弧形工作闸门安装方案最终.docx
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弧形工作闸门安装方案最终
江西省浯溪口水利枢纽工程
金属结构制作安装及安装工程
溢流表孔弧形闸门安装方案
批准：
审核：
编写：
湖南水木工程有限公司
2016年9月14日
1、编制依据1
2、施工概况1
3、施工需要协调的事项2
4、吊装方案的选择与计算2
4.1吊装前的准备工作2
4.2施工机械的选用3
4.3索具、吊耳选择3
5、吊装方案5
5.1吊装示意图5
5.2吊装步骤11
溢流表孔弧形工作闸门安装方案
1、编制依据
1.1《设备起重吊装工程便携手册》何焯编
1.2《实用起重工手册》陈兆铭编
1.3《起重吊装常用数据手册》杨文渊编
1.4《重型设备吊装工程施工工艺与计算》杨文柱编
1.580t汽车式起重机性能参数、单向门机性能参数
1.6弧门各个部件的重量、吊装高度及其设计尺寸参数
1.7施工图纸；
1.8本项目制作安装工程引用下列标准及规程规范（但不限于）
《水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范》GB/T14173—2008
《水工金属结构防腐蚀规范》SL105—2007
《水工金属结构焊接技术条件》SL36-1992
2、施工概况
根据现场实际情况，弧形工作闸门采用“80t汽车吊+单向门机+专用卷扬机系统”的方案进行安装。
弧形工作闸门主要采用低合金Q345B钢材制作，为便于运输及安装，门叶分六节制作，最大尺寸为：
2660mm×11940mm×2002mm，最大重约：
17.942t。
弧形工作闸门的主要大件
序号
名称
数量
规格（长×宽×高）
单重
（t）
备注
1
第一节门叶
5
2660*11940*2002
17.942
底节
2
第二节门叶
5
2482*11940*1599
9.421
3
第三节门叶
5
2730*11940*1569
9.945
4
第四节门叶
5
3020*11940*1422
17.167
5
第五节门叶
5
3080*11940*1182
9.069
6
第六节门叶
5
2662*11940*1017
7.767
顶节
6
支臂总成
10
14939*9140*1220
22.166
7
支铰座
6
2230*1800*1281
22.2
3、施工需要协调的事项
弧门安装前需要协调解决以下问题：
1、从金结厂到坝顶的道路畅通，坝顶公路贯通，坝顶公路桥可承载弧门构件（构件最大重量按18t计算）通过；
2、坝顶单向门机轨道全线铺设完毕；
3、检修门孔口尺寸不出现负偏差，闸墩间距（尤其是检修门门槽与弧门侧轨之间）不出现负偏差；
4、支铰平台及爬梯需形成。
4、安装方案的选择与计算
4.1吊装前的准备工作
闸门和支臂吊装前,必须完成以下工作：
1、弧形工作闸门单件（6节门叶，上、下支臂）的拼装、焊接及防腐完毕并检验合格；各对接焊缝无损检测合格；
2、施工人员必须熟习施工图及技术要求，施工措施等。
3、项目部向施工人员进行技术交底，做到施工人员心中有数,保证施工质量。
4、制定安全措施，防止发生人身、设备事故。
5、确定关键高程、坐标控制点，保证安装高程点、位置的正确性。
6、埋件安装完毕，门槽内杂物清理干净；
7、施工电源、电焊机、卷扬机等布置到位；
8、需要协调的事项全部完成。
4.2施工机械的选用
序号
名称
数量
单重
（t）
卸车设备
吊装设备
1
第一节门叶
5
17.942
50t汽车吊
单向门机+专用卷扬机系统
2
第二节门叶
5
9.421
50t汽车吊
单向门机+专用卷扬机系统
3
第三节门叶
5
9.945
50t汽车吊
单向门机+专用卷扬机系统
4
第四节门叶
5
17.167
50t汽车吊
单向门机+专用卷扬机系统
5
第五节门叶
5
9.069
50t汽车吊
单向门机+专用卷扬机系统
6
第六节门叶
5
7.767
50t汽车吊
单向门机+专用卷扬机系统
7
上支臂
10
6.4
单向门机悬臂吊
单向门机悬臂吊
8
下支臂（含裤衩）
10
13
单向门机悬臂吊
单向门机悬臂吊
9
支铰座
10
22.2
80吨汽车吊
专用卷扬机系统
