桑郎水電站廠房橋機(jī)試驗(yàn)方案實(shí)施分析

□鄭平 楊戟

（貴州省水利投資集團(tuán)公司）

桑郎水電站廠房橋機(jī)試驗(yàn)方案實(shí)施分析

□鄭平 楊戟

（貴州省水利投資集團(tuán)公司）

廠房橋式起重機(jī)為特種設(shè)備，為加強(qiáng)特種設(shè)備安全工作，預(yù)防橋機(jī)事故，保障人身和財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，廠房橋式起重機(jī)安裝申請(qǐng)、許可、試驗(yàn)、驗(yàn)收、注冊(cè)等工作必須嚴(yán)格按照程序執(zhí)行，檢驗(yàn)合格頒發(fā)安全使用許可證后方可投入正常使用。通過(guò)對(duì)貴州省興義市望謨縣桑郎電站廠房電動(dòng)雙梁橋式起重機(jī)（型號(hào)：QE32/5t）的負(fù)荷試驗(yàn)，簡(jiǎn)述了橋機(jī)安裝驗(yàn)收的基本程序，從節(jié)約經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)分析了試重塊選擇原則，從安全性考慮如何選擇可靠的鋼絲繩吊索，詳細(xì)描述了如何進(jìn)行橋機(jī)負(fù)荷試驗(yàn)，如何進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制，如何加強(qiáng)組織措施和安全措施，為各種電廠及工礦企業(yè)的橋機(jī)安裝、試驗(yàn)、驗(yàn)收等提供參考經(jīng)驗(yàn)。

桑郎電站；負(fù)荷試驗(yàn)；鋼筋；鋼絲繩；風(fēng)險(xiǎn)及控制；強(qiáng)制性驗(yàn)收

1 概述

桑郎電站是桑郎河梯級(jí)開(kāi)發(fā)規(guī)劃中的第四級(jí)，位于望謨縣桑郎鎮(zhèn)境內(nèi)。地面式廠房，裝機(jī)容量為2×6300kW的立式水輪發(fā)電機(jī)組，年發(fā)電量4874萬(wàn)kW·h。

為滿(mǎn)足機(jī)組安裝和檢修要求，選用一臺(tái)電動(dòng)雙梁橋式起重機(jī)，起重量：主鉤32 t，副鉤5t；最大起升高度：主鉤16 m,副鉤18 m；橋機(jī)大車(chē)跨度11 m，小車(chē)跨度2.50 m；工作制為輕級(jí)（A3）。橋機(jī)由現(xiàn)場(chǎng)組裝的兩個(gè)橋架、一個(gè)小車(chē)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、制動(dòng)裝置、駕駛室、操作臺(tái)和電氣設(shè)備等組成。橋機(jī)軌道、滑觸線(xiàn)、橋機(jī)本體、電氣設(shè)備等安裝完成后進(jìn)行負(fù)載試驗(yàn)，檢查橋機(jī)運(yùn)行狀態(tài)是否平穩(wěn)、聲音是否正常、制動(dòng)系統(tǒng)是否可靠，大梁上拱度、下?lián)隙仁欠穹弦?guī)范要求。

2 主要技術(shù)參數(shù)及試驗(yàn)分類(lèi)

2.1 橋機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

橋機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 橋機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表

2.2 負(fù)載試驗(yàn)分類(lèi)

桑郎電站橋機(jī)負(fù)載試驗(yàn)以主鉤額定重量為基準(zhǔn)，根據(jù)規(guī)范要求分為懸掛重物靜載試驗(yàn)和懸掛重物動(dòng)載試驗(yàn)。為確保安全，靜載試驗(yàn)按兩步進(jìn)行，先進(jìn)行1.00倍主鉤額定負(fù)載（32 t）試吊，無(wú)異常后再進(jìn)行1.25倍主鉤額定負(fù)（32 t）載試吊，最后進(jìn)行1.10倍主鉤額定負(fù)載（32 t）的動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)。三次負(fù)荷試驗(yàn)的重物重量分別為32 t、40 t、35.20 t，為保證試驗(yàn)順利進(jìn)行，試驗(yàn)前重物應(yīng)計(jì)算及規(guī)劃正確。

3 驗(yàn)收單位及程序

橋式驗(yàn)收參加單位：興義市特種設(shè)備檢測(cè)中心、業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、土建、廠家和安裝單位。

