龙头石水电站首台机座环吊装就位方案浅析

龙头石水电站首台机座环吊装就位方案浅析
引言：龙头石电站位于四川省石棉县境内安顺场上游约10km处，总装机容量700mw，装设4台单机容量为175mw的混流式水轮发电机组。

受运输道路的影响，本电站座环采用分瓣到货，现场组装的方式进行安装。

受施工进度限制，主厂房桥机未能投入使用。

为不影响上游边墙的施工，1#机座环采取从安装间吊入主机间的方法。

关键词：座环钢栈桥吊装
1.概述
龙头石电站位于四川省石棉县境内安顺场上游约10km处，总装机容量700mw，装设4台单机容量为175mw的混流式水轮发电机组。

受运输道路的影响，本电站座环采用分瓣到货，现场组装的方式进行安装。

受施工进度限制，主厂房桥机未能投入使用。

为不影响上游边墙的施工，1#机座环采取从安装间吊入主机间的方法。

本电站座环分四瓣，共计160t，单瓣最重55吨。

2.座环运输、吊装、就位
（1）起吊和运输设备选型：
根据1#机段893.9高程平面布置图和单瓣座环最重件重量（55吨），选用100t汽车吊和65吨汽车吊对座环进行抬吊就位,用50
吨汽车吊配合在安装间对座环进行翻身，运输车辆选用平板拖车。

（2）运输道路要求：
根据土建单位主厂房施工平面布置图以及施工进度计划，1＃机座环拟采用从安装间吊入主机间，运输道路即利用平板拖车将1＃
机座环从机电仓库直接运输到安装间靠主机间侧。

运输道路转弯半径不小于15米、最大坡度不大于15°、地面承力不小于5kg/cm2 （3）安装条件：
1＃机座环安装应具备的条件是：1＃锥管、基础环已吊装就位，座环支墩形成，土建砼浇筑至el893.900高程（蜗壳安装工作面），座环支墩浇筑完毕，具备座环就位条件。

（4）座环就位方案
由安装间用汽车吊将座环分瓣吊入主机间，将座环组装成半圆，通过预先搭设的钢栈桥，用两台10t手拉葫芦将座环从00.000桩号拖至20.300桩号处，然后在钢栈桥上将两个半圆组装、焊接成整圆，利用4台50t液压千斤，配合8台32t千斤顶将座环顶起，拆除钢平台，然后将座环下落于座环支墩上。

（5）座环钢栈桥施工：
由于安装间边墙距机组中心还有20.3米,且座环安装高程距现有砼基础面有4米高差,因此需在主机间el893.9高程上设置钢栈桥，钢栈桥支墩顶面高程与基础环顶面高程平齐（即897.778），现场用φ530x8钢管（前期用于预埋辅机管路）做立柱支撑，同时选用qu120轨道（本电站桥机轨道）做为钢栈桥轨道，共平行安装4根，在立柱间用型钢或150钢管作斜撑以增加钢栈桥稳定性，其布置图如图一：
图一
座环拖运牵引着力点设于最后一个支墩上以减小钢栈桥受外力
作用，增加其纵向稳定性，吊耳及管支墩布置如图二示：
轨道固定采用压板焊接，利用其焊接收缩应力对轨道压紧，其结构如图三：
图三
3、钢栈桥、钢丝绳、吊车各部验算
（1）立柱支撑距离验算:
设座环重量由两根轨道平均承担，单根轨道承重q=850/2=425 kn，支墩前后间距为2500mm受力简图如下：
由于360/2500≈1/7，近似将均布载荷考虑为集中载荷。

跨中最大弯矩：425×2.5/4=265.6kn.m。

轨道采用qu120，截面抵抗矩w=574540mm3。

材料为u71mn，抗拉强度为885mpa。

则轨道应力：
安全系数：885/462.3=1.9，满足要求。

（2）支柱承压及稳定性：
载荷移动至支座是钢管受力最大，q=425kn。

σｍａｘ=q／ｓ＝q／２π(r12－ｒ２2)＝425000/π
（2652-2572）＝32.4mpa
s=π(r12－ｒ２2)
σｍａｘ＜235 mpa，满足使用要求
备注：
q：最重两半座环重力
ｓ：钢管横截面积
ｒ１：钢管外圆半径265mm
ｒ２：钢管内圆半径257mm
（3）牵引手动葫芦验算：
手动葫芦作用力作用在结构内部，不产生影响整体稳定性的外力。

座环与钢平台摩擦力f：
f=ц*p=0.1x850=85kn
备注：
f——钢平台与轨道摩擦力
ц——钢对钢，接触面抹油脂，摩擦系数0.05～0.1，取大值0.1 p——半圆座环重力850 kn
安全系数：2x10x10/85=2.35
因此选用两台10t手拉葫芦能能满足拖运要求
（4）钢丝绳验算：
根据座环单瓣最重件重量约55吨。

