海上升压站下部基础导管架制作精度控制研究

钱燕燕 施 挺

（上海振华重工（集团）股份有限公司，上海 201913）

江苏龙源蒋家沙300MW海上风电场项目位于江苏省省管区内的蒋家沙，本风电场配套建设一座220kV升压变电站。本工程海上升压站设计等级为一级，结构安全等级为一级，海上升压站结构设计使用年限为50年，防腐设计年限为不低于25年。蒋家沙海上升压站采用包括上部组块和下部结构的布置模式。下部结构包括钢桩及导管架结构。本文主要介绍导管架的制作精度控制。

1 导管架主体结构制作精度控制难点

导管架主体结构主要由四根主柱、斜撑、水平撑组成。各撑管之间、撑管与主柱之间均为相贯连接，焊缝要求为I级焊缝，检测要求为100%（UT+MT），并且内部均无法进入，因此对管接头的相贯线切割及其坡口开制精度要求很高。同时，大管径的圆管无法直接采购无缝圆管，需要自制，自制精度也是控制要点。

1.1 管件卷制精度控制措施

为保证圆管对接的错边量及拼接后的直线度，单个管件制作时需采取如下精度控制措施：数控下料后按照图纸及工艺单要求开制坡口，划出筒体四等分线，坡口检验线，并做好卷圆方向等标记；卷制前需调整钢板，保证钢板与卷板机辊子垂直，卷圆过程中使用模板检验圆度，检验其直径，合格后停止卷圆，并利用工装调整接口错边，最后按WPS要求完成单个筒体的纵缝焊接；纵缝焊后将管件返回卷板机进行复圆，复原过程中用模板检验圆度。

1.2 主管拼装精度控制措施

将每段管件依次放置于滚轮架上，调整相邻管件之间的错边量，按照图纸调整纵缝错位，纵缝需错边90°；状态调整完毕后用定位焊固定，将焊接坡口附近油污、锈迹清理干净，按照WPS要求定位焊；调整好错边及直线度后，需按WPS要求完成焊接。焊接时注意保证对称焊接，以防止因焊接变形不均匀造成的急弯。

1.3 导管架侧片车间（预）拼装精度控制措施

导管架主柱及撑管制作完成并复测检验合格后，转入车间进行侧片预拼装，侧片拼装精度是否合格将直接决定导管架外场立拼的精度。车间侧片拼装控制重点是保证侧片主柱开档尺寸、对角线尺寸、整体直线度及平面度。车间拼装需完成导管架立拼散装件的预拼装及整体安装侧片的装焊工作。精度控制措施主要有：

（1）对称划出散装侧片（19m侧片）的预拼装地样线；根据地样线布置胎架，并将胎架调平，胎架整体水平度要求±3mm；根据施工图纸对19m侧片进行预拼装，预拼装开档尺寸需加放10mm焊接收缩量，尺寸检查无误后，手工切割（直径1400mm，无法相贯线切割）各个节点处的相贯线坡口（切割时务必保证精度），并在对接处做好样冲标记，以便后续立拼安装。

（2）预拼合格后，将散装侧片撑管转运至总拼工位，主柱重新调整角度和位置，准备进行整体安装侧片的拼装；根据施工图要求划出整体安装侧片拼装地样线；将主柱吊装至拼装胎架，一侧主柱胎架与地面刚性固定，另一侧胎架预留500mm调整间隙；分别将横撑、斜撑等吊装到胎架上既定位置，调整合格后将另一侧立柱调整到位；检查侧片上下两端开档尺寸L1/L2，预留焊接收缩量，要求L1-L2=±3。

（3）手工修割撑管（直径1400mm无法利用相贯线切割机进行）两端相贯线；相贯线切割完成，利用定位线将各撑管一一调整到位；尺寸检查无误，根据WPS要求实施定位焊，为避免焊接收缩对整体结构尺寸的影响，需对称焊接各个撑管；检验合格后修割主柱下口余量，修割时使用环形割刀，注意保证下口平整度，合格后划出-4.5m检测线，以便后续精度检查。

侧片预拼装及拼装精度控制要求如下：上下口开档≤8mm；对角线差≤5mm；撑管定位尺寸偏差要求≤2mm；侧片上端面同面度△t＜3mm（利用激光开角尺线测量）；侧片整体平面度偏差△a≤3mm；主柱直线度偏差L/1000，最大不允许超过5mm。

1.4 导管架主体外场立拼精度控制措施

（1）划出导管架立体拼装地样线，地样线划线偏差±0.5mm；根据地样线布置立体拼装胎架，并调整胎架整体水平，胎架水平度要求±2mm。使用膨胀螺栓将胎架与地面固定；将整体侧片1吊装到胎架既定位置进行定位，调整侧片使得侧片主管中心线与地样线相对应，此时侧片落位；使用预制好的挡靠将主管固定在胎架上，然后将事先挂好揽风绳拉紧，并固定在配重块上。

（2）利用同样的方法对整体侧片进行定位，并固定好；测量侧片的定位尺寸，要求：两个侧片开档尺寸偏差≤10mm；两侧片平行度偏差小于等于3mm（需取多点测量）,两侧片垂直度偏差≤5mm；两侧片上端面整体平面度偏差≤3mm（以-4.5m 高程线为基准测量）。

（3）导管架立体19m散装侧片拼装步骤：安装底部横撑→对称安装两个散装侧片斜撑→安装顶部横撑→安装上口水平斜撑；散装侧片安装完成后，根据规定的WPS整体对称焊接各撑管。

（4）导管架侧片立体拼装精度焊后要求如下：整体高度≤6mm，对角线尺寸≤5mm；撑管主要结构定位尺寸要求≤±2mm；导管架上端面整体平面度（h1-h2…hn）≤3mm；水平撑定位尺寸要求≤±3mm；上下水平撑管安装后整体平面度偏差±3mm；侧片开档≤6mm。

（5）导管架立拼装配完成后，焊接前需解除胎架内外侧的靠挡，以免影响下口开档的收缩，从而造成上口焊接收缩大于下口的收缩，垂直度会有很大影响。

2 附属结构安装精度控制

防撞管、电缆保护管、登机斜梯梯梁、内平台梯梁、防沉板撑管、灌浆平台等结构存在大量的空间相贯线接口，且均需制作成组件后再安装，因此下料时需要运用相贯线切割机进行精确切割。组件制作精度控制以防撞管为例进行说明。防撞管组件精度控制措施包括以下三个方面。

（1）通过立体建模，给出防撞管固定管的空间相贯线及坡口切割参数。在数控切割相贯线之前，需在管子外侧绘制四等分线，并做好0°、90°、180°、270°标识，以便后续固定管的切割和安装。

（2）通过相贯线切割机对防撞管零件进行下料，下料后需检验各零件的尺寸是否合格，合格后方可进入下道工序。绘制防撞管组件拼装地样线，布置防撞管胎架。一次装配防撞管主管及固定管，注意保证整体水平及固定管的垂直度。

（3）装配完毕后，需检验各零件安装尺寸及角度是否正确，垂直度、直线度、平整度等参数均满足要求后方可进入下道工序。装配合格后，方可按照WPS要求进行焊接。焊接时注意保证对称焊接，以避免焊接收缩造成的扭曲变形。焊接完毕后对完工尺寸进行报验，合格后方可进行整体吊装。

3 结论

海上升压站导管架结构制作及拼装要求较高，合理的工艺流程及严格的精度控制措施才能保证制作的顺利进行，因此，精度控制是本结构的重点。经过有效论证，本项目将对后续类似结构的制作起到一定的借鉴作用。