橋機(jī)安裝前安裝單位按規(guī)定格式準(zhǔn)備齊全資料，送至興義市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督管理局進(jìn)行書(shū)面告知，書(shū)面告知審查批準(zhǔn)后方可進(jìn)行橋機(jī)安裝、試驗(yàn)。橋機(jī)所有部件安裝完成后安裝單位提交橋機(jī)安裝自檢報(bào)告，送監(jiān)理、業(yè)主單位審核通過(guò)后按規(guī)范要求備齊所有資料，正式發(fā)函邀請(qǐng)興義市特種設(shè)備檢測(cè)中心工程師到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行橋機(jī)靜載、動(dòng)載負(fù)載試驗(yàn)及驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后進(jìn)行橋機(jī)注冊(cè)登記及頒發(fā)橋機(jī)安全使用許可證。

4 試重塊選擇

4.1 方案1：鋼筋作為重物

壓力隧洞調(diào)壓井還沒(méi)有施工，業(yè)主倉(cāng)庫(kù)庫(kù)存鋼筋有100多噸，進(jìn)行橋機(jī)試驗(yàn)時(shí)最大重物需要40 t，即1.25倍主鉤額定負(fù)載靜載試驗(yàn)，因此滿(mǎn)足重物要求。

選用作為重物的鋼筋型號(hào)為直徑φ=16 mm，每根長(zhǎng)L=9 m，鋼筋重量及需要數(shù)量計(jì)算如下：

式中：S—1根鋼筋截面積（單位：m2）；G—1根鋼筋質(zhì)量（單位：t）；M—40 t鋼筋數(shù)量（單位：根）。

實(shí)際取2817根，庫(kù)房有吊裝設(shè)備，鋼筋吊卸方便。

4.2 方案2：鋼筋混凝土作為重物

最大重物需要量為40 t，鋼筋混凝土的密度一般為2.50 t/m3，因此需要鋼筋混凝土體積為40 t/2.50 t=16 m3，以市場(chǎng)價(jià)計(jì)算鋼筋混凝體的價(jià)格大約為700元/m3×16 m3=11200元。用鋼筋混凝土作為重物試塊，需要計(jì)算長(zhǎng)、寬、高等尺寸，還需進(jìn)行配筋強(qiáng)度計(jì)算等，因此過(guò)程較復(fù)雜。鋼筋混凝土試塊立模、澆筑混凝土、吊裝倒運(yùn)等需要約50 m2的場(chǎng)地，現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹小，場(chǎng)地平整費(fèi)用大約8000元。鋼筋混凝土試塊吊裝及運(yùn)輸費(fèi)用大約7000元。鋼筋混凝土作為試吊重物需要總費(fèi)用大約11200+8000+7000=26200元。

4.3 方案比較

方案1和方案2進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和安全比較，方案1明顯經(jīng)濟(jì)、安全，可節(jié)省約26200元成本，并不需租用吊機(jī)進(jìn)行吊裝，吊裝安全風(fēng)險(xiǎn)較低。用鋼筋作為試塊的使用周期僅為3 d時(shí)間，不會(huì)耽誤鋼筋使用工期，因此桑郎電站QE32/5 t橋式起重機(jī)試吊重物選用鋼筋。

5 鋼絲繩選擇

試吊重物最大40 t，考慮懸掛4根鋼絲繩受力，每根鋼絲繩受力夾角為40°，則每根鋼絲繩所受最大拉力為：40÷4÷cos400=40÷4÷0.766=13.05 t。

根據(jù)規(guī)范要求，鋼絲繩Φ36 mm的理論破斷拉力為58.20 t。橋機(jī)進(jìn)行1.25倍（40 t）最大靜載試驗(yàn)時(shí)起升高度較低，并且起升和降落只有3次，因此安全系數(shù)可選取范圍內(nèi)的低數(shù)，取3倍安全系數(shù)，則鋼絲繩的安全受力最大為58.20 t÷3=19.40 t。鋼絲繩實(shí)際最大受力為13.05 t，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鋼絲繩安全受力19.40 t，因此選用直徑Φ36 mm的鋼絲繩（6×37＋1）滿(mǎn)足最大負(fù)載要求，可以作為試驗(yàn)用索具。

6 負(fù)載試驗(yàn)

6.1 準(zhǔn)備工作

橋機(jī)上徹底清掃干凈，軌道上無(wú)雜物，測(cè)量設(shè)備架設(shè)完畢，橋機(jī)原始數(shù)據(jù)檢測(cè)完好；40 t試重塊運(yùn)至裝配場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)。

