五強溪擴機工程2×500t橋式起重機安裝與負荷試驗

王建新，楊 濤，譚毅強

（五凌電力有限公司五強溪水電廠，湖南 沅陵 419600）

1 前言

五強溪水電站位于沅水干流中下游，湖南沅陵縣境內(nèi)，上游距沅陵縣城73 km，下游距常德市130 km。五強溪電站原有裝機1 200 MW(5×240 MW)，保證出力262.7 MW，多年平均發(fā)電量53.29 億kW·h，年利用小時數(shù)4 441 h，水量利用率80.94%。五強溪水電站擴機工程為岸邊式廠房，總裝機500 MW，裝機2 臺，年利用小時數(shù)為1 117 h，多年平均年發(fā)電量為5.583 億kW·h。擴機工程主廠房內(nèi)布置有1 臺QE2×500 t-33.5 m 橋式起重機，主廠房橋機額定起重量為2×500 t，屬于額定起重量超過300 kN（30 t）的起重設(shè)備安裝工程，為超過一定規(guī)模危險性較大分部分項工程。主廠房橋機主要技術(shù)參數(shù)、主要結(jié)構(gòu)件重量及外形尺寸表見表1、表2 所示。

表1 QE2×500 t-33.5 m 橋式起重機技術(shù)參數(shù)

2 主廠房橋機安裝工藝

2.1 主廠房橋機安裝工藝流程

根據(jù)五強溪擴機工程主廠房及周邊環(huán)境實際情況，進行工藝分析，編制施工工藝流程，如圖1 所示。

圖1 主廠房橋機安裝工藝流程圖

2.2 橋機重大件卸貨

橋機主梁II 尺寸約為33.5 m（長）×3.2 m（寬）×4.05 m（高），重約100 t，是其中的最大件；主梁I與其尺寸相當(dāng)，重約100.5 t,是其中的最重件。

廠房橋機主梁部件到貨后，直接運輸至安裝間左塊（實際安裝地點），采用260 t 履帶吊進行卸車，卸車后為保證附件的正常安裝，主梁底部墊1.0 m高支墩，方便橋機安裝電動葫蘆、司機室掛架等附件。卸車時布置具體如圖2、圖3 所示。

圖2 橋機主梁卸車平面示意圖

圖3 橋機主梁卸車起吊示意圖

260 t 履帶吊吊裝分析：

卸車時最大件重量為橋機主梁Ⅱ到貨重量，其重量為97.5 t（主梁Ⅱ重量91 t，小車軌道重量4.5 t，電動葫蘆軌道重量2.0 t），起吊主設(shè)備選用中聯(lián)重科ZCC2600 履帶吊，選取工況作為主臂(HB)工況，起吊臂長度32 m，全轉(zhuǎn)臺配重和全車身配重，作業(yè)半徑10 m，在10 m 作業(yè)半徑時吊裝高度為33.0 m，履帶吊吊裝能力為123.9 t，吊裝滿足要求。

2.3 橋機重大件吊裝順序

根據(jù)橋機設(shè)備廠家設(shè)計圖紙，橋機主梁Ⅰ（司機室梁）布置在廠房右側(cè)（面對下游方向，后同），主梁Ⅱ（電動葫蘆梁）布置在左側(cè)，司機室布置在主梁Ⅰ下方，位于上游側(cè)，電動葫蘆布置于主梁Ⅱ底部軌道上。為減少起吊重量，行走臺車與主梁分開吊裝，橋機安裝順序為：吊裝橋機Ⅱ號主梁（電動葫蘆梁）所屬行走臺車→吊裝橋機Ⅱ號主梁（電動葫蘆梁）→吊裝Ⅰ號主梁（司機室梁）所屬行走臺車→吊裝Ⅰ號主梁（司機室梁）→吊裝橋機小車（2 臺）。

橋機Ⅱ號主梁吊裝完成與行走臺車聯(lián)接后，使用鏈條葫蘆將其向左側(cè)移動至適合位置，給Ⅰ號主梁留出吊裝空間。橋機Ⅰ號主梁吊裝完成后，使用端梁將其與Ⅱ號主梁組裝成整體橋架，檢查各項尺寸合格后再吊裝2 臺小車。

2.4 橋機重大件吊裝

根據(jù)工程實際進度，安裝間的結(jié)構(gòu)特點，橋機的各部件在安裝間左塊EL77.15 m 平臺布置260 t 履帶吊的方式進行吊裝。主要構(gòu)件包括：小車、主梁Ⅰ（司機室梁），主梁Ⅱ（電動葫蘆梁），其中將主梁、小車軌道、電動葫蘆及其軌道、平臺、欄桿樓梯在安裝間左塊組裝完畢，組裝后最重件是主梁Ⅱ（電動葫蘆梁），重量為102.60 t?？紤]1.1 倍動載系數(shù)，廠房橋機安裝起重重量最重為112.86 t。其它小結(jié)構(gòu)件，采用上游側(cè)布置的塔機進行吊裝。吊裝主設(shè)備選用中聯(lián)重科ZCC2600 履帶吊，選取工況作為主臂(HB)工況，起吊臂長度32 m，全轉(zhuǎn)臺配重和全車身配重，作業(yè)半徑10 m，在10 m 作業(yè)半徑時吊裝高度為33.0 m，吊裝能力為123.9 t，ZCC2600 履帶吊吊裝能力大于最重橋機大梁起重重量112.86 t，吊裝滿足要求。主梁與小車吊裝分析如下：

