升船机大件吊装方案.docx
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升船机大件吊装方案
乌江彭水水电站
通航建筑物土建及设备安装工程
（合同编号：
PS/SG067-2004）
升船机大件起重运输方案
中国水电七局彭水电站项目经理部
二○○八年一月
批准：
审查：
校核：
拟稿：
姜丁
目录
1、工程概述1
2、升船机大件设备交货状态清单1
2.1、主提升机及平衡重系统设备1
2.2、桥机及启闭机设备1
2.3、上闸首检修门及工作门4
2.4、船箱结构及船箱检修门、工作门4
2.5、下闸首工作门4
2.6、下闸首检修门及叠梁门5
3、升船机大件设备的结构特点5
3.1、主提升机及平衡重系统设备5
3.2、桥机及启闭机设备5
3.3、承船厢结构5
3.4、下闸首工作门、检修门及叠梁门5
4、升船机外部交通条件6
5、大件起重运输方案6
5.1、下闸首检修门6
5.2、下闸首工作门门槽和夹紧轨道、顶紧轨道6
5.3、承船厢就位准备7
5.4下闸首工作门的机房检修桥机7
5.5、主提升机房100T检修桥机7
5.6承船厢箱体就位9
5.7下闸首工作门11
5.8主提升机构12
5.9主提升机构钢丝绳的缠绕12
5.10平衡重块的吊装14
6、人员、设备材料配置14
7、升船机金结、机电部分工期关键节点15
8、安全控制措施16
9、环境、职业健康保证措施17
升船机大件起重运输方案
1、工程概述
乌江重庆彭水水电站通航建筑物由船闸、中间渠道和升船机三大部位构成。
通航建筑物线路总长1188.6m。
垂直升船机主要由上闸首、承重塔柱和下闸首组成，为钢丝绳卷扬全平衡垂直升船机，总长103.3m，总宽52.4m，最大提升高度66.6m，总建筑高度113.0m。
上闸首设在垂直升船机上游端的两个组合筒体之间，设有平板检修门和工作门。
承重塔柱为筒体结构，以垂直升船机轴线为中心左右对称布置两列，顶部用箱形板梁联成整体，构成上部机房的基础，机房平面尺寸为84.55m×45.0m。
塔柱基础采用整体式筏基，周边回填土，埋置深度38.5m。
机房内布置有卷扬机及相应的导向滑轮组等机械设备，在主机房左右两侧还布置有主电室和配电室，下游设有控制及操作室。
下闸首长22.05m，宽42.4m，设有下沉式平板工作门和叠梁检修门，升船机设备总布置见下页图示。
2、升船机大件设备交货状态清单
2.1、主提升机及平衡重系统设备
序号
名称
数量
包装
单件尺寸
单件重
总重（t）
1
滑轮组
8
托架
4.1×2.8×4.7
51.5
412
2
减速器
4
箱装
5.4×2.7×2.8
70
280
3
卷筒组件
8
托架
5.0×4.8×5.0
70
560
4
重力平衡重砼块
96
包扎
5.25×2.0×0.61
20.625
1980
5
转矩平衡重砼块
48
包扎
5.25×2.0×0.67
22.28
1069.4
6
转矩平衡重安全梁
4
托架
10.84×1.95×2.0
7
28
7
轨道
96
托架
0.117×0.107×12
0.45
43.2
2.2、桥机及启闭机设备
序号
名称
数量
包装
单件尺寸
单件重
总重（t）
1
2×32t桥机行走梁
2
托架
11.1×0.6×2.55
2
4
2
100T桥机主梁
2
托架
32.75×2.4×2.5
33.3
66.6
3
2×400t启闭机桥架及起升机构组件
2
托架
7.5×3.6×3.8
47
94
2.3、上闸首检修门及工作门
序号
名称
数量
包装
单件尺寸
单件重
总重（t）
1
上闸首检修门
1
裸装
3.5×13.2×0.9
15.81
15.81
2
上闸首工作门
1
裸装
3.7×12.28×1.08
14.004
14.004
2.4、船箱结构及船箱检修门、工作门
序号
名称
数量
包装
单件尺寸
单件重
总重（t）
1
101
1
裸装
1.35×12.4×4.9
18.26
18.26
2
101A
1
裸装
1.35×12.4×4.9
18.26
18.26
3
201
1
裸装
8.35×12.4×1.0
25.138
25.138
4
201A
1
裸装
8.35×12.4×1.0
25.138
25.138
5
202
1
裸装
8.35×12.4×0.56
18.327
18.327
6
202A
1
裸装
8.35×12.4×0.56
18.327
18.327
7
301
1
裸装
3.8×12×2.31
17.762
17.762
8
301A
1
裸装
3.8×12×2.31
17.762
17.762
9
302
1
裸装
4.735×12×2.31
9.233
9.233
10
302A
1
裸装
4.735×12×2.31
9.233
9.233
11
303
1
裸装
4.8×12×2.31
10.416
10.416
12
303A
1
裸装
4.8×12×2.31
10.416
10.416
13
304
1
裸装
4.8×12×2.31
11.418
11.418
14
304A
1
裸装
4.8×12×2.31
11.418
11.418
15
305
1
裸装
4.8×12×2.31
10.416
10.416
16
305A
1
裸装
4.8×12×2.31
10.416
10.416
17
306
1
裸装
5.73×12×2.31