6.2 空載試驗(yàn)

開(kāi)動(dòng)大車(chē)及小車(chē)，起落主鉤及副鉤等，各檔位、各速度均需操作運(yùn)行，各機(jī)構(gòu)運(yùn)行應(yīng)平穩(wěn)、聲音正常。大車(chē)沿軌道全長(zhǎng)往返運(yùn)行，檢查左右極限開(kāi)關(guān)動(dòng)作應(yīng)靈敏可靠，同時(shí)檢查各主動(dòng)輪和被動(dòng)輪不得有啃軌現(xiàn)象。小車(chē)沿軌道全長(zhǎng)往返運(yùn)行，檢查上下游極限開(kāi)關(guān)動(dòng)作應(yīng)靈敏可靠，同時(shí)檢查各主動(dòng)輪和被動(dòng)輪不得有啃軌現(xiàn)象。主鉤、副鉤在上下起吊高度范圍內(nèi)來(lái)回運(yùn)轉(zhuǎn)多次，最高和最低極限開(kāi)關(guān)動(dòng)作應(yīng)靈敏可靠，下降到最低位置時(shí)檢查滾筒上鋼絲繩至少還有3圈以上。以上各種運(yùn)行工況時(shí)按下緊停開(kāi)關(guān)后橋機(jī)必須能可靠停止運(yùn)行?？蛰d試驗(yàn)結(jié)束后對(duì)整機(jī)電氣檢查應(yīng)無(wú)發(fā)黑燒焦現(xiàn)象，機(jī)械應(yīng)無(wú)變形，各油箱應(yīng)不滲漏，全部合格后才能進(jìn)行靜負(fù)載試驗(yàn)和動(dòng)負(fù)載試驗(yàn)。

6.3 1.0倍靜載試驗(yàn)（32t）

根據(jù)國(guó)家規(guī)范要求，橋機(jī)的上拱度應(yīng)大于8.80 mm（0.80 L/1 000=0.80×11/1 000，L為大車(chē)軌距11 m），橋機(jī)的下拱度不得＞15.70 mm（L/700，L為大車(chē)軌距11 m）。

2016年7月22日進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)實(shí)測(cè)橋機(jī)上拱度為20 mm，＞8.80 mm，滿(mǎn)足國(guó)家規(guī)范要求。

用全站儀測(cè)量橋機(jī)大梁中間某點(diǎn)（作上記號(hào)）的原始高程，緩慢起吊1.00倍重物，重物懸空離地約150 mm，靜止10 min后，再次用全站儀測(cè)量（為保證測(cè)量精度，全站儀架設(shè)位置保持不變）橋機(jī)大梁記號(hào)處的高程，記號(hào)處前后兩高程相減即為橋機(jī)的下?lián)隙取?016年7月22日進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)實(shí)測(cè)橋機(jī)的下?lián)隙葹? mm，小于15.70 mm，滿(mǎn)足國(guó)家規(guī)范要求。并且試驗(yàn)卸載后再次測(cè)量橋機(jī)大梁記號(hào)處的高程，與試驗(yàn)前的數(shù)據(jù)一致，說(shuō)明橋機(jī)無(wú)永久變形，橋機(jī)剛度及強(qiáng)度完好。

6.4 1.25倍靜載試驗(yàn)（40t）

除試塊加重外，試驗(yàn)方法、測(cè)量手段等與1.00倍靜載試驗(yàn)方法類(lèi)似，連續(xù)試驗(yàn)三次，每次間隔時(shí)間10 min。2016年7月22日進(jìn)行1.25倍靜載試驗(yàn)時(shí)橋機(jī)大梁的下?lián)隙葹?0 mm，＜15.70 mm，滿(mǎn)足國(guó)家規(guī)范要求。

6.5 1.10倍動(dòng)載試驗(yàn)（35.20t）

吊起1.10倍負(fù)載，離裝配場(chǎng)地面約150 mm，小車(chē)全行程行走3次，大車(chē)全行程來(lái)回行走3次，大車(chē)、小車(chē)的剎車(chē)系統(tǒng)應(yīng)可靠、平穩(wěn)，各電氣設(shè)備和機(jī)械設(shè)備運(yùn)行正常。起升主鉤上下3次，剎車(chē)可靠、無(wú)溜鉤現(xiàn)象，制動(dòng)電阻無(wú)異常發(fā)熱，有關(guān)電氣設(shè)備和機(jī)械設(shè)備運(yùn)行正常、平穩(wěn)。

