浅谈水工金属结构弧形闸门立拼技术

浅谈水工金属结构弧形闸门立拼技术

郑勇为

中国葛洲坝集团机电建设有限公司  湖北宜昌  443000

摘要：弧形闸门是水利水电工程中广泛应用的门型之一，为了保证弧形闸门满足设计功能要求与运行安全，避免安装过程中出现质量问题而运回制造工厂返工造成较大的损失。在弧形闸门运送至水电站安装现场之前，应对弧形闸门进行整体组装检查。弧形闸门立拼是为了发现并解决弧形闸门在制造过程中产生的缺陷，检查支臂、弧门、支铰的连接情况，并对缺陷进行修补，对弧形闸门各个组件进行标识，以方便安装。

关键词：水工金属结构；弧形闸门；立拼；制造

一、准备工作

（一）场地布置

弧形闸门的立拼应当选在能够满足吊装要求和地面硬实的地点。立拼前，按照要求拉警戒线，清理场地，立告示牌。

（二）工器具及吊装吊耳检查

吊装前对起重设备的制动器、吊钩、钢丝绳等设备进行检查，当出现性能不正常时，应该及时进行处理。检查吊装用的钢丝绳等工器具确定没有安全隐患后才可以使用。吊装之前需要按要求对吊装吊耳进行超声波探伤检测，探伤合格后进行外观检查，确保吊装吊耳的焊缝没有任何缺陷。

（三）相关保护工件的布置

1.在吊耳上方闸门棱角处设置限位包铁，用来保护闸门、钢丝绳，同时可以限制钢丝绳在翻身过程中的滑动。

2.在立拼区域准备支墩、枕木及废旧轮胎。枕木垫在闸门翻身过程中的支承棱线下方，保护闸门不受到损坏。轮胎垫在闸门翻身落点下方，用来保护闸门。

（四）技术准备工作

按照弧形闸门图纸，并结合实际生产工作，设计吊装吊耳，根据重心位置、吊装单元重量、吊装设备等综合情况来布置吊耳，选择钢丝绳。

二、门叶和支臂卧拼

（一）门叶卧拼

门叶卧拼应该在内弧形门叶拼装胎架上进行拼装，经面板校正检查合格以后，以胎架最低点中心作为基准点，用经纬仪在面板上放出门叶主纵梁中心线，以门叶主纵梁中心线作为门叶拼装时的基准线，划出横梁、边梁、小纵梁、顶梁、底梁的位置线及检查线，其拼装的顺序如下:

1.吊装主梁，以一端为基准，通过安装基准线调整到位，点焊固定。

2.摆好全部横向小次梁，调整到位，点焊固定。

3.依次吊装纵向T形梁，调整到位，点焊固定。

4.再吊装另一根主梁，调整到位，点焊固定。

5.组装顶梁、底梁。

6.组装边梁。

在整体卧拼完成后，弧形闸门的门叶应按设计图纸和规范要求进行一次全面的检查，检查合格后才可以进行焊接。

（二）支臂卧拼

1.按照弧形闸门支臂总拼图放地样，吊装支臂臂柱及支臂裤衩调整就位，确保后端板面垂直、腰线处于水平状态；吊装连接板组成的部件，尺寸检查合格后，先焊接连接板两侧的筋板，再焊接连接板与臂柱、裤衩的组合焊缝。

2.焊接检查合格后，复核各中心线及支臂整体水平腰线，划连接板的加工线及检查线，检查合格后拆分裤衩和臂柱，按照加工线加工臂柱和裤衩的连接面。

3.支臂及裤衩加工完成检查合格后进行二次卧拼，按照地样位置重新吊装臂柱及裤衩，吊装各支撑杆，根据门叶厚度及前端板厚度来计算臂柱修切量，将支臂臂柱前端尺寸修切到位，然后进行尺寸检查及支臂整体验收。

4.临时加固联系杆与臂柱的连接处，确保单片支臂各部件可靠连接后，作为一个吊装单元整体参与立拼。

三、门叶、支臂及支铰整体立拼

（一）弧形闸门立拼流程

准备工作→放地样→支臂吊装调整→活铰吊装调整→门叶吊装调整→验收

弧形闸门立示意图

1.放地样

根据弧形闸门门叶总图，以下主梁腹板水平、前翼板竖直状态来计算总拼放样尺寸，画出立拼放样图。在弧形闸门装配场地按放样示意图搭设弧形闸门整体装配平台，用经纬仪在整体装配平台上放大样，对每个控制点、控制线进行测量放样，在预埋板测放出各控制高程点、支铰中心线、门叶中心线、支臂中心线的主要尺寸线（包括中心线、基准线），在底坎上测放出面板外表面与底坎的交线等，并将中心线引出方便检查。在下臂柱中心线地面投影线上用型钢搭设放置支臂的支墩。

