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1、 近尾洲电厂船闸下闸首人字门顶升施工方案一、 工程概况近尾洲电厂船闸下闸首左人字门位于船闸下闸首，人字门重量为64619.2kg，接近65吨，尺寸为7.343m*15.415m，启闭方式为静水启闭，启闭时允许水位落差为0.075m，启闭采用卧式油压启闭机，启门力及闭门力分别为2*320kN及2*160kN。由于人字门蘑菇头位于底枢位置，与底部间隙只有4cm，必须将人字门顶起后方可进行底枢蘑菇头密封圈处理工作，本工作的难点在于人字门的顶起工作。2003年以来，我厂船闸下闸首左人字门蘑菇头存在漏油现象，漏油量较大，每次注油保养后油很快渗光，造成每次船闸通航前必须对人字门进行注油保养，否则长期运行将
2、造成由于人字门润滑不到位造成设备磨损。二、施工方案由于人字门底枢密封圈更换必须顶升人字门，现将人字门顶升及顶枢花蓝螺栓更换检修方案分别介绍如下：(一)、人字门顶升方案1门叶顶升时受力分析：（本计算式引用原五强溪人字门校验数据进行）1.1作用荷载顶升重量按G=100t计算（包括闸门自重和淤积泥沙重量），参照设计图样，设定门叶中心偏向面板一侧Y0=50mm，顺水流方向风压力P1=2.1t（风压力按P=50Kg/m计算），垂直于水流方向的风压力P2=9.39t。1.2倾覆力矩人字门门叶在顶升过程中有三种最不利的情况：1.2.1门叶顶升过程中，主支承点J1和J2失稳，门叶整体以J3和J4为支点向闸室中
3、心方向倾倒。其倾覆力矩Ma为：Ma=G(Y0+b)+1/2P2H （1）式中：冲击安全系数1.3G门叶自重+淤积泥沙，G=100tY0门叶重心至面板边缘的距离，Y0=0.568mb千斤顶中心至面板边缘的距离，b=0.20mP2垂直于水流方向的风压力，P2=9.39tH门叶总高度，H=23.3m计算倾覆力矩Ma=208.8tm1.2.2门叶顶升过程中，主支承点J3和J4失稳，门叶整体以J1和J2为支点向闸墙方向倾倒。其倾覆力矩M b为：Mb=G(B-Y0+b)+1/2P2H （2）式中：B闸门宽度，B=1.236m其它符号含义与（1）式相同计算倾覆力矩Mb=221.8tm1.2.3门叶在顶升过程
4、中，主支承点J2和J4失稳，门叶整体以J1和J3为支点向上游侧倾倒。其倾覆力矩M c为：Mc=GL/2+1/2P1H （3）式中：LJ1与J2 或J3与J4 的距离，L=4.75mP1顺水流方向的风压力，P1=2.1t其它符号含义与（1）式相同计算倾覆力矩Mc=333.1tm通过计算分析，在发生上述三种最不利情况时，门叶将失去平衡，发生倾覆事故。因此必须施加与上述倾覆力矩大小相同、方向相反的平衡力矩，才能保持门叶在顶升过程中的平衡与稳定。1.3平衡力根据倾覆力矩的大小和方向，计算出防止门叶向闸室中心、闸墙和上游倾倒的平衡力分别为：Ra= Ma/H=9.08t Rb= Mb/H=9.64tRc=
5、 Mc/H=14.48t因此，现场布置为：在左右闸墙上各挂两个10t的手拉链条葫芦，在顶枢拉杆平台上布置一组20t的滑轮组，作为平衡缆风绳，用以调整门叶顶升时的平衡与稳定，防止门叶倾倒。2人字门顶升施工步骤2.1人字门顶升准备工作:2.1.1在船闸检修前5日内将人字门检修工器具、材料及施工设备等全部运至下闸首启闭机房内，并进行清点、核实各物资数量是否齐备，在检修前及时补齐；对下闸首闸墙上检修照明进行检查，如不足就应增设相应的检修照明点，保证人字门检修的充足照明。2.1.2做好工作票上相关安全措施（落检修门等），将人字门门叶开启到与闸墙夹角12的位置（以保证闸门面板与闸墙的空档有利于检修开展为准
6、则），以便于门叶顶升及底枢检查更换密封圈工作的顺利进行，同时保证顶升时的稳定性与安全性。2.1.3将3t卷扬机固定在右人字门启闭机房上游侧平台上，第一个3.2t导向滑车装置在左侧机房的固定吊点上，第二个3.2t导向滑车装置在下闸首门机上端横梁上（其起吊重物的落点，由门机左右行走来控制），穿好钢丝绳，在起吊钢丝绳头上挂锁重物吊篮（如图1所示），安装完毕后卷扬机接线试车；逐步将人字门顶升用的承重梁、支承柱、垫板、千斤顶、电焊机等重件吊至门叶底槛平台。2.1.4人字门检修施工脚手架的搭建，该施工脚手架采用双跑式楼梯通道（原则上不影响左侧人字门检修的顶升工作），以减轻检修人员上下人字门的劳动强度。2.