（1）主梁吊裝分析

根據(jù)260 t 履帶吊計算分析，作業(yè)半徑從7～10 m，吊裝能力從123.9～163 t 之間。吊裝高度以最大作業(yè)半徑10 m 分析，當(dāng)?shù)踯囍鞅坶L度為32 m，吊裝最大作業(yè)半徑為10 m 時，起升高度為33.0 m。260 t站車地面高程為77.15 m，軌道頂面高程為91.00 m；橋機梁吊耳至軌面高度為3.22 m；鋼絲繩長度為14 m，雙股，同時計算夾角影響后鋼絲繩垂直距離為6.3 m；吊鉤長度為2.18 m，吊裝余量高度為7.45 m，綜上所述，吊裝高度滿足橋機主梁吊裝要求。橋機主梁吊裝示意如圖4 所示。

圖4 廠房橋機主梁吊裝示意圖

（2）小車吊裝分析

橋機小車在安裝間進行裝配，裝配完成后整體吊裝，吊裝時不含鋼絲繩及吊鉤，單個小車整體起吊重量為70 t。橋機小車吊裝經(jīng)計算分析，作業(yè)半徑從7～14 m，吊裝能力從82.5～163 t 之間。吊裝最大作業(yè)半徑為14 m 時，主臂起升高度為32.0 m。

260 t 履帶吊站車地面高程為77.15 m，軌道頂面高程為91.00 m；橋機小車吊耳至軌面高度為4.66 m，鋼絲繩長度為14 m，雙股，同時考慮夾角影響鋼絲繩垂直距離為6.1 m；吊鉤長度為2.18 m。吊裝余量高度為5.21 m，綜上所述，吊裝高度滿足橋機小車吊裝要求，橋機小車吊裝示意如圖5所示。

圖5 廠房橋機小車吊裝示意圖

3 橋機負荷試驗前提條件

3.1 負荷試驗前檢查項目

橋機機械、電氣設(shè)備全部安裝完畢，并符合有關(guān)設(shè)計、制造、安裝等技術(shù)條件，才可進行復(fù)核試驗階段。復(fù)核試驗前對橋機進行至少且不限于下述檢查和試驗項目：（1）橋機軌道的安裝檢查；（2）橋機主梁的平直度、平行度及主要尺寸檢查；（3）電機和限位開關(guān)的試驗；（4）吊鉤極限位置、起吊高度檢查；（5）電氣保護與安全防護裝置的動作試驗；（6）綜合監(jiān)測系統(tǒng)的調(diào)整和試驗；（7）制動系統(tǒng)動作試驗；（8）靜載試驗；（9）動載試驗；（10）試運行試驗；（11）橋機的過負荷保護接點、行程限位開關(guān)、抱閘、鎖定等調(diào)試；（12）橋機大梁剛度在全負荷起吊過程中予以嚴密監(jiān)視并測量實際的撓度值備案；（13）設(shè)備廠家規(guī)定的其它試驗。

3.2 試驗場地環(huán)境要求

清除一切有礙安全運行的障礙物，并在滑線處及危險處懸掛警告牌，必要時設(shè)遮攔或監(jiān)護人，為保證試驗的有效可靠，試驗現(xiàn)場須滿足以下條件：（1）試車場地：安裝間左塊；（2）環(huán)境溫度：-3℃～+36℃；（3）試驗時瞬時風(fēng)速小于8.3 m/s；（4）橋機負荷試驗大車的運行區(qū)域根據(jù)工程施工的實際情況確定。

3.3 試驗前準備工作

（1）試驗吊繩編制和配重準備；（2）對橋式起重機進行清掃，清除大車、小車軌道兩側(cè)的所有雜物；（3）檢查橋式起重機各處的連接螺絲是否堅固，檢查在大車、小車的壓緊螺絲是否緊固；（4）對試驗場地進行清掃，清退與試驗無關(guān)的設(shè)備、材料等；（5）對試驗用的工器具、吊具進行檢查合格；（6）安裝橋式起重機試驗時測量的儀器和設(shè)備，并檢查合格；（7）各部位檢測人員已就位，在試驗場地設(shè)置安全警戒；（8）檢查消防設(shè)施的配置應(yīng)符合要求；（9）橋機試驗用電源及各部照明滿足試驗要求；（10）大車軌道兩端部已焊設(shè)臨時擋塊（或已安裝車檔）。