試驗(yàn)后檢查橋機(jī)大梁、小車(chē)等結(jié)構(gòu)無(wú)開(kāi)裂及變形，鋼絲繩、吊鉤組、滑輪等無(wú)變形，各連接螺栓、銷(xiāo)子、連接板等完好，各焊縫完好，減速箱、制動(dòng)器無(wú)滲油。

7 風(fēng)險(xiǎn)及控制

橋機(jī)屬于特種設(shè)備，必須進(jìn)行過(guò)載試驗(yàn)的專(zhuān)項(xiàng)驗(yàn)收，因此存在較大的風(fēng)險(xiǎn)，試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)及控制主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①風(fēng)險(xiǎn)：橋機(jī)大梁強(qiáng)度不夠發(fā)生斷裂或變形?？刂疲簢?yán)格控制制造廠家質(zhì)量，選用正規(guī)廠家的橋機(jī)，要求廠家提供相關(guān)材質(zhì)質(zhì)量證明文件和檢測(cè)技術(shù)資料，確保橋機(jī)制造質(zhì)量。試驗(yàn)時(shí)先進(jìn)行小噸位重物試驗(yàn)，逐漸加重負(fù)載直至最大負(fù)載，便于提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后采取相應(yīng)措施。②風(fēng)險(xiǎn)：電氣設(shè)備過(guò)熱引發(fā)火災(zāi)事故。控制：源頭上要求廠家選用質(zhì)量合格的電氣設(shè)備，合格證齊全，試驗(yàn)時(shí)派專(zhuān)人監(jiān)視各電氣設(shè)備的運(yùn)行情況，重點(diǎn)用紅外線(xiàn)測(cè)溫儀監(jiān)視制動(dòng)電阻的溫度，嚴(yán)防其溫度過(guò)熱燃燒，并在橋機(jī)上配置二氧化碳滅火器。③風(fēng)險(xiǎn)：橋機(jī)制動(dòng)裝置剎車(chē)不可靠或鋼絲繩綁扎不牢造成重物瞬時(shí)落下傷人或傷物的安全事故?？刂疲悍磸?fù)調(diào)整制動(dòng)裝置剎車(chē)片間隙、剎車(chē)行程及彈簧預(yù)緊力，使制動(dòng)裝置處于最佳工作狀態(tài)；鋼絲繩綁扎由專(zhuān)業(yè)司索工進(jìn)行，檢查驗(yàn)收合格后方可起吊，重物下方嚴(yán)禁站人或放置設(shè)備。④風(fēng)險(xiǎn)：40 t試重塊堆放在裝配場(chǎng)，重量較集中，裝配場(chǎng)樓板可能開(kāi)裂。控制：試驗(yàn)時(shí)裝配場(chǎng)樓板混凝土強(qiáng)度必須100%滿(mǎn)足，裝配場(chǎng)地面敷設(shè)若干鋼板，主受力點(diǎn)必須在混凝土梁上，鋼筋擱置在鋼板上分散受力。⑤風(fēng)險(xiǎn)：桑郎電站處于農(nóng)村，電網(wǎng)用電不可靠，若在吊起重物時(shí)停電，并且停電時(shí)間無(wú)法預(yù)估，橋機(jī)將長(zhǎng)時(shí)間懸掛重物在半空中造成橋機(jī)受力部件疲勞變形?？刂疲含F(xiàn)場(chǎng)配置容量足夠的柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源。

8 結(jié)論

橋式起重機(jī)屬于特種設(shè)備，必須通過(guò)國(guó)家質(zhì)檢部門(mén)強(qiáng)制性驗(yàn)收。通過(guò)桑郎電站廠房32/5 t橋式起重機(jī)試驗(yàn)的順利實(shí)施，為各型號(hào)廠房橋式起重機(jī)的試驗(yàn)程序和方法提供借鑒，試驗(yàn)措施、試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)及控制實(shí)際操作性較強(qiáng)，特別是重物試塊和鋼絲繩的正確選擇不僅確保安全，還可以節(jié)省資金、縮短工期。

TV731.1

A

1673-8853（2017）11-0060-03

鄭平（1962-），男，高級(jí)工程師，主要從事電氣技術(shù)及工程建設(shè)管理工作。

2017-9-29

編輯：劉青