2.支臂整体吊装

支臂制作时，上臂柱 、下臂柱、裤衩、联系梁单独制作，检查合格后整体卧拼，卧拼检查合格后整体吊运至立拼场地参与立拼。立拼吊装采用主副钩形式一起进行吊装，将支臂吊放在钢支墩上，在上臂柱两侧用钢丝绳加葫芦斜拉在地锚上，以便支臂的固定和调整。调整左、右两侧支臂的下臂柱中心线到同一水平面，吊垂线至地样调整单侧支臂中心面垂直度，用经纬仪检查，同时调整两支臂前后中心距。支臂调整好后进行几何尺寸的检查，检查合格后，对支臂进行加固处理。支臂的底部与支墩可进行点焊，下臂柱两侧用型钢支撑。

3.活动铰座吊装

吊放左、右两个支铰，穿上每个活动铰座与支臂后端板四个角的连接螺栓。

根据测放的中心线和高程点，通过两支铰轴孔挂轴孔中心钢丝线，检查两支铰中

心线高程，水平度和位置的准确性，并调整支铰中心相对于弧形闸门中心线的距离。调整支铰的角度，以便下支臂在水平放置时支铰座面与支臂端面相吻合。调整两个铰链轴孔的同轴度及每个铰链轴孔的倾斜度。两个活动铰座轴孔的同轴度应不大于1.0mm，每个活动铰座孔的倾斜度应不大于 1/1000。

4.弧形闸门门叶吊装

将底节门叶吊装在总装平台，门叶底缘落在预埋板的底坎工作面上，门叶位置与组装台放出的大样位置相吻合，此时下主横梁的后翼缘顶板与下支臂靠拢，焊上调整螺杆、底缘挡板，调整门叶的位置，用螺栓将主梁后翼缘板与下支臂顶板连接在一起，利用调整螺杆使支臂端部与顶板靠拢，用钢卷尺检查面板曲率半径，按设计的曲率半径R再加支臂两端板焊缝收缩余量的尺寸，将支臂多余的长度修切掉，并在支臂端开出单面剖口。再按上述方法调整门叶与支臂，测量曲率半径R。调整检查合格后，在支臂端与门叶之间装焊临时固定挡板。再依次吊装上面各节门叶，吊装、调整的方法和下节门叶相同。吊装门叶时，吊耳的位置布置适当，使上面一节门叶落在下节门叶，调整方法和下节门叶方法相同。门叶全部吊装完成后进行固定，按照图纸及规范文件要求，检查弧形闸门立拼的各项尺寸。首先使门叶底缘保持水平，用经纬仪或吊线锤的方法检查同侧支臂上、下主支撑的立面是否处在同一平面上，并要保持垂直。通过工艺轴顶针孔检查两支铰的同轴度，检查支铰、支臂、门叶的中心线是否与地样中心线重合，检查弧门曲率半径用盘尺通过支铰工艺轴的顶针孔在门叶两侧边上每隔500mm测量一点。两侧止水座面平面度用经纬仪测量，拉粉线检查面板的横向平面度。支臂与主梁组合处的中心至支铰轴孔中心的对角线相差通过盘尺测量，门叶扭曲通过支臂与门叶接触处的四个角测量。装配检查合格后，应清楚标记门叶的中心线和对角线测量控制点。在组合处两侧的150mm作供安装的检查线，设置可靠的定位装置，并进行编号和标记。

四、结语

弧形闸门厂内立拼是弧形闸门制造安装系统工作中的一道重要环节，其主要目的是检查弧形闸门制造曲率半径R、主要受力框架的空间几何尺寸、支铰同轴度、轴斜度、孔口尺寸、孔口中心偏差以及支臂与门叶主梁连接处的贴合度等。除了本文介绍的一些施工技术以外，还有许多的施工技术需在施工组织设计中进行策划，如吊装设备的选择，拼装支撑模的放样施工，质量数据的检测方法，劳动力组织，拼装安全等这些技术内容都与全过程的施工技术紧密联系。

参考文献

[1]《水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范-GB/T 14173-2008》

[2]《水电工程钢闸门制造安装及验收规范-NB/T 35045-2014》