7、1.5顶升用“牛腿”设计和制作。 4个升用“牛腿”焊接在闸门面板和纵隔梁后翼板上，对称门叶中心相距4740mm，高度可根据50t千斤顶实际摆放高度加30mm考虑 。“牛腿”截面为工字型，腹板20250(150)350mm，下翼板为20250200mm，上翼板20150200mm，“牛腿”采用全焊透组合焊缝对接焊缝加角焊缝连接，腹板和翼板均开50双面坡口。为子保证“牛腿”焊接质量，可分块到现场焊接，其程序为：先将腹板点焊在设计位置上，然后焊接腹板焊缝。考虑腹板为主要受力点，腹板焊缝采用四周封闭焊，焊接质量应按DC/T 5018 94 钢闸门制作安装及验收规范一类焊缝要求，然后焊接上翼板，再焊接下
8、翼板。2.1.6人字门顶升设施布置：2.1.6.1将承重梁(共4个)分别摆放在门叶底部相应位置(对应底部顶升用的“牛腿”位置,如图2所示)，检查承重梁与混凝土支撑面的接触情况，如果局部间隙过大，应设法将其垫平、垫紧,保证承重梁与混凝土支撑面的良好接触；制作承重梁、承重柱及葜板a 承重梁为刚制箱形梁，数量两根，材料Q235；梁长度为2000mm截面尺寸为300300mm，腹板厚度为10mm，翼板厚度为16mm，肋板68块，对称中心布置在1200mm和1500mm处。b 承重柱为管形柱，管柱直径为150200mm壁厚5mm，柱两端焊长方形端板，厚度=16mm，尺寸按人字门底部受力点形状决定，应充分
9、考虑承柱的稳定性。所需承柱数量：高度为100mm的4个，高度为200mm的4个，高度为300mm的4个，高度为400mm的4个。c 垫板厚度为10mm尺寸为200300数量为50块。d 楔板厚度为=16mmR 钢板加工，斜度按1：30考虑，小头厚度为6mm，尺寸与垫板相同，数量为20块。e 自制扳手，需根据现场实测顶区拉杆调整螺栓专用扳手。2.1.6.2将4个50t的千斤顶摆放在已布置好的1#承重梁上，千斤顶底部必须清扫,保证与承重梁顶升面接触良好,将千斤顶进行顶升，当千斤顶的顶端与门叶上“牛腿”接触后，略感带劲即可停止，但4个千斤顶必须受力均匀，同时，将承重梁的承重面与门叶底部之间用垫板及楔
10、子块垫紧。为更好保证门叶的受力均匀，在门叶的两边增设4个32t的千斤顶，用作辅助顶升和保持门叶稳定。2.1.7将人字门液压启闭机油缸与门叶安全脱离并吊出油缸工作基坑2.1.8人字门顶升保证平衡力的缆风绳布置：2.1.8.1在靠人字门两侧液压启闭机油缸上游,与油缸约平行的闸墙上有一尺寸为600*800mm的闸墙孔洞,利用该孔洞在启闭机房的另一侧固定一根I20型工字钢作为A组侧向缆风绳的固定锚点,分别用两个10T的手拉葫芦及直径为22mm的钢丝绳与人字门顶部的吊耳1和吊耳2进行连接（如图3所示）；2.1.8.2在人字门两侧液压启闭机油缸的支座上绕上8股直径为16mm的镀锌钢丝绳作为B组侧向缆风绳的
