水电站双向门机门架制造工艺技术

2023-09-11王秀琼

水电站机电技术 2023年7期

刘涛，王秀琼

（中国水利水电第十四工程局有限公司，云南昆明 650041）

双向门机作为水电站的核心设备，门架制作和组装是双向门机制造的主要内容。通常来讲，双向门机门架需在厂内组装，但是，因为门架的重量和尺寸均比较大，故需采用大吨位的起重机。为确保水电站双向门机门架制作水平得到提升，本文主要探讨水电站的双向门机门架制作要点，内容如下。

1 双向门机门架制造要求

因为双向门机门架的结构体积与重量均比较大，受生产场地与设备能力限制，无法采取整体立拼方法，故需要运用门架制作技术。对于工作人员而言，要结合门架内部各项构件图纸要求准备好相应材料，然后按照箱梁技术开展具体的拼装与焊接，焊接施工完毕后，方可调平与调直处理，结合具体的制造规范，针对梁体的弯曲与腹板垂直度进行检验。

2 水电站双向门机门架制造技术

2.1 箱梁制造技术

通常来讲，箱梁制造技术流程重点包含板料的调平与拼接，包括开料与组装，以及焊接等多项程序。对于施工人员来讲，需要有效控制各个环节施工，认真遵守箱梁制造要求，确保箱梁的制作质量满足规定要求[1]。在箱梁开料过程当中，施工人员需对腹板与翼板长度、宽度方向分别预留出适量收缩余量。在实际排料环节，还要避免接缝位于应力集中面，同时采用切割机进行切割下料施工。

在实际焊接施工过程当中，施工人员还要按照以下顺序进行：

（1）焊接筋板和腹板角接焊缝，采取手工对称焊接方法进行分段退焊，腹板和翼板的平角焊均需采取手工对称焊接方法，焊接人员需要自中间逐渐向两头开展焊接作业。

（2）梁体内部焊接完毕后，焊接人员还要对梁内焊缝质量进行检验，若出现质量问题，需要采用科学应对措施，及时将隐患排除。如果焊接质量符合规定要求，施工人员还要采用科学的除锈与防腐方法，在焊缝外侧进行焊接。

（3）外部的焊缝焊接需要和箱梁水平支撑保持稳固，可采取自动焊机开展平行施焊，若腹板的实际厚度小于14 mm，可以采取一道焊方法，焊接厚度比较大，可以采取两道焊方法。

（4）外部焊接完毕后，焊接人员需采取无损探伤检测方法，针对外部焊缝质量进行检验，同时还要对箱梁的尺寸与变形量进行有效检测，保证焊缝质量满足门架施工要求。若箱梁出现变形，焊接人员也可采取火焰法，针对箱梁进行有效的调整，保证箱梁焊接质量满足规定要求。

2.2 上部结构制造技术

在上部结构之中，主梁通常采取偏轨箱型梁，需采取有限元分析方法，合理确定出腹板的应力状态是否达标，针对应力状态不同的位置，需采取不同厚度板材进行施工。上部结构总体属于变截面的箱型结构体系，单件的腹板采取不同厚度钢板，板厚的差异比较大，全熔透焊缝数量较多，无法有效解决焊接变形的问题[2]。因为双向门机吊装施工期间会产生下挠现象，故施工人员在制造主梁期间，设置一定起拱值有效提高门架结构的可靠性与稳定性，根据主梁跨度数据，对跨中拱度进行有效的控制。

另外，还要充分考虑到主梁因为自重因素而产生一定的下挠，在最大的上拱值之上增加大约3 mm的预起拱，在腹板下料过程当中放样一定起拱形状。因为主梁针对焊接变形的控制要求比较高，施工人员还要科学设置具体的焊接坡口，可以在上翼板与主腹板对接位置设置钝边焊接坡口。

主梁拼装施工期间，施工人员要将腹板与翼板对接形成一个整体，然后进行主梁梁体的焊接施工，在对接翼板的过程当中，要结合上拱坐标值进行支垫，并且对主梁和T 形梁翼板平面度进行控制，通常来讲，主梁和T 形梁翼板的同截面平面度不宜超出1 mm。腹板结合上拱度抛物线进行对接处理，在端梁中线对应腹板的位置作为基准线。施工人员还要在上翼板的上部进行隔板拼装施工，然后对腹板进行吊装，结合基准线所对应的坐标值，针对其拼装尺寸进行合理的控制。主腹板和副腹板拼装结束后，方可进行其他附件的拼装施工。质量检验达标后，方可进行下翼板的拼装施工，然后进行焊接施工。

如果主梁焊接工艺不合理，会降低其实际焊接质量，故施工人员要全面考虑各方面因素，其中，要重点考虑梁内部的通风问题。主梁焊接期间要综合考虑多种安全因素，选取科学的焊接方法，并有效设置具体焊接顺序，焊接人员要认真遵守焊接规范要求。因为主梁焊接不可以采取多人同时焊接方法，故需要采取二氧化碳气体保护焊，焊接线能量比较低，可安排四名专业焊接人员同时进行作业[3]。

在主梁和端梁拼装制造过程当中，主梁之间中心距离要满足规定要求，焊接施工结束之后，焊接人员需要将焊前临时连接位置进行打开处理，确保焊接应力得到更好释放，焊接应力释放完毕后，进行再次组拼复检。主梁的组拼尺寸符合规定要求之后，对小车轨道垫板进行焊接施工，可以采取跳焊方法，自中间逐渐向两头焊接，不断减少焊接变形量。

2.3 门腿制作技术

根据门腿制造特点可得知，单件图为投影图，需经过换算之后，可以获取腹板与翼板实际的长度，然后开展放样拼焊。施工人员还要注意以下问题：

（1）在制造门腿的过程当中，需要在腹板上部提前确定好隔板位置线，然后在翼板上部确定隔板位置线，对翼板底平面进行拼装施工。

（2）结合计算结果，对门腿两端的隔板位置进行调整，以两端隔板作为基准，设置钢丝线，对中间隔板位置进行调整，有效控制腹板与翼板尺寸误差。

2.4 预拼装技术

双向门机需在厂内进行预拼装，因为预拼装的结构重量比较大，故施工人员还要对地面基础进行加固处理，在行走台车与支撑位置，均需要设置地锚，防止发生地基下沉现象。因为厂内的起吊能力有限，门架结构重量通常会超出起重机的起吊能力，不能实现整体吊装，需采用单件分段吊装方法在空中进行稳定连接[4]。

门架的预拼装对吊具与索具要求比较高，技术人员还要制定出科学的技术方案，合理确定出具体的组装顺序，采用科学的吊具与索具。在选择吊具与索具期间，施工人员还要综合考虑多个影响因素，特别是现场风力因素。为减小外界风力对门架预拼装带来的影响，尽可能选取抗拉强度比较高的纤维芯钢丝绳，同时将其直接焊接到门腿上部端板周围位置。门腿预拼装需在24 h 之内完成，避免发生安全事故。为确保空中作业更加安全、快速，施工人员还要在主梁与端梁的连接位置，有效设置临时性的爬梯与连接板，运用门座起重机来吊装主梁，对主梁和门腿之间的焊缝起到良好加固作用。