DG水电站溢流坝段工作弧门架桥机吊装应用技术研究

向 锋，李 宇

(1.中国葛洲坝集团机电建设有限公司，四川 成都 610091；2.中国华电集团西藏分公司，西藏 山南 856000)

DG水电站表孔弧形工作闸门门叶为露顶式斜支臂弧形闸门，共设5孔。孔口尺寸为14 m×23 m，设计水头23 m，弧门面板外弧半径27 m，支铰中心距12 m，支铰(Φ630圆柱铰)高12.577 m，总水压力36 980 kN，封水宽13.9 m，侧水封为L型水封，闸门操作方式为动水启闭，启闭机型式为液压启闭机，容量2×2 500 kN。门叶结构分为8节制作，单件门叶最重约为30.79 t，门叶结构总重为143.376 t，整套弧门工程量为343.275 t。

在大坝土建施工期，溢流坝段3号孔布置1台M125塔机，满足不了现场工期的吊装需求，坝顶混凝土的结构影响了大型吊装设备的布置，并限制吊装设备作业能力。根据现场实际情况，引进适合本工程的架桥机，成为溢流坝段弧形工作闸门主要吊装手段。

1 架桥机选型依据

目前，架桥机安装技术广泛运用于公路桥梁，因西藏DG水电站引用架桥机[1]主要用于大坝溢流坝段弧门工作闸门门叶吊装，因此架桥机在选型时，各类参数性能需要满足闸门吊装各项要求。根据闸门及坝顶闸墩的结构，对架桥机的各项参数提出以下要求。

1.1 主梁长度选择

溢流坝段共设6个闸墩(2个边墩、4个中墩)，5个溢流表孔用于泄洪，每个表孔净宽为14 m，中墩宽度为5 m，边墩宽度为4 m。根据当地区域设备情况，结合上述要求，DG水电站在考虑架桥机选型时，主梁长度为55 m、导梁长度为30 m用于现场施工，为满足现场使用，需对架桥机跨度进行改造达到35 m。再横向移至弧形闸门上空，中支腿支架于闸墩上，单侧净空约18 m，该架桥机能满足净空需求。

1.2 架桥机起重选型

溢流坝段弧形工作闸门最重为30.79 t，闸墩之间预制梁[2-3]最重为78.27 t，考虑到架桥机现场需同时满足溢流坝段弧形工作闸门及闸墩之间预制梁吊装。根据当地区域设备情况，结合现场工况，选择架桥机起重能力为120 t。

1.3 架桥机起升高度和主梁间宽度选型

溢流坝段坝顶高程为3 451.0 m，溢流坝段弧形工作闸门底坎高程为3 424.423 m，高差为26.577 m，需要吊装的单件高度为3.35 m，考虑到运输车辆自身高度，大钩及吊索吊具所占用的长度等因素影响，以架桥机轨道面为基准，轨上起升高度大于7 m以上，轨下起升高度大于27 m以上。最大吊装构件宽度为2 m，充分考虑构件在桥面卸车、翻身等情况，因此，主梁间宽度满足上述要求。

1.4 架桥机大车、小车行走功能选型

溢流坝段闸墩纵坝桩号为坝上0-006.5 m～坝下0+042.75 m，根据现场安装计划，土建将大坝上游面闸墩间进行预制梁安装形成交通桥纵坝桩号为坝上0-006.5 m～坝下0+001.9 m，使得大坝上游面形成施工通道。构件在交通桥通过架桥机导梁起吊后，小车向主梁内部移动，弧门门叶安装桩号为坝下0+012.1 m，因此，要求架桥机能够在20 m范围内上下游进行移动，架桥机大车、小车需具备行走功能，才能满足现场吊装要求。所以选择的架桥机轨道长度为20 m，并保证大车能够横向、纵向带载运行。

2 120 t-30 m架桥机的性能和特点

根据上述架桥机选型要求，选用120 t-30 m架桥机用于现场吊装施工，通过与设备厂家联系对架桥机跨度进行优化达到35 m，优化后的架桥机经质量检验部门验收合格。该架桥机各项性能参数均能满足上述各项参数及选型要求(见表1)。

