浅析卡基娃水电站1#、2#机座环、蜗壳采用的非常规吊装工艺
2017-06-23史亚鹏,李智杰
史 亚 鹏, 李 智 杰
(中国水利水电第五工程局有限公司,四川 成都 610025)
浅析卡基娃水电站1#、2#机座环、蜗壳采用的非常规吊装工艺
史 亚 鹏, 李 智 杰
(中国水利水电第五工程局有限公司,四川 成都 610025)
介绍了卡基娃水电站主厂房桥机未安装情况下进行的1#、2#机座环、蜗壳非常规吊装情况,可供同类型工程参考。
卡基娃水电站;座环、蜗壳;非常规吊装
1 概 述
卡基娃水电站位于四川省凉山州木里县境内的木里河干流上,系木里河干流水电规划“一库六级” (自上而下依次为上通坝、卡基娃、沙湾、俄公堡、固增及立洲水电站)中的第二个梯级。电站安装4台立式全伞式混流式水轮发电机组,单台装机容量110 MW,总装机容量为440 MW,年发电量15.61/16.24 亿kW·h(单独/联合) ,枯水年枯水期平均出力为80.5 MW。
卡基娃水电站座环、蜗壳分两瓣运输至施工现场,座环、蜗壳分瓣线为第一、三象限9.2°,分瓣座环、蜗壳的最重、最大件为35 t,分瓣座环、蜗壳装配后外 形 尺 寸 为9 030 mm ×8 320 mm×
2 572 mm,总重量为62 t。安装1#、2#机座环、蜗壳时主厂房桥机尚未形成,但安装间地面已形成,距座环、蜗壳安装高度为15 660 mm。
2 1#、2#机座环、蜗壳吊装方案的制定
卡基娃水电站主机间混凝土施工分缝在2#、3#机组之间,1#、2#机蜗壳基础混凝土浇筑后,即具备了座环、蜗壳的安装条件。但受施工进度限制,主厂房桥机尚未形成,不具备吊装能力,需要选择其他起吊设备进行座环、蜗壳的吊装。为不影响上游边墙的施工,按照厂房结构以及混凝土浇筑顺序,主厂房座环蜗壳采用汽车吊站位安装间,将分瓣座环、蜗壳吊装至事先铺设好的座环、蜗壳运输轨道上部,使用电动葫芦进行拖拽工作,先进行距安装间较远的2#机座环、蜗壳的吊装,再进行1#机座环、蜗壳的吊装工作。
2.1 重心选择
分瓣座环、蜗壳外形尺寸为:35 t瓣外形尺寸为8 320 mm×4 240 mm×2 572 mm,25 t瓣外形尺寸为8 320 mm×4 790 mm×2 572 mm,分瓣座环、蜗壳的重心为厂家提供的吊装吊耳,吊耳布置位置按照设计图纸进行相应的焊接工作,在起重前应对吊耳进行检查,然后再进行试吊,确认安全后再正式吊装。
2.2 起吊设备的选择
根据分瓣座环、蜗壳外形尺寸相差不大,重量相差较大的特点,在选择吊车时,主要分析最重瓣的吊装参数,即可满足剩余分瓣座环、蜗壳的吊装工作。卡基娃水电站分瓣座环最重、最大件为35 t,外形尺寸为4 240 mm×8 320 mm,安装间距主机间300 mm范围内有水工建筑物分缝结构钢筋。为保证吊装后不再进行旋转和调头,以减少拖拽工作量并保证吊车设备的安全运行,确定吊车距安装间边缘最小距离为500 mm。
三一重工75 t汽车吊尾部回转半径为3 500 mm,其工作幅度R=吊车尾部回转半径+吊车尾部距安装间边缘最小距离+水工建筑物分缝结构钢筋距离+分瓣座环、蜗壳宽度/2,即:
R=3 500+500+300+4 240/2=6 420(mm)
吊车实际站位安装间,使用尾部后方吊装作业,尾部作业半径为6 500 mm,活动配重2.5 t,起重臂长度11.8 m时,额定起升重量为39 t,可满足吊装最重座环(35 t)需要。
2.3 起吊钢丝绳的选择
吊装时,采用现有的主厂房桥机负荷试验用钢丝绳,型号为:W6×37-65-1670,采用折算系数为0.82,要求安全系数>6。
采用2根钢丝绳4个吊点起吊,钢丝绳与重物夹角为60°。
经核算,吊索可满足安全要求。
2.4 汽车吊支腿受力计算
汽车吊四个支腿垂直支撑受力情况见图1,在汽车吊正后方设备吊装时,吊臂与吊车中心夹角α=0,回转中心相对于支腿支撑点连线几何中心的偏心距ey=0。
图1 吊车支腿受力分布示意图
相关参数如下:
