坪头水电站门座式起重机布置的合理化建议

丁善锋

(中国水利水电第五工程局有限公司，四川 成都 610225)

1 门座式起重机施工措施

根据坪头水电站首部枢纽资源配置需求，拟在坝顶布置一台MQ600/30型门座式起重机(以下简称施工门机)，其轨道采用QU80型钢轨。为了技术方案安全可行、适用强、经济上合理，经技术人员分析比较，施工门机上游轨道与永久门机上游轨道共用，避免了轨道梁的二次吊装和轨道调整及施工门机上游轨道布置在监测沟内，确保了坝顶公路宽度，为引水隧洞进水口混凝土浇筑创造了有利条件。

1.1 MQ600/30型门座式起重机主要参数

施工门机总重(含混凝土平衡重)约233t，设计最大起吊30t；最重件18.5t,起吊高度17.0m；轨距7.0m，支腿中心距7.0m；行走轮直径800mm，8个主动轮，8个从动轮；最大垂直轮压力490kN，最大侧向轮压力46kN，g取10m/s2。

1.2 吊装设备的选型

为了选择施工门机的吊装设备，根据工程的实际情况，从技术、施工环境及经济上对以下两种方案进行比较选择。

方案1：采用75t汽车吊或75t以上的汽车吊，但费用较高。

方案2：采用TG-500E型50t汽车吊，但吊装高度和幅度不满足要求。

技术及施工环境：右坝肩S307省道与坝顶间7.5m的高差，将50t汽车吊布置在挡墙顶部，达到满足50t汽车吊的吊装高度要求，在混凝土挡墙内增设施工门机轨道洞，达到50t汽车吊的吊装幅度要求。对施工门机轨道洞上部结构按照短梁进行了结构计算，满足承载力要求。50t汽车吊与施工门机布置见图1。

图1 50t汽车吊与施工门机布置

1.3 共用永久门机轨道梁

施工阶段采用简易、方便、快捷的校核方法，避免了按理论公式进行校核计算繁锁过程。遇特殊情况可在工地现场进行简易校核为决策者提供依据。钢筋混凝土破坏分两种形式：一是少筋破坏，即混凝土强度高，浪费水泥；二是超筋破坏，即混凝土强度不足。按钢筋混凝土结构抗弯配筋计算理论公式简化理解，即钢筋的抵抗弯矩大于或等于结构件受到的最大弯矩与结构安全系数乘积。

永久门机轨道梁参数：梁高1 480mm,梁肋宽800mm，翼缘宽1 228mm,翼缘厚550mm(取最小值),混凝土保护层厚50mm,混凝土强度C30，采用二级钢筋，梁总长9 980mm,原梁含二期混凝土总重约40t。

轨道梁计算长度L=1.05b=1.05×8=8.4(m)

根据弯矩函数计算施工门机支腿轮轨在轨道梁正中心时，跨中弯矩最大。

原轨道梁设计主筋为10φ32，钢筋面积AS=8 042.48m2，轨道梁原设计钢筋抵抗弯矩不满足要求。

经过计算，轨道梁主筋配置12φ32，正截面承载力满足要求。

抗剪验算、抗裂验算、裂缝宽度验算、挠度等，经计算均满足设计要求。

1.4 坝后壁式连续牛腿承载力计算

右岸挡水坝坝后牛腿和1、2、3号泄洪闸胸墙牛腿均可按壁连式牛腿计算，施工门机一侧有8个轮。

FV=PV/B0
Fh=Ph/B0
B0=B2+2B1+a

式中FV、Fh——作用在牛腿顶部的竖向力设计

值和水平拉力设计值；

PV、Ph——作用于牛腿顶部的吊车一侧总竖向轮压设计值和水平拉力设计值；

a——竖向力作用点到下部墙面之间的水平距离(1.0m)；

B0——连续牛腿总轮压分布宽度。

经计算，右岸挡水坝坝后牛腿和1、2、3号泄洪闸胸墙牛腿承载力满足施工门机运行要求。

鉴于施工门机属特殊设备，考虑在其运行期间荷载的不确定性，为确保施工门机运行安全，将牛腿受力钢筋锚固长度增长。

2 经济合理性分析

经过对施工门机布置方案优化，在技术可行、经济合理条件下，共用上游永久门机轨道和四根轨道梁，采用TG-500E型50t汽车吊安装方案。根据本方案施工门机的布置，施工门机能够最大程度地覆盖重点控制范围，安装和拆除费用最低，且施工期间相互干扰较少。经过工程技术人员测算，该建议为项目部节约成本约20万元。

3 结束语

(1)水利枢纽施工布置施工门机时，应充分考虑交通、混凝土入仓、金属结构和设备的安装及预制件吊装等。

(2)坪头首部枢纽施工门机布置充分考虑地形条件、永久建筑物，最大程度地发挥施工门机的功能。

(3)坪头首部枢纽施工门机布置方案进行了科学、合理的优化，在确保安全的情况下节约了门机安装成本。