表1 120 t-30 m型架桥机性能参数

3 架桥机布置及弧门安装施工工艺

3.1 架桥机布置

溢流坝段共设6个闸墩(2个边墩、4个中墩)，5个溢流表孔用于泄洪，每个表孔净宽为14 m，中墩宽度为5 m，边墩宽度为4 m。DG水电站溢流坝段考虑到挡水泄洪目标，采取4+1(1、2、4、5号安装弧门+3号安装检修门)形式进行安装。考虑到土建施工状况，优化安装方案，对架桥机先后进行3次布置，即1～2号弧门安装、3号检修门安装、4号～5号弧门安装[4]。要求土建先将1～2号弧门施工部位完成并交面金结施工，架桥机跨1、2号弧门闸墩完成弧门吊装工作(见图1)。以此类推完成3号检修门及4～5号弧门安装工作。

图1 架桥机布置示意图

3.2 架桥机安装弧门施工工艺

施工工艺流程：架桥机就位→弧门门叶运输就位→架桥机小车卸车、翻身、起吊→架桥机小车向主梁内部移动→架桥机大车向下游门叶安装部位移动→闸门顺门槽落钩→门叶调整、加固[5]→架桥机松钩→门叶验收。

架桥机布置好后，弧门门叶通过平板车运输至架桥机导梁下方，使用架桥机进行闸门的卸车、翻身工作，架桥机小车将弧门门叶起吊向架桥机主梁内部进行移动，通过架桥机自身纵、横向移动实现所吊闸门的准确就位。

使用架桥机可完成5孔弧门及1孔事故检修闸门门叶的吊装，考虑到土建先完成上游闸墩，架桥机无法行走至弧门支铰、支臂安装部位，闸门的支铰装置、支臂等附件可采用M125塔机吊装就位(见图2)。在架桥机跨孔前，按照顺序完成1～5号闸门门叶的吊装，避免架桥机回头重复安装，充分利用架桥机的机动性，架桥机应连续跨孔移动作业，加快安装进度。

图2 架桥机闸门就位示意图

4 效果分析

DG水电站溢流坝段弧门孔口尺寸为14 m×23 m，设计水头23 m，弧门面板外弧半径27 m，属于西藏当前最大弧门之一，在工期紧、吊装手段欠缺、施工难度大的情况下，应用架桥机来解决现场闸门吊装问题。采用架桥机吊装闸门充分利用其稳定、灵活、方便、快捷等特点，闸门在吊装过程中能够安装、准确吊装就位。

现场闸墩难布置大型吊装设备，且吊装安全风险极高吊装重量受限，架桥机支腿可随意布置，使之与现场安装布置位置保持一致即可进行闸门吊装工作闸门的卸车、翻身、吊装就位可独立完成，使用起来灵活方便，大大提高了闸门吊装效率。

架桥机双钩可同步作业，单钩也可以单独进行操作，再利用架桥机的双向行走特点，可确保吊装闸门门叶准确定位。相对于传统的吊装手段来说，架桥机利用其双钩吊装的稳定性，可将吊装的闸门就位前，直接调整至安装的工作状态，它将传统的吊装手段需将闸门吊装就位后的调整过程转移到吊装过程中。

同时架桥机还具有安装拆卸简单、跨孔速度快、跨孔方便、易运行维护、故障率低、安全可靠性高等优点，从现场实际使用的情况来看，实现了20 d完成两孔弧门的吊装工作，为完成DG水电站溢流坝段弧门安装提供了有力的保障手段。

闸门吊装完成后，经过验收各项尺寸满足设计及规范要求，实践经验结果表明，利用架桥机进行闸门安装的应用是成功的。在吊装手段欠缺的情况下，是行之有效的方法之一。

5 结 语

DG水电站在进行溢流坝段弧门安装前，固定式缆机的布置、大型汽车无法上坝站位、小型汽车吊起吊能力不足及吊装的安装风险问题一直困扰着建设者难以解决。结合现场实际情况，需提前考虑好架桥机的现场布置、架桥机的型号、技术要求等，合理选择需使用的架桥机型号，经过实践安装证明利用架桥机作为弧门吊装手段的方案可行，以期供类似水电站进行参考。