紫坪鋪水利樞紐“5·12”震后門機整體抬升改造

唐 彥

(四川省紫坪鋪開發(fā)有限責任公司，四川成都 610091)

1 概述

紫坪鋪水利樞紐位于四川省成都市西北方向的岷江上游，是一座以灌溉和供水為主，兼有發(fā)電、防洪、環(huán)境保護等綜合效益的大型水利工程。2008年5月12日發(fā)生的汶川8級特大地震對距離震中僅17km的紫坪鋪水利樞紐金屬結(jié)構(gòu)及啟閉設(shè)備造成了嚴重破壞。其中樞紐進水口2000 kN雙向門機受損情況尤為突出，筆者對其震后大車行走機構(gòu)改造項目進行了分析。

2 門機概況及震損情況

雙向門機總重量為500t(不含抓梁、軌道)，安裝于電站進水口高程885．4m平臺。門機主要由小車總成(包括主起升機構(gòu)、小車運行機構(gòu)、小車機房等)、回轉(zhuǎn)懸臂吊(包括起升機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)等)、門架、大車運行機構(gòu)、電動葫蘆、夾軌器、電纜卷筒等組成。門機共設(shè)三個司機室，主司機室設(shè)置在上游側(cè)門架中橫梁上，兩個回轉(zhuǎn)吊司機室各設(shè)置在兩邊的回轉(zhuǎn)平臺上。

地震發(fā)生后，經(jīng)過對門機進行靜態(tài)的巡視檢查、外觀及性能狀態(tài)檢測、重要焊縫和重點零部件的無損探傷檢測、門架結(jié)構(gòu)的幾何形態(tài)檢測，發(fā)現(xiàn)門機遭受重大破壞之一的是大車行走機構(gòu)驅(qū)動電機全部脫落損壞、減速箱受損無法修復，需更換4套三合一減速器。公司考慮震后門機應急運行要求，決定于2008年5月15日對門機大車進行改造，并于6月20日完成全部工作，門機恢復備用狀態(tài)。筆者介紹了門機改造原因、改造方案和整個改造過程。

3 門機抬升與大車改造

3．1 改造原因

雙向門機大車行走機構(gòu)車輪分布情況見圖1，平衡梁及車輪結(jié)構(gòu)情況見圖2。車輪直徑為800mm，車輪踏面寬度為150mm，減速器型號為QSC25-90。由于原減速器外形尺寸較大且電動機為臥式布置，因此，在日常運行啟動和停車瞬間存在電機甩動幅度較大的問題，這也是本次地震發(fā)生時導致電機脫落、損壞的原因之一。在綜合考慮以上情況的前提下，為確保減速器及電機安全可靠運行，決定把原有減速器更換為三合一減速器，將電動機布置為立式。根據(jù)門機減速器安裝位置、扭力盤尺寸以及夾軌器等機構(gòu)的布置情況，必須把三合一減速器布置在門機外側(cè)(原減速器布置在門機內(nèi)側(cè))，這就要求必須將門機主動車輪與減速器間的連接軸調(diào)換至門機外側(cè)。

3．2 改造方案

由于門機大車的改造工作必須拆除主動車輪，因此必須將門機進行整體抬升。經(jīng)分析演算:該門機重量為500t，門機上游側(cè)兩門腿支架處的分配重量最大值為130t(上游側(cè)設(shè)置回轉(zhuǎn)機構(gòu)和司機室)。因此，需采用200t螺旋千斤頂作為起重工具，將單側(cè)軌道上的兩條門腿同時頂起距地面60mm。在更換一側(cè)軌道上的減速器時，將小車開到對應側(cè)，同時用楔鐵將門機上的所有移動部件進行固定(小車車輪、大車行走的對應側(cè)車輪)。門機跨度為14m，由此可以計算出偏轉(zhuǎn)角度為0．25°，采用Algor有限元計算得出門架的應力沒有變化，故本方案具有可行性。

3．3 改造方案的實施

圖1 2000kN雙向門機車輪布置示意圖

圖2 2000kN雙向門機車輪及平衡梁結(jié)構(gòu)圖

施工前，做好全面檢查，對照圖紙檢查所有更換件的尺寸，檢查門機檢修停放位置軌道、基礎(chǔ)的環(huán)境和強度，同時對事先制定好的各項安全保護措施進行復核檢查，主要安全措施包括用楔鐵將門機上所有的移動部件進行可靠固定;對于檢修螺旋千斤頂?shù)牟僮鲿r間要求其間隔時間短，活動點作強制固定;同時，考慮到余震的影響，應加班加點施工，盡量縮短工期。準備好檢修用的工器具和材料，包括2臺200t螺旋千斤頂、2件承重支架、若干墊板、扳手、銅棒、鋰基油脂和其他輔助性設(shè)備和材料。

拆卸行走機構(gòu)車輪組時，先將單側(cè)軌道主動車輪上的電機和原減速器從車輪裝置上拆除，同時用2臺200t螺旋千斤頂頂起單側(cè)軌道大車行走機構(gòu)的兩處平衡梁，使兩主動車輪同時離開軌道60mm。注意:操作時必須分段進行，同時用墊板墊在臺車下作為輔助支撐，整體抬升時分三次頂起，每次間隔5min，注意觀察門機上其它部件的變化，將臺車架上的臨時多層墊板焊接為整體，避免余震或其它意外發(fā)生時出現(xiàn)嚴重事故，然后松開主動臺車架上的45°卡環(huán)，取出主動車輪組及主動車輪組上的主動軸，將各零件配合面進行清洗并涂潤滑脂。

組裝行走機構(gòu)車輪組時，首先檢查并確認裝配件的尺寸。因為新的三合一減速裝置尺寸較大，只能安裝在門機跨外，需將新加工的軸與車輪組裝好后整體裝入臺車內(nèi)，并將新加工的扭力盤按布置要求與減速器裝成一體，接著將減速器裝在主動車輪軸上，并將減速器支架與扭力盤聯(lián)接好后點焊于臺車架上，調(diào)整好各部件并轉(zhuǎn)動車輪無卡阻后將減速器支架與臺車架焊死，將電機安裝到減速器上，同時將電機防雨罩安裝到電機上。

在先后完成了上下游側(cè)大車行走機構(gòu)改造工作后，按相關(guān)要求進行了試運行和試驗，門機整體運行平穩(wěn)達到了預期的目的。

4 結(jié)語

筆者通過對雙向門機整體抬升進行大車行走機構(gòu)改造項目實踐情況的詳細論述，可為應急情況下重型設(shè)備的整體抬升技術(shù)和安全管控提供值得借鑒的成功經(jīng)驗和處理辦法。