4.3索具、吊耳选择
本次吊装单件最大重量为18吨（底节门叶）。
（1）吊索选择:
单根主吊绳最大受力T=18/2=9（t），取用5倍安全系数，连接行车的单根钢丝绳的最小破断拉力不小于Sp≥9×1000×5=45000（㎏），取平衡系数ψ=0.82，Sp/ψ=45000/0.82=54878（㎏），按GB20118-2006选用6×37-32-1700绳钎维芯钢丝绳2根。
支铰安装卷扬机钢丝绳最大受力T=22.2（t），取用5倍安全系数K，选用6×37绳径为52mm钢丝绳断拉力：
1410KN，钢丝绳破断拉力总和
：
141t
=0.82
由公式钢丝绳容许拉力[
]===23.13t
钢丝绳容许拉力[
]=23.13t〉支铰座重量T=22.2t
（2）卸扣的选择：
卸扣选用M（4）级M-DW8GB106034个
4.3.2吊耳的受力分析：
（1）吊耳强度计算：
吊耳尺寸及焊接位置如图所示：
板厚：
20mm
（2）吊耳强度核算
说明：
图中未注焊缝均需开坡口，坡口斜度45°，焊缝高度12mm以上。
显然，此次吊装过程中吊耳承受的横向弯曲应力可忽略不计，以拉应力为主，计算吊耳的局部紧接承压应力σcj，和孔壁拉应力σk,此吊耳板的材质为Q345B，其局部紧接承压许用应力为[σcj]=26MPa，孔壁容许拉应力[σk]=180MPa。
每个吊耳承受拉力为Q=18/4=4.5（t）,考虑受力不均而引起的超载系数k=1.1～1.2,则每个吊耳受力按F=1.1Q拉力计算，其所受局部紧接承压应力为：
σcj=F/dδ=4.5×104×1.1/80×10-3×20×10-3=30.9（MPa），显然，σcj＜[σcj]=110（MPa），孔壁拉应力：
σk=σcj
=30.9×（100×100+40×40）/（100×100-40×40）=42.7（MPa）＜0.8[σk]=0.8×180=144（MPa）。
综合以上结果，吊耳强度满足吊装要求。
（3）吊耳连接焊缝计算：
耳板与主梁外板采用低氢型焊条进行贴角焊，焊脚高度为12㎜，焊缝长度按200㎜计算，则：
τ=F/2al=4.5×104/2×80×200×10-6=14.1（MPa）＜0.9[τ]=0.9×120=108（MPa）
满足要求。
（4）支铰上方的固定支架受力分析
P=22.2*
KN固定支架选用两根40aQ235工字钢W=878.9*
l=1.2*
mm
弯矩：
=pl=22.2*10*1.2*
=26.6*
N·mm
支铰吊装所受应力
===151MPa
Q235槽钢容许应力[
]=235MPa
受应力：
〈[
]
所以选用两根材质为Q235型号40b的槽钢作为支铰安装固定支架满足要求
（5）弧门安装吊梁受力分析
P==9*10KN
吊梁选用32b材质为Q235的工字钢W=534.29*
a=0.7*
mm
弯矩=
=pa=9*10*0.7*
=6.3*
N·mm
最重底节弧门吊装所受应力
===58.9MPa
Q235工字钢容许应力[
]=235MPa
受应力：
〈[
]
所以选用材质Q235型号32b的工字钢作为吊梁满足要求。
5、闸门安装方案
5.1安装示意图
图一：
弧门构件运送及卸货布置图
图二：
吊装支架安装布置示意图
图三：
支铰座安装布置示意图
图四：
下支臂安装布置示意图
图五：
第一节门叶安装布置示意图
图十：
第六节门叶安装布置示意图
5.2吊装步骤
溢流坝弧形工作闸门门叶结构采用两主横梁型式，支臂为斜支臂箱形结构，弧门支铰支承在孔口左、右闸墩侧墙悬出的混凝土牛腿上，支铰布置高程55.6m。
支铰轴承采用自润滑球面滑动轴承。
设置弧门安装必要测控基准点。
如孔口中心、大坝横轴线、弧门关键高程及支铰中心等控制点。
埋设弧门安装使用的预埋件。
包括弧门吊装的吊耳环、起重人员悬挂钢丝绳的工作平台埋件、调整支饺的工作平台及爬梯等。
安装支铰与支臂连接部位的工作平台。
准备必要的工具、量具、器械及检测设备。
拉设安全警戒绳，在弧门安装现场划定一定的安全警戒区，对现场实施封闭式管理，禁止无关人员入内。
5.2.2吊装支架的安装
在表孔油缸支铰座正上方6米高程为63.5处预埋吊架，吊架由2根材质Q235、型号40a、长度为3米的槽钢和30×600×200的钢板作为主吊梁，槽钢伸出墙面1.2米，伸出墙面端的两根槽钢中间焊接钢板，分别在槽钢左侧和上侧焊接一根规格为20#、长度为1.5米的工字钢作为斜支撑（如图二所示）。
