弧形閘門支鉸座埋件安裝技術

羅康吉

（中國葛洲壩集團三峽建設公司，湖北宜昌 443002）

弧形閘門支鉸座埋件安裝技術

羅康吉

（中國葛洲壩集團三峽建設公司，湖北宜昌 443002）

水電站工程中工作閘門一般采用弧形閘門，在弧形閘門安裝過程中，支鉸座的安裝質(zhì)量尤為重要，一旦出現(xiàn)兩個支鉸座不同軸或者位置偏差較大等情況，將直接影響整個閘門能否順利啟閉和止水是否良好。本文結(jié)合柬埔寨額勒賽下游水電站上電站溢洪道表孔弧形閘門支鉸座預埋件的安裝情況，介紹其一期預埋件和二期預埋件安裝技術。在此安裝過程中，放棄了傳統(tǒng)的利用假支鉸座安裝的方法，采用了新的安裝技術，在保證安裝質(zhì)量的同時，大大提高了安裝的效率，節(jié)約了施工成本，創(chuàng)造了效益。

弧形閘門 支鉸座預埋件 安裝技術

1 概述

柬埔寨額勒賽下游水電站上電站溢洪道設有3個表孔，工作閘門為弧形閘門，面板的曲率半徑為2 1 m，工作閘門啟閉機為2× 1250KN懸掛式液壓啟閉機，閘門的支鉸形式為球鉸，閘門的重量為219t。

表孔閘門支鉸座預埋件分為一期預埋結(jié)和二期預埋件。一期預埋件由一塊40mm厚的鋼板和56根φ36mm圓鋼焊接組成；二期預埋件為固定支鉸座的連接螺桿，共有M60mm螺桿14根，螺桿與一期預埋件的鋼板進行焊接。支鉸座預埋結(jié)構(gòu)件如圖1所示。

圖1 支鉸座預埋結(jié)構(gòu)件圖

圖2 支鉸座預埋螺桿安裝模具示意圖

2 安裝過程

2.1 一期預埋件安裝

2.1.1 準備工作

（1）一期預埋結(jié)構(gòu)件在焊接完成后進行平面度校正，平面度控制在2mm之內(nèi)，畫好橫豎中心線，做好中心標記線。

（2）安裝前，利用全站儀和經(jīng)緯儀在左右邊墻上放出預埋結(jié)構(gòu)件的里程點和高程點，并做好標記，在預埋件安裝處做好臨時支架，并做好中心點標記。

2.1.2 安裝

（1）將預埋件放在臨時支架上，調(diào)整好預埋件的高程、里程和中心點，利用三角形的原理，在預埋件中心點上吊垂線，測量垂線豎直方向長度和水平方向距預埋板的距離，對照放樣圖，對埋件板面的傾斜度進行控制。

（2）同一孔的埋件需同時進行安裝，確保中心點、里程點和高程點在同一個面上。在調(diào)整完成后利用全站儀和經(jīng)緯儀進行檢驗合格后進行加固，然后澆筑一期混凝土。

（3）在澆筑混凝土時注意對預埋件的保護和監(jiān)測，防止預埋件出現(xiàn)偏移。在澆筑完成后對預埋件進行復測，并做好記錄。

2.2 二期預埋螺桿安裝

2.2.1 利用假支鉸座安裝的方法

按照傳統(tǒng)的安裝方法對支鉸座二期預埋件安裝時，通常都按照實際的支鉸尺寸去制作一個假支鉸座。在預埋螺桿安裝到位后，吊裝假支鉸座，然后進行整體調(diào)整，在滿足技術要求后進行整體加固和預埋螺桿的焊接，以達到安裝的目的。此安裝方法雖然可行，但也有一些不利之處。