3.4 橋機負荷試驗流程

橋機負荷試驗流程如圖6 所示。

圖6 橋機負荷試驗流程圖

3.5 負荷試驗載荷統(tǒng)計及荷載方式

（1）負荷試驗載荷計算見表3。

表3 橋機負荷試驗載荷計算表

（2）負荷試驗荷載方式

本試驗共采用A、B 兩種尺寸吊籃，每個尺寸吊籃各2 件，共計4 件，負荷試驗采用吊籃裝載鋼筋進行，吊籃及鋼筋裝載如圖7。吊籃設(shè)計階段應(yīng)根據(jù)吊籃受力情況進行吊籃主要結(jié)構(gòu)受力校核。

圖7 吊籃及鋼筋裝載圖

4 橋機負荷試驗程序

4.1 空載試驗

起升機構(gòu)正反轉(zhuǎn)，空運轉(zhuǎn)各0.5 h；小車運行機構(gòu)沿橋架全行程往返3 次；大車運行機構(gòu)在廠房允許范圍內(nèi)往返3 次；檢查操作手柄的操作方向與起重機各機構(gòu)的運轉(zhuǎn)方向是否一致；檢查電動機的運行是否平穩(wěn)，三相電流是否平衡；檢查制動器動作是否靈活，有必要進行適當(dāng)調(diào)整；檢查鋼絲繩是否纏繞正確，且無異常振動和噪聲；檢查電氣設(shè)備是否正常，電氣設(shè)備應(yīng)無異常發(fā)熱現(xiàn)象，控制器的觸頭應(yīng)無燒灼現(xiàn)象；檢查限位開關(guān)、保護裝置、聯(lián)鎖裝置及繼電保護元件動作是否正確可靠；檢查各潤滑油路是否暢通，軸承溫度是否正常，且不得超過70℃。

4.2 單臺小車主起升75%及100%載荷試驗

將吊籃放置在安裝間試驗小車主鉤正下方位置，將另一臺小車開至軌道盡頭，試驗小車盡量靠近跨中，測量兩根主梁跨中的上拱度并記錄，然后用小車吊鉤起吊75%額定載荷(375 t)試重，緩慢升離地面200 mm，再次測量主梁上拱度并計算其下?lián)隙?。整定荷重顯示器使其與實際起吊重量一致。操作吊鉤以各個檔位在允許行程內(nèi)往返3 次、操作小車從低至高各個檔位在允許行程內(nèi)運行3 次、操作大車從低至高各個檔位在允許行程內(nèi)運行3 次，檢查各部件運行正常，測量起升、大小車行走電機參數(shù)及運行速度，檢查制動正常。另一臺小車主起升75%載荷試驗以同樣方式進行，兩臺小車100%載荷試驗程序與75%載荷試驗程序一致。

4.3 單臺小車主起升110%動載試驗

關(guān)閉荷重報警及保護裝置，緩慢提升1.1 倍額定載荷（550 t）離地面200 mm，檢查制動靈活可靠，檢查主梁撓度。操作主鉤以各檔位在允許行程內(nèi)重復(fù)進行啟動及制動，檢查制動距離，吊鉤試驗完成后，分別操作大小車以各檔位在允許行程內(nèi)重復(fù)進行啟動及制動。起重機各機構(gòu)的動載試驗應(yīng)先分別進行，禁止聯(lián)動。

4.4 單臺小車主起升125%靜載試驗

做靜載試驗前，應(yīng)將起升機構(gòu)載荷限制器過載保護功能旁路，在試驗后應(yīng)立即恢復(fù)。將小車開至跨中，緩慢提升1.25 倍額定載荷（625 t）吊籃離地面100～200 mm，持續(xù)時間不少于10 min，檢查主梁下?lián)隙?。緩慢卸載負荷，再次空載后測量主梁上拱度并與試驗前比較，確認有無永久變形檢查橋機各處是否有開裂、永久變形、油漆剝落等現(xiàn)象，檢查各部件無影響橋機正常運行的損壞，檢查各連接件是否松動或損壞，檢查結(jié)果均需正常。

4.5 雙小車主起升及大小車載荷試驗

將吊籃放置在橋機正下方位置，操作2 臺小車盡量靠近跨中，測量2 根主梁跨中的上拱度，根據(jù)50%、75%、100%、110%、125%不同試驗等級裝配試重，測量橋機載重后的主梁跨中上拱度。各等級負荷試驗程序與檢查項目與對應(yīng)比例的單小車負荷試驗相同。

5 結(jié)語

五強溪擴機工程主廠房QE2×500 t-33.5 m 橋式起重機為國內(nèi)目前最大的雙小車橋機之一，在大型橋式起重機安裝與試驗工作中有典型參照作用，可為類似大中型橋機安裝與負荷試驗提供經(jīng)驗。