单向门机轨道向右岸延伸12.5米，货车可以将构件运输到门机吊装范围内（如图一所示）。
首先将支铰上临时固定支铰各零件，防止活铰自由转动。
再用单向门机或80t汽车吊将支铰座卸放在检修门槽底坎上，用吊架和卷扬机将支铰座移动至支铰座埋件附近，再利用手拉葫芦或千斤顶调试、安装支铰座（如图三所示）。
5.2.6支臂的卸车和安装
为方便运输和吊装，将支臂分节，部分构件暂不安装。
由于坝顶门机的悬臂吊允许承重为20t，分节后上支臂重量约为9t，下支臂重量约为13t。
利用汽车将支臂运输至悬臂吊工作范围内，然后利用悬臂吊将下支臂与上支臂分别吊至支铰座附近，利用卷扬机、手拉葫芦或千斤顶调试安装支臂（如图四、图八所示）。
5.2.7门叶的卸车和安装
为方便运输和吊装，将门叶分成6节，最大重量约为17.9t。
先用80t汽车吊将单节门叶卸在坝顶单向门机工作范围内，然后用单向门机将门叶竖向吊放至检修门门槽底坎上，然后利用吊梁（材质Q235、型号32b的工字钢作为吊梁，并于吊梁上焊接与滑轮组连接的吊耳）和卷扬机将底节门叶吊至吊梁垂直正下方后，在门叶和支臂之间挂一个手拉葫芦将门叶拉至下支臂上，同时在底节门叶下缘放置两台50吨的千斤顶。
与支臂安装联接后临时支架固定。
同时于门叶左、右两侧与门机挂钩间各挂一台手动葫芦调整门叶倾斜，可使支臂顶端板螺孔与门叶主粱后翼扳螺孔对位并穿上螺拴（底节弧门安装前，需先将闸门与液压启闭器连接处的轴先穿进吊耳）。
（如图五所示）
门叶调整：
下节门叶分别以支铰中心和孔口中心为基准点控制其曲率半径及门叶水封座板与埋件止水面的尺寸，各几何控制尺寸合格后可用连接板将门叶与门槽埋件临时焊接加固，以防变形。
其余各节调整应综合考虑控制节间间隙、定位板及曲率半径之间的相关尺寸。
其中，门叶受焊接收缩的影响、其曲率半径与各节门叶间隙的调整宜为正偏差的较大值为佳。
调整门叶（如图六、七、九、十所示）
弧门焊接主要分支臂和门叶焊接两部分。
并严格遵照特定的焊接工艺。
1、支臂焊接过程中由合格偶数焊工采取多层多道、分段退步对称焊。
2、门叶焊接由四人对称从下节向上节门叶依次分段退步施焊。
并派专人对门叶的几何控制尺寸进行监测，将监测结果记录。
要求整扇门叶在焊接过程中各几何控制尺寸与焊接收缩量符合规范要求。
3、焊接技术要求按本投标文件中有关专业技术要求执行。
4、对焊缝进行无损探伤，由检验人员按照标准检测，并出具检测报告。
1、弧门调试前将启闭机吊杆同弧门两吊耳分别联接后，即可进行弧门双吊点调试工作。
调试中应注意弧门在启闭过程中的水平状态，两吊点受力的均衡性、门叶水封座板与止水面的间距及门体整体提升后，沿侧轨处左右摆动的偏移量等因素，通过启闭机双吊点异步升降操作及水平仪与经纬仪监测配合即可满足调试要求。
2、水封安装的质量好坏直接影响到弧门封水效果。
安装时以实测埋件止水面与门叶水封座板的间距为依据对水封橡皮压缩量作适当的增减．同时还特别注意处理了侧水封与顶水封及底水封衔接角接头部位，以保证其水封压缩的良好性。
3、弧门水封安装程序为：
在门叶提离地面约1米高时安装底水封；在门叶提至坝顶公路以上时安装侧水封。
6.拟投入本项目的主要施工设备表
序号
设备名称
型号
规格
数量
国别
产地
制造
年份
额定功率（kW）
生产
能力
用途
备注
1
汽车吊
100t.80t
1
国产
2010
转运及吊放
2
坝顶门机
2*1600KN
1
工程自有
2015
转运及吊放
3
电焊机
时代
12
国产
2010
焊接
4
卷扬机
5t
2
2012
吊装
5
水准仪
1
国产
测量
7、劳动力计划表
单位：
人
按工程施工阶段投入劳动力情况
工种
2016年9月
2016年10月
2016年11月
2016年12月
2017年1月
管理
1
2
2
2
2
技术
1
1
1
1
1
铆工
3
5
5
5
5
焊工
4
8
8
8
8
起重工
1
2
2
2
2
辅工
2
4
4
4
4
合计
12
22
22
22
22
8、安全措施
1、吊装设备完好，严格遵守安全操作规格和有关安全作业规定，严禁违章作业。