四支点支腿垂直反力:
式中Gm为垂直载荷=吊装分瓣座环最重件35 t;Mx为绕座标轴x轴的力矩=0;My为绕座标轴y轴的力矩=GM×ex=35 t×1.8 m。
支腿纵向间距S=7.6 m,横向间距b=6.1 m,ex=1.8 m,ey=0 m。
75 t汽车吊在正后方进行设备吊装时,后方支腿下方承受的最大力为15.6 t,每条支腿处的均布载荷为15.6 t/m2(75 t支腿下部垫板以直径500 mm计算)。
按8.8 t/m2计,每个支腿下部需要的面积s=15.6/8.8=1.7(m2)。考虑到实际吊装中可能出现的各种不利因素,现场制作了4个长×宽×高为2 000 mm×2 000 mm×1 500 mm的辅助钢支腿,用16#工字钢焊接,上、下面铺设厚22 mm的钢板(图2)。
图2 辅助钢支腿示意图
2.5 安装间座环、蜗壳卸车及吊车站位布置
由于安装间场地有限,在吊车站位后,需要兼顾4瓣座环、蜗壳卸车及合理存放,最大限度地减少人工转运距离。座环、蜗壳转运路线与吊车布置情况见图3。各部位、部件外形尺寸见表1。
表1 外形尺寸技术参数表
2.6 主机间运输轨道的铺设
用75 t汽车吊将分瓣座环等吊至运输轨道上部,然后利用台车转运至安装位置。
(1) 借用主变运输轨道,型号为P50,共铺设两排P50轨道。
(2) 严格控制轨道顶部高程。
轨道顶部安装高程H=基坑构造物顶部高程(座环基础顶部高程)+轨道高度。
H=2 560.342(座环基础顶部高程)+0.152(轨道高度)= 2 561.636(m)。
(3) 运输2#机座环、蜗壳时,需要通过1#基坑和1#、2#机盘形阀操作廊道上部,故需对其进行相应的加固。
2.7 座环、蜗壳的吊装
(1)吊装准备工作。
清洗座环、蜗壳组合法兰面:使用汽油清洗,将油污清洗干净。使用500 mm刀尺检查组合面是否有毛刺、高点,若出现毛刺、高点必须使用细度油光锉处理。组合面间隙用0.05 mm塞尺检查,不能通过,但允许局部间隙不大于0.1 mm,深度不大于合缝宽度的1/3,总长不超过周长的20%且过流面无错牙。清洗组合缝螺栓孔以及组合螺栓,避免污染组合面而造成组合缝间隙超差。
图3 吊车、座环、蜗壳平面布置图
(2)35 t瓣座环的蜗壳转运与吊装。
用75 t汽车吊将2#机35 t瓣座环、蜗壳缓缓吊起,并用两个10 t手拉葫芦调平。初步调整座环、蜗壳的吊装方向,使蜗壳进水口朝向上游侧,缓缓落钩,在座环、蜗壳上部捆绑缆风绳,防止座环、蜗壳在下降过程中与其他建筑物碰撞。将35 t瓣座环、蜗壳吊入事先制作好的台车上部,再用15 t电动倒链拖拽台车至距安装间边墙2 m位置,以腾出吊车站位。
(3)25 t瓣座环、蜗壳的吊装。
将25 t瓣座环、蜗壳用50 t拖车运入安装间,用75 t汽车吊卸车,用10 t手拉葫芦调平,缓缓下降至机坑座环、蜗壳台车上部。
(4)座环、蜗壳组圆。
用75 t汽车吊调整25 t瓣座环、蜗壳方向,保持与35 t瓣座环、蜗壳方向一直,调整两瓣座环、蜗壳的水平度,按照图纸进行组合缝螺栓把合工作。按照哈电提供的力矩值以及力矩扳手工具进行座环、蜗壳组合缝螺栓的紧固工作。将组圆后的座环、蜗壳使用15 t电动倒链移位至机组中心部位。
(5)将座环、蜗壳从台车上卸下来。
在合适部位使用4个25 t螺旋千斤顶将座环、蜗壳顶起后,将台车从座环、蜗壳下部脱离,准备进行1#机座环、蜗壳的吊装工作。
3 结 语
卡基娃水电站1#、2#机座环、蜗壳采用非常规吊装工艺进行安装,既保证了后期设备安装工期,又在铺设主机间轨道时借用了已采购的主变运输轨道,最大程度地节省了施工成本,值得借鉴。
(责任编辑:李燕辉)
2017-04-23
TV7;TV547;TV52
B
1001-2184(2017)03-0101-03
史亚鹏(1984-),男,四川成都人,项目总工程师,工程师,学士,从事水轮发电机组安装技术工作;
李智杰(1987-),男,四川西昌人,助理工程师,学士,从事水电站生产运行管理工作.