11、固定锚点，分别用两个10T的手拉葫芦及直径为22mm的钢丝绳通过油缸伸出孔洞与人字门顶部的吊耳3和吊耳4进行连接（如图3所示）；2.1.8.3在人字门顶枢拉杆基础上绕上8股直径为16mm的镀锌钢丝绳作为C组轴向缆风绳的固定锚点，利用左侧人字门启闭机房下游侧112m高程平台上的卷扬机、一组20t的滑轮组及直径为22mm的钢丝绳与人字门顶部的吊耳5进行连接（如图3所示）。2.1.9人字门顶升测量设施布置:2.1.9.1在门叶的中部和斜接柱处，应分别悬挂钢琴线，监测门叶倾斜，线锤重量应不小于5-10kg，并悬置在机油桶中，顶升过程中应设专人监督，测量线锤中心偏差超过1mm/m时，应停止项升工作。确定
12、偏差方向位置，调整单个千斤顶的顶升值到平稳位置，确定四个千斤顶及闸门处于水平与垂直位置。方可进行再次顶升工作。（如图4所示）。2.1.10人字门顶枢拆除:2.1.10.1以顶枢三角支承装置拉杆支座轴心为基准点，作出顶枢原始中心位置控制线，在下闸首门机上游轨道处的检修通道中部找一合适位置，作出左右人字门顶枢原始中心的连线控制点，对该部分尺寸进行详细记录，并作好顶枢调节拉杆的相应的标记；2.1.10.2在顶枢定位销顶部焊接T型压机架拔销装置（两根I10型工字钢进行焊接），用两个20T的千斤顶均匀用力，将顶枢定位销拔出（如图5所示），工作中注意在门叶底部用两台50t千斤顶顶住靠闸门斜接柱下部牛腿，承
13、担闸门部分自重，减小拔轴工作难度。2.1.10.3同样用T型压机架拔销装置将顶枢三角支承装置的定位销拔出，缓慢将三角支承装置移出人字门顶枢定位销上、下耳板，以不防碍人字门顶升为准则。2.2人字门顶升：2.2.1人字门顶升前总指挥的负责安全技术交底，要求各工作面严格遵守总指挥的统一指挥；2.2.2 4台50t千斤顶应同步顶升（靠人字门顶升面负责人用口哨或大声指挥四个顶升点的工作人员），随着闸门的节节升高，闸门底部与1#承重梁应用支承柱、钢板与楔子块紧跟着垫平，时刻保证门叶底部与承重梁的承重面无间隙；2.2.3闸门顶部平衡缆风绳的松紧程度应随着闸门升高进行适度调整（需经验丰富的起重专业人员统一指挥
14、）；2.2.4顶升过程中测量工作面要利用线锤严密监视闸门各方向的倾斜；2.2.5当顶升高度到100mm时，测量门叶的垂直度，如果测量的数据在允许的范围之内，马上换上适当的支承柱垫入门叶底部与承重梁的承重面之间，垫紧后继续将门叶顶升到200mm，再测量门叶的垂直度，如果测量的数据在允许的范围之内，再次换上适当的支承柱垫入门叶底部与承重梁的承重面之间，垫紧后继续将门叶顶升到300mm，此时再次测量门叶的垂直度，如果发现门叶倾斜数据过大，则应调整门叶底部的千斤顶和顶端的平衡缆风绳，使门叶恢复垂直；2.2.6上述工作完成后将高度为600mm的2承重梁放置在门叶底部1.3m和1.6m处，检查承重梁与混凝土支撑面的接触情况，如果局部间隙过大，应设法将其垫平、垫紧，此时检查2承重梁的承重面与门叶底部的距离情况，并用相应的垫块、楔铁板垫平、垫紧，使2承重梁的承重面与门叶底部的接触点受力，同时，使另外4个32t辅助千斤顶受力，保证门叶在升降转换时受力平衡；2.2.7缓慢、同步松掉1承重梁上的4个50t千斤顶，同时要严密监测门叶的垂直度，从而将门叶重量落在2承重梁上和辅助受力的4个32t千斤顶上，再次测量门叶的垂直度，如果测量的数据在允许的范围之内，迅速在1承重梁上顶升面上分别加装300mm高的支承柱，将4个50t千斤顶安放稳定后，在统一的指挥下，按2.2.6步的同样方法将门叶