拟选用φ42钢丝绳，保证6倍安全系数。

根据汽车吊臂长和起吊角度以及座环高度和吊点位置，选用钢丝绳单根长为12米。

选用40t卸扣。

由五经手册可以查得：φ42钢丝绳破断拉力为：869kn
安全系数：k=4x869/550=6.3
因此钢丝绳能满足座环吊装要求
（5）座环卸车吊装验算
根据1#机段893.9高程平面布置图和单瓣座环最重件重量（55吨），选用100t汽车吊和65吨汽车吊对座环进行抬吊就位,用50吨汽车吊配合在安装间对座环进行翻身，运输车辆选用平板拖车。

卸车：用一台100吨汽车吊和一台65吨汽车吊进行座环的现场卸车和吊装作业，座环翻身采用一台50吨汽车吊进行配合作业。

吊装就位时100吨汽车吊工作参数为：主臂长12.8米，工作半径为9米，额定起重量为34.5吨；吊装就位时65吨汽车吊工作参数为：主臂长11.2米，工作半径为6米，额定起重量为38吨。

座环吊装可行性验算：
①、100吨汽车吊：
a、起重量的验算：
q起＝kq额=0.85×34.5=29.325t
q实＝q＋q＝55/2+1＝28.5t
备注：k——双机抬吊折减系数
q额——100吨吊车额定起重量
q——座环重量
q——吊具、索具重量
q起＝29.325t＞q实＝28.5t
所以一台100吨汽车吊起重性能满足该座环的双机抬吊的需要。

b、起升高度的验算：
h起＝2.8＋√12.82－(6+1.5)2＝13.17m
备注：2.8m——100吨汽车吊吊臂销子离地高度（车身高）；
12.8m——100吨汽车吊吊臂长度；
6m——100吨汽车吊工作半径；
1.5m——100吨汽车吊吊臂销子离回转中心距离；
h实＝h1+h2+h3+h4+h5
＝1.8＋0.5＋4＋3.7＋2
＝12m
备注：h1=1.8m——吊车车身离地高度；
h2=0.5m——吊装安全距离；
h3=4m——座环自身高度；
h4=3.7m——吊装吊绳高度；
h5=2m——吊钩高度；
h起＝13.17m＞h实＝12m
所以一台100吨汽车吊起升高度满足该座环的双机抬吊需要
c、吊装时座环是否碰撞吊臂：经作图验算，吊装时座环不会碰撞吊臂，因而该吊装方法安全可靠；
d、吊装时的捆绑:采用2根6米长规格为φ42(6×37＋1)钢丝绳走双后用1个40t卸扣与座环指定吊耳相连的捆绑方法。

②、65吨汽车吊：
a、起重量的验算：
q起＝kq额=0.85×38=32.3t
q实＝q＋q＝55/2+1＝28.5t
备注：k——双机抬吊折减系数
q额——65吨吊车额定起重量
q——座环重量
q——吊具、索具重量
q起＝32.3t＞q实＝28.5t
一台65吨汽车吊起重性能能满足该座环的双机抬吊的需要。

b、起升高度的验算：
h起＝2.8＋√11.22－(5+1.5)2＝11.92m
备注：2.8m——65吨汽车吊吊臂销子离地高度（车身高）；11.2m——65吨汽车吊吊臂长度；
5m——65吨汽车吊工作半径；
1.5m——65吨汽车吊吊臂销子离回转中心距离；
h实＝h1+h2+h3+h4+h5
＝1.5＋0.5＋4＋3.7＋2
＝11.7m
备注：h1=1.5m——吊车车身离地高度；
h2=0.5m——吊装安全距离；
h3=4m——座环自身高度；
h4=3.7m——吊装吊绳高度；
h5=2m——吊钩高度；
h起＝11.92m＞h实＝11.7m
所以一台65吨汽车吊起升高度满足该座环的双机抬吊需要
c、吊装时座环是否碰撞吊臂：经作图验算，吊装时座环不会碰
撞吊臂，因而该吊装方法安全可靠；
d、吊装时的捆绑:采用2根6米长规格为φ42(6×37＋1)钢丝绳走双后用1个40t卸扣与座环指定吊耳相连的捆绑方法。

4、小结
由于业主对电站工期要求，机组首台机座环的安装时厂房主机间排架柱和桥机不能形成。

为不影响后期发电工期，座环往往采用土办法吊装，汽车吊和钢栈桥在座环土法就位方式上应用较为广泛。

一般钢栈桥的搭设材料宜就地取材。

本电站成功应用电站预埋管材和桥机轨道完成钢栈桥的搭设工作，为项目部节约大量购买工字钢、槽钢（大约需要40t）等型材的资金，减少了材料的闲置和浪费。

为项目部创造了良好的经济效益。

注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。