（1）假支鉸座的制作精度要求較高。在施工現(xiàn)場制作假支鉸座沒有機加工設備，很難達到支鉸座的制作要求。

（2）假支鉸座制作費用較高。假支鉸座的制作需要消耗大量的材料，也需要一定的人工和設備來完成，制作的成本較高。

（3）拆裝不便。假支鉸座自身的重量較重，在安裝和拆除都需要另外布置設備對其進行吊裝或拆除。

（4）假支鉸座與實物支鉸座尺寸精度存在誤差。在現(xiàn)場實物測量發(fā)現(xiàn)，有的支鉸座孔距誤差達到2mm，并且各支鉸座的誤差位置和數(shù)值不同，在這種情況下，利用假支鉸座安裝預埋螺桿就無法達到精度要求，在預埋螺桿安裝完成后仍然有可能出現(xiàn)支鉸座無法順利穿裝的情況。

2.2.2 新的安裝方法

支鉸座的主要控制點為中心點、同一套閘門兩個支鉸座的同軸度以及傾斜度，對預埋螺桿要求每根螺桿對支鉸座座板的垂直度和每根螺桿的間距必須滿足技術要求，同時預埋螺栓整體滿足中心點、傾斜度的要求。本方法利用制作簡單的模具完成支鉸座預埋螺栓的安裝，結(jié)構(gòu)簡單，易于調(diào)整安裝。支鉸座預埋螺桿安裝模具示意圖見圖2。

（1）螺桿套筒制作。根據(jù)螺桿連接孔的直徑制作套筒，套筒由定位鋼板和鋼管（鋼管內(nèi)徑比螺桿外徑大0.5mm）組成，主要用于保證螺桿相對于支座連接板的垂直度。在制作套筒時要確保鋼管與定位鋼板的垂直度在進行焊接，制作的數(shù)量滿足同一孔閘門支鉸座埋件同時安裝的要求。

（2）保持框架制作。保持框架包括框架主體和支鉸座中心孔板，框架主體根據(jù)支鉸座座板尺寸制作，開孔尺寸略大于支鉸座螺桿孔的尺寸，在框架主體拼裝焊接并經(jīng)校正合格后安裝支鉸座中心孔板。支鉸座中心孔板的開孔中心依據(jù)支鉸座轉(zhuǎn)軸中心開設，孔徑大小滿足穿拉鋼琴線調(diào)整支鉸座轉(zhuǎn)軸中心即可，在開孔周圍做好中心點測量標記線（以支鉸座轉(zhuǎn)軸中心點為中心畫圓作標記），用于調(diào)整支鉸座轉(zhuǎn)軸中心點和測量同一套支鉸座的轉(zhuǎn)軸同軸度。

框架主體制作時要保證框架的整體剛度和平面度，支鉸座中心孔板安裝后要保證孔板與框架主體的垂直度和孔中心點位置，給孔板做好支撐，防止孔板變形導致孔中心出現(xiàn)偏移。

（3）保持框架與螺桿套筒的拼裝。由于每個支鉸座螺孔制作的偏差不同，每個模具的孔中心位置略有偏差。在保持框架與螺桿套筒拼裝時，先將保持框架放置在支鉸座座板上，調(diào)整好孔對應位置，再利用螺桿進行穿裝，然后將螺桿套筒套入螺桿，調(diào)整好螺桿與套筒的間隙，將螺桿套筒與保持框架主體點焊上，確保點焊牢固。在拼裝時注意保持框架與支鉸座座板的接觸間隙，要確保保持框架與支鉸座座板接觸均勻平整，在拼裝完成后檢查各相對尺寸，需滿足技術要求。

（4）預埋螺桿整體組裝。利用保持框架和螺桿套筒將全部螺桿定位合格后，在螺桿埋入混凝土端將螺桿進行整體加固，確保螺栓不出現(xiàn)松動。在組裝完成后對螺栓的各相對尺寸進行檢查，檢查合格后交現(xiàn)場安裝。

（5）測量放點。在支鉸座支墩和支墩側(cè)墻上做好樣架，利用全站儀測量出兩側(cè)支鉸座的中心點、高程點和里程點，在支鉸座支墩上的樣架上做好中心點標記，在側(cè)墻樣架上做好高程和里程點標記。要求標記點明顯，不易破壞。

（6）預埋螺桿吊裝。兩側(cè)預埋螺桿同時進行吊裝，在預埋螺桿吊裝到安裝位置后進行對其進行粗調(diào)，然后通過兩側(cè)墻上的標記點拉設一根鋼琴線，鋼琴線穿過模具上的支鉸座孔板中心。

