30t缆索式起重机安装过程与工艺控制.docx

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30t缆索式起重机安装过程与工艺控制

30t缆索式起重机安装过程与工艺控制

刘山伟周志强

（水电四局小湾工程项目部云南小湾675909）

摘要缆索式起重机作为作为大坝施工中垂直运输的一种手段，就自身特点来讲，以缆索式起重机的有效跨度为长，轨道有效长度为宽，在这个矩形的范围内都可以有同样的额定负荷，这是其它垂直运输手段所无法比拟的。

随着缆索式起重机被越来越多的水电工地所使用，文章立足小湾缆机群来阐述缆索式起重机安装过程与工艺控制。

关键词缆索式起重机安装过程工艺控制

1概述

30t缆索式起重机按照按照主副车移动方式分：

有固定式、平移式、辐射式三种，其中摆塔式为固定式的一种；按照塔架形式分：

有塔架式和无塔架式两种。

根据分类不同，不同缆机似乎千差万别，实际上一台缆机总是由主塔、副塔、主索系统、提升牵引系统及承码、司机室和电气部分组成。

2安装过程

缆索式起重机的通用安装顺序为施工准备→副塔安装→主塔安装→电气部分安装→主索系统安装→司机室安装→小车、提升、牵引绳和承码的安装→整机调试→负荷试验→试运行（安装完成）→正式运行

2.1施工准备

2.1.1施工总平面布置

根据具体施工条件和地形，做出施工总平面布置图，合理确定出主地锚、司机室、安装主要设备卷扬机、过江光缆、主索安装的布置位置，并做相应的土建施工和安装就位。

2.1.2辅助索的选型计算

辅助索选型和计算是缆机安装成败的技术关键所在。

计算如下：

根据经验初步选择辅助索的直径和安装垂度分别为φ52mm和106m，安装垂度一般控制在5%~10%的跨度。

然后依据公式1和公式2进行验算，如果不合适，就重新计算。

垂直力较小，为计算简便，忽略垂直力，把水平张力做为是索头张力，但在考虑安全系数时可适当放大。

安全系数的取值为2.2~3.0之间。

H=（qL2）/（8fmaxCosβ）+（QL）/（4fmax）（公式1）

H3+H2{[Ek*Fk*（Cosβ）2*G2]/（24*Hmax2）-Hmax+ε*△t*Ek*Ek*Fk*

Cosβ}-[Gx2*Ek*Fk*（Cosβ）2]=0（公式2）

H表示空索时的索头水平张力

q表示空索的每米重量

L表示跨度

fmax表示垂度

Q表示集中载荷

Ek表示弹性模量为钢丝绳的实验室值

Fk表示钢索的截面积

G表示重索上的全部重量

Hmax表示重索索头拉力

ε表示线胀系数

△t表示安装温度和定温的差值

Gx表示空索的重量

把垂度106m带入公式1

H=（92.47*1153.5882）/（8*106*Cos0.6457）=144000N=144KN

把H=144KN带入公式2

1443+1442{[7408800*0.0010038*（Cos0.6457）2*0.4232*1153.5882]/（24*Hmax2）-Hmax}-[1153.82*0.092472*74088000*0.0010038*（Cos0.6457）2]/24=0

解方程得Hmax=586.67KN

安全系数n=F破/Hmax=1760/586.67=3.0

所以选择φ52mm的钢丝绳安装垂度为106m的方案可行。

2.2塔架安装

根据塔架部分的重量最大件，合理选择安装用起吊设备。

根据起吊设备性能和施工现场的实际情况，合理布置施工用临时场地。

自下而上的进行安装。

在塔架安装中有两个重要的工艺控制项目：

2.2.1螺栓、连接销的使用与管理

塔架大部分是结构件，连接方式一般采用螺栓、连接销连接，安装工的主要工作就是穿螺栓和穿销子。

螺栓、销子的型号、种类较多，需严格按照图纸的要求整理和整齐摆放螺栓、销子。

严禁在安装过程中穿错螺栓，在螺栓连接中，按照相关扭矩要求和紧固顺序扭紧螺栓。

2.2.2提升、牵引机构的安装与调整

提升、牵引机构的安装与调整的好坏直接影响到缆机运行过程中的故障多少。

在安装过程中首先要注意调整各相关滑轮的共面性，其次按要求安装连轴器，最后按照设计图纸要求对两大机构的同轴度、跳动度进行调整和测试。

2.3主索系统安装

主索系统安装包括主地锚安装、辅助索安装、主索卸车与就位、主索过江和主索张紧。

2.3.1主地锚安装

安装过程中主地锚一般需要自己设计，其结构安全系数一般考虑2倍以内，土建安全系数一般考虑4倍左右，焊缝的安全系数一般考虑3倍左右，其中主要受力拉耳为四面围焊且为一类焊缝。