2、进入施工现场人员必须佩带安全帽。
3、所有工作人员必须明确分工，及时到位，各负其责。
4、指挥人员信号传递应准确无误。
指挥及操作人员持证上岗。
5、操作人员动作应缓慢，减少物体过大摆动而增加负荷，听从指挥信号，不可擅自操作，避免发生事故。
6、严禁在起重臂下停留，闲杂人员禁止进入工作区域。
7、吊装中应对所有吊绳、卡环等机索具进行检查，确保安全后方可使用。
8、随时掌握天气情况，大于五级风禁止吊装。
9、应急处理及组织体系
9.1应急处理的方法
，明确职责分工，熟悉掌握处理步骤，设立安全集结区，在事故状态下，根据事故的种类，由总指挥组织各专业组的施工人员进行下列应急处理工作。
1、进行报警，报告和引导，紧急撤离现场，在安全地带集结；
2、进行检查及处理；
3、进行灾害扑救和控制；
4、救护伤员，保护事故现场；
5、组织或协助进行事故调查。
6、对现场作业每个环节的安全措施分项检查，落实；
7、恢复施工作业。
事故发生后，第一知情人应直接汇报总指挥，同时采取果断操作或指令，最大限度地保护自巳和他人的人身安全和设备的安全；
快速拨通紧急电话，简捷说明如下内容，事故现场的确切地点，事故状态，伤亡情况。
现场设报警电话，同时配备值班车一台；
发生突发事故时，现场指挥立即急促长哨声或大声呼唤，指挥现场作业人员按预先制定的紧急撤离路线快速撤离到指定的集结区；
听到紧急撤离信号后，现场所有人员应保持冷静，立即停止工作，切断电源，按撤离路线快速撤离到指定的集结区，不允许乱跑动；
撤离人员到达集结区后，指挥人员清点人数，等待下一步指示，事故信号未解除，不得回到原工作岗位。
9.2设备吊装岗位职责
设备吊装时必须有明确的岗位分工和岗位职责。
各岗位作业人员必须遵守纪律，坚守岗位，服从指挥，各负其责。
岗位分工和指责如下：
职能
岗位
主要职责
决策层
吊装总指挥
全面负责大型设备的吊装施工
管理层
项目总工程师
大型设备吊装技术、质量总负责
施工部长
负责吊装的劳动组织、协调、现场施工用电、用水保障
吊装工程师
大型设备吊装技术方案编制、技术指导
安全负责人
安全总监督
质量负责人
质量检查
指挥层
专业安全员
吊装作业安全质量检查、监督
吊装指挥
试吊和正式吊装工艺指挥
作业层
班长
组织岗位作业
起重工
岗位作业
铆工
设备就位
10、安全技术要求
施工前进行详尽的技术交底，应使车组人员、施工人员，特别是司机、班组长、及指挥者对方案思路、意图、实施要求有清晰的了解，并把各项工作落实到人，专门向吊车司机明确交代指挥信号；
汽车吊使用前应确保可以正常使用；
禁止任何非指挥人员参与指挥，参加作业的人员必须具有相应的上岗证；
所有相关人员必须到施工现场，吊装过程中遇到预料外情况时，应慎重研究对策，任何情况均应禁止盲动；
吊车站位和行走场地地基应进行专门、慎重处理，并经有关人员确认；
在施工过程中，凡参加登高作业的人员均应佩带劳动部门认可的安全带，并系在安全可靠的地方；
施工中所用的机索具应按本方案、《起重工操作规程》及《实用起重吊装手册》的有关要求执行；
采用吊车吊装设备，吊车应严格按要求站位，吊车支腿要牢靠，用路基板或道木支垫支腿；
吊装过程中，应有统一的指挥信号，参加施工的全体人员必须熟悉此信号，以便各操作协调动作；
吊车及运输车辆进出场地要求垫实，必要时用钢板或路基板进行局部铺垫；
作业时应设立警戒线，关键位置设专人看守，非工作人员严禁进入吊装区域；
吊装前应组织各专业人员进行联合细致检查，及时发现和消除安全隐患；
在方案实施过程中，安全部门要严格把关，加强安全监督管理，明确各自职责，责任到人；
吊装各设备时风力等级不得大于5级；
吊装作业时，被吊物件行程内严禁有人员停留；
高空设备在吊装、旋转过程中应绑溜绳；
如果指挥者与司机之间信号传递不方便时应配备对讲机。
对于吊装高空净距较小的设备，应在地面上吊直离地后即转好方位再继续提升，在吊装过程中应尽量避免设备旋转；
设备吊直离地、吊车承受吊装过程中最大负载后，作业人员应对吊车支撑地基，吊具吊索等受力部位再次检查，确认无误，方可继续起吊；
未尽事宜，应遵守《起重工操作规程》中的有关规定执行
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