（7）精調(diào)。利用偏移中心線和吊垂線的方法來調(diào)整支鉸座的中心位置；利用鋼直尺測量孔板上的中心點測量標記線到鋼琴線距離，孔板每側(cè)周向測量不得少于8個點， 兩側(cè)支鉸座預埋件同時測量的方法來調(diào)整高程點、里程點和轉(zhuǎn)軸的同軸度。在調(diào)整完成利用全站儀和經(jīng)緯儀對其進行檢查，合格后對預埋螺桿進行整體加固，同時保護好螺紋不受破壞。

（8）螺桿焊接。所有螺桿先焊接一道固定好，再對稱進行焊接，防止應力變形。在焊接完成后再對整體螺桿進行檢查，合格后進行二期混凝土澆筑，做好檢查的記錄。

（9）在澆筑混凝土時注意對預埋螺桿的保護和監(jiān)測，保護好預埋螺桿。在澆筑完成后對預埋螺桿進行復測，對照澆筑澆筑前檢查記錄，做好偏差分析及應對措施。

（10）對模具進行拆除，留備下一孔閘門支鉸座預埋螺桿安裝使用。

3 實施效果

在接下來的支鉸座安裝中，每個相對應的支鉸座螺桿穿裝均十分順利，沒有一根螺桿需要校正才能安裝支鉸座，在支鉸座安裝完成后對其進行測量檢測，中心點、高程、里程和同軸度都在規(guī)范要求范圍內(nèi)，得到了業(yè)主和監(jiān)理的一致好評。同時由于方法的改進，支鉸座埋件安裝的輔助材料成本大大降低，工期比計劃工期提前了3天，質(zhì)量也得到了有效地保證，直接創(chuàng)造經(jīng)濟效益約18萬元。

4 結(jié)語

通過對支鉸座預埋螺桿安裝新技術的使用，對比傳統(tǒng)的假支鉸安裝方法降低了成本和安裝難度，同時解決了由于支鉸座螺孔制作誤差可能帶來的質(zhì)量問題，也提高了安裝的速度。實踐表明，此安裝技術是科學的、可行的。

［1］DL/T 5018-2004，水電水利工程鋼閘門制造安裝及驗收規(guī)范.

［2］楊逢堯，魏文煒.水工金屬結(jié)構(gòu).水利水電出版社，2005-9-1.

［3］SL36—92，水工金屬結(jié)構(gòu)焊接通用技術條件.

式中α為修正系數(shù)，按照相近跨徑的橋梁的下?lián)蠈嶋H情況確定此系數(shù)：

d1為成橋5年后收縮徐變撓度計算值

d2為活載撓度計算值

3.3 兩種設置方法的比較

上述設置成橋預拱度的兩種方法，我們從最大成橋預拱度和分配曲線的兩個方面來進行比較。

（1）在最大預拱度計算值方面進行比較，跨中最大預拱度的計算值在兩種方法中都是以經(jīng)驗為基礎，它們是相同的。公式算法中的修正系數(shù)α值主要是根據(jù)經(jīng)驗曲線分配法中做得到的經(jīng)驗值范圍（L/1500～L/1000）來確定。

（2）在分配曲線方面比較，兩種方法是不同的。通過計算證明，按二次拋物線曲線布置預拱度不適應連續(xù)剛構(gòu)橋的線形布置，會造成橋面曲線的不平順，不通暢。采用余弦曲線分配成橋預拱度，曲線外形更加美觀、平順。

4 結(jié)語

本文將連續(xù)剛構(gòu)橋預拱度分為施工預拱度和成橋預拱度，施工預拱度按照施工過程中模擬計算結(jié)果設置，并以施工誤差理論加以調(diào)整。成橋預拱度在混凝土后期徐變變形和活載變形計算基礎上，以余弦曲線分配為宜。

參考文獻：

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［4］TB10002.3、J462-2005.鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范［S］.

［5］JTG D62-2004.公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范［S］.

羅康吉（1981—），男，侗族，貴州劍河人，本科，工程師，研究方向：鋼結(jié)構(gòu)技術。