在安装时，一般提前考虑在与其他基础一块整体埋设。

2.3.2辅助索安装

辅助索安装包括3台或2台卷扬机的就位、穿梭绳的安装、辅助索过江、助索调整。

其中卷扬机就位已在施工准备中完成。

在整个辅助索安装过程中使用的临时钢丝绳的全部安全系数不低于5倍。

①穿梭绳的安装：

将两根钢丝绳较小的钢丝绳（一般采用9mm钢丝绳或15mm钢丝绳）从两侧卷扬机上用人工的方法放至基坑（或用其他手段），进行卡接，指挥左右岸卷扬机同时将钢丝绳拉起；形成左右岸安装穿梭绳，通过卷扬机之间的配合将牵拉辅助索的钢丝绳拉至左岸主地锚处。

②辅助索过江：

辅助索设计安全系数一般考虑在2.8~3.0倍之间。

根据安全系数合理选择辅助索钢丝绳的大小和安装垂度。

用牵拉辅助索的钢丝绳将其2根辅助索牵引过江。

并让2根辅助索闲置1天到2天，以便释放应力和完成辅助索的初步伸长。

③助索调整：

用经纬仪先调整1根辅助索使其达到设计垂度（与设计垂度误差不超过10cm），然后再调整另1根辅助索，使其与第1根辅助索垂度完全一致。

2.3.3主索卸车

主索卸车在整个缆机安装过程中一般都是最大件的卸车，根据施工条件一般采用起重机、千斤顶、龙门架卷扬机卸车三种方式。

2.3.4主索过江和工艺控制

①卷扬机就位：

在主索卷筒附近安装1台卷扬机，用于溜主索，根据主索过江时牵引力的大小用1台或2台卷扬机牵引，再布置1台卷扬机用于放土承码绳。

②主索过江：

利用卷扬机之间的配合将主索逐段放出，每隔30～50m放置一个土承码，对主索全程进行测量，达到设计长度后将其截断，并浇铸索头。

主索测量是人工用钢卷尺30m或50m一次一次测量结果的和，为避免出现较大的误差，要求在拉尺前，先用测量仪器测出一个30m或50m标准距离，然后用钢卷尺去测量，用弹簧秤测出拉尺所需要的力，在测量中，就使用该力进行测量。

③索头浇铸：

浇铸合金为锌合金，浇铸步骤为，主索头部10m范围清理→主索头部10m的绑扎固定→安装索套→主索头部60cm打开→清理→打钩→就位索套→上支架→加热合金、加热索套→浇铸→冷却→检查→完成。

该过程中要注意索套的温度和合金的温度不宜错差过大。

浇筑完后，尽量避免震动。

2.3.5主索张紧

主索张紧：

浇铸完索头后，继续利用卷扬机的配合将主索一头先安装在塔架上，然后利用滑轮组或液压千斤顶进行张紧安装就位。

2.4小车、提升、牵引绳和承码的安装

2.4.1小车的安装

根据施工现场条件，合理选择位置在主塔或副塔利用吊车进行安装。

2.4.2牵引绳的安装

首先将牵引绳全部缠绕到提升卷筒上，然后利用缆机提升系统和2台卷扬机之间的配合的配合可以完成上下牵引的过江，最后将牵引绳固定在小车的两端安装位置上。

2.4.3提升绳的安装

牵引绳安装完成后，将提升绳摆放就位，启动提升系统，将提升绳全部缠绕在提升卷筒上留出合适的长度通过小车滑轮和放置在地面的大钩，将绳头拉上小车，大约高度调到适当距离，多留出约15m盘在小车上固定，启动牵引系统，小车向副塔行走，提升卷筒此时同步放绳，控制大钩高程，小车到达副塔后将提升绳的绳头安装在副塔的固定点上。

