閘工程管理處 233000）