再将大钩放到下限位，截去提升卷筒上的多余绳头。

提升绳完成。

2.4.4承码的安装

承码常用的有固定张开式、自行式两种。

张开式承码的安装，将承码摆放在小车两侧的检修平台，启动牵引系统按照设计要求逐一安装就位。

自行式承码的安装，在安装牵引绳之前，利用吊车分别将承码在主副塔检修平台中间安装就位。

2.5缆机电气系统安装

2.5.1电气系统安装

①施工前的准备和要求：

施工人员熟悉缆机图纸和施工组织措施，技术负责人作好项目施工前的技术交底工作。

施工中所需要的工器具应准备齐全。

等待安装的设备及配件必须是进行了开箱验收工作，并且是合格、完好的设备及配件。

②盘、柜、箱的安装：

严格按厂家设计施工，盘柜间、盘柜与基础间的连接采用螺栓联结方式，螺栓联结紧密牢固，安装好的盘、柜、箱应符合GB50171-92规范的要求。

盘、柜、箱顶的线路施工应符合厂家和GBJ149-90的要求。

③干式变压器的安装：

变压器在运输、保管及安装过程中应采取有效措施，切忌受潮和淋雨。

安装现场应保持清洁无积水，且使其相对湿度不大于75%。

现场安装作业严防变压器上的瓷件、温度计等的损伤。

变压器均配有外罩，10kV以上的带电导体均应密封，不应有敞露的带电导体。

变压器安装完毕带电试验前，必须清除积灰。

变压器的安装按照厂家的安装说明及有关规范进行。

③防雷与接地装置安装：

防雷与接地装置安装严格按厂家要求和图纸进行施工。

准备施工器具及施工设备（电焊机），下料制作预埋件；埋设接地钢管与埋设接地线；接地装置敷设完毕后，进行接地装置检查和接地电阻测试及验收，然后会同监理对接地电阻进行测量，施工、测量及测试值应符合DL/T5091-99《水力发电厂接地设计技术导则》、DL475-92《接地装置工频特性参数的测量导则》、GB50169-92《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》、DL/T621-1997《交流电气装置的接地》的要求。

④临时设施布置：

安装施工时的照明采用镝灯照明，电源线全部采用电缆，按实际需要布置。

⑤电线、电缆的敷设：

电线穿管时，其穿线用钢管内壁应清除锈渍，毛刺并涂装防腐涂料，管子弯曲半径大于其直径的5倍，管内接线不设接头，管口用护线嘴保护。

电缆的外观完整无损伤，应作相应的电气试验。

电缆敷设时应尽量避免电缆交叉。

控制电缆的敷设应严格按厂家设计图纸施工，进入盘、柜的电缆应排列整齐，编码清晰，绑扎牢固，盘、柜内线路应横平竖直、整齐美观无损伤。

电线、电缆的敷设应严格按厂家要求及GB50168-92《电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范》施工。

2.6整机调试和负荷试验

检查全机电气设备连接线路是否正确，对所有高、低压电缆及电机做绝缘性能检测。

依次送10KV进线电源、100KVA控制电源变压器、2500KVA主电源变压器和所有电气柜电源。

安装PLC运行程序，并对PLC程序运行情况进行检测；对各机构电气柜进行检查、试运行。

依次试运行提升、牵引、大车等机构，检测PLC程序运行正确性。

在司机室进行操作，检测所有机构运行状况。

按照相关规范要求，完成空载、100%负荷、110%动负荷、125%静负荷试验。

2.7试运行

一般试运行的时间为1个月或200小时。

在此过程中缆机不宜满负荷运行。

3安装工艺分析

根据小湾工程特点：

（1）、缆机是小湾电站大坝混凝土浇筑和金属结构吊装及材料设备吊运的唯一起吊手段，对缆机的重要性要有非常清楚的认识。

（2）、缆机安装场地狭窄、缆机主索跨度大，安装难度大。

（3）、缆机运行强度高，月最大浇筑强度为23万方，年最大浇筑强度为225.5万方。

（4）、缆机在运行期间，由于主坝分为两个标段，增大了缆机的协调难度。

安装工艺分析如下：

3.1安装工期分析

3.1.1缆机安装工序及关键线路总体安排

小湾电站五台缆机的安装工期从2003年11月开始，全部安装完工时间为2005年10月31日。

其中，2004年3月31日前位于高缆的1#缆机必须投入运行；2005年10月31日其余缆机投入运行。

五台缆机安装工序的总体安排如下：

从下游面开始依次安装高缆1#、2#；低缆3#、4#、5#。

根据缆机的安装特性，安装的关键线路为：

轨道安装→锚固件埋设→辅助承载索架设→主副塔架安装→承载索铺设→承载索张紧→小车安装→牵引提升索安装→系统调试→试运行

3.1.2施工进度的协调

合理安排施工进度计划，在计划的编制过程中充分考虑其他承包商的施工对本合同工程进度的影响，在工期安排和资源配置上留有充分的余地，科学组织施工，尽量保质提前完成本合同工程的关键项目，在平行交叉作业时，考虑其他承包商施工的同时做好相应措施，为整个工程的顺利竣工创造条件。

在施工过程中坚决按业主和监理的指示调整施工计划，必要时采取赶工措施，一旦工程需要赶工时，采取积极的经济激励和其他鼓励政策，制定合理可行的技术措施，保证赶工计划的顺利实现。