13.158
13.158
18
401
1
裸装
22.6×8.6×2
69.244
69.244
19
401A
1
裸装
22.6×8.6×2
69.244
69.244
20
402
1
裸装
25.8×6.7×2
64.468
64.468
21
403
1
裸装
23.4×8.6×2
71.978
71.978
22
403A
1
裸装
23.4×8.6×2
71.978
71.978
23
404
1
裸装
24.72×6.7×2
59.162
59.162
24
船箱工作门
2
裸装
3.5×12.4×1
11.688
23.376
25
船箱检修门
2
裸装
3.5×12.4×1
10
20
2.5、下闸首工作门
序号
名称
数量
包装
单件尺寸
单件重
总重（t）
1
U型门体结构一
2
裸装
6.37×3.95×3.42
22.319
44.638
2
U型门体结构二
1
裸装
6.9×19.9×3.42
92.687
92.687
3
U型门体结构三
1
裸装
6.4×19.9×3.42
70.074
70.074
4
U型门体结构四
1
裸装
5.0×19.9×3.42
73.609
73.609
5
翻倒门
1
裸装
6.0×12.8×1.3
19.495
19.495
2.6、下闸首检修门及叠梁门
序号
名称
数量
包装
单件尺寸
单件重
总重（t）
1
检修门叶一
1
裸装
6.1×13.2×1.65
24.694
24.694
2
检修门叶二
1
裸装
4.5×13.2×1.65
23.962
23.962
3
叠梁门
5
裸装
3.2×13.2×1.65
32.867
164.185
3、升船机大件设备的结构特点
3.1、主提升机及平衡重系统设备
主提升机的滑轮组、减速器和卷筒共有20个重量在50~70T的大件，最大外形尺寸为5.4×4.8m2（长×宽），均能通过尺寸为6.5×5.2m2（长×宽）的吊物孔。
转矩平衡重砼块和重力平衡重砼块最大重量均不超过23T，且为现场预制，提升机其余设备均为7吨以下小件,不存在运输问题。
3.2、桥机及启闭机设备
升船机系统共有3台桥机和3套启闭机，其中：
主机房的100T桥机主梁（2根）整根到货，长达32.75m，重为33.3T；下闸首工作门的固定式卷扬启闭机桥架及起升机构为组件到货，重达47T，尺寸为7.5×3.6m2（长×宽）。
而下闸首工作门启闭机所在的265.6m平台上设置的吊物孔尺寸为6.4×3.2m2（长×宽），需要将47吨的组件分解后才能吊装就位。
3.3、承船厢结构
承船厢结构编号为401、401A、402、403、403A、404的6个边梁分段为超长、超宽、超重的大件，长为22.6~25.8m，高8.6m，宽2m，重量在59~72吨之间。
承船厢其余结构重量在9~25吨之间，但其长度都达到了12m，且宽度普遍超过4m，不能通过设在290m平台上的吊物孔下放。
3.4、下闸首工作门、检修门及叠梁门
门体结构的二、三、四这3个分段重量达到了70~92吨，长×高最大尺寸达19.9×6.9m2。
检修门单节重量在25吨以下，叠梁门单节重量为33吨。
综上所述，升船机大件设备具有重量重、外形尺寸大、超大超重件多等特点，决定了其出厂到工地运输只能采用船运的办法，同时也意味着工地的倒运只能采用相同的船运到安装位置，再利用升船机自身起吊设备吊装就位。
4、升船机外部交通条件
通向升船机的施工通道共四条：
一、重件码头——公路——左右岸索桥——隧洞——升船机靠山侧，受索桥和隧洞限制，只能运输重量在25吨以下，长×宽小于14×4m2的货物；
二、重件码头——公路——右岸交通洞——上坝公路——大坝——301平台——左岸隧洞——升船机靠山侧，受船闸和隧洞拐弯半径限制，只能运输长×宽小于14×4m2的货物；
三、重件码头——公路——右岸交通洞——上坝公路——大坝——301平台——左岸隧洞——中间渠道渡槽段——升船机上闸首，受船闸和隧洞拐弯半径限制，只能运输长×宽小于14×4m2的货物，而且渡槽段的完工时间是08年12月，在此之前，升船机大件已全部运完；
四、重件码头——河道——下游引航道——船箱室，这是升船机超大超重件的唯一运输通道。
升船机设备要采用船运，下游引航道水位必须高过设计的最低通航水位211.4m。
5、大件起重运输方案
5.1、下闸首检修门
由两节重量在25吨以下的门页焊接而成，现已通过索桥运到升船机靠山侧存放。
目前正在等待检修门的桥机到货，待桥机到货后，用100吨汽车吊将桥机吊装就位。
完成安装后，用100吨汽车吊将检修门页吊到与门槽平行的靠山侧位置立放，之后通过桥机和100吨汽车吊共同将门页抬吊到储门槽内，在这里完成两节门页的“立拼”，再用桥机将检修门吊装入槽，开始第一次船箱室往外抽水。
5.2、下闸首工作门门槽和夹紧轨道、顶紧轨道
用50吨汽车吊吊进闸室，用滚杠、卷扬机拖运到安装位置。
在门槽顶部设置吊梁，在轨道顶部预埋吊耳板，用卷扬机和滑车组将门槽、轨道吊装就位安装。
船箱室第一次抽水完毕后，应将工作门槽和夹、顶紧轨道安装完毕，将承船箱底部支撑安装就位，并将承船箱拼装用的支墩摆放就位后，才能再次向船箱室内充水。
5.3、承船厢就位准备
共设大方墩8个（高度2.5m）、长方墩8个（高度0.6m），用于边纵梁的拼装支撑；小方墩26个（高度0.6m），用于承船厢两端头的机房支撑；中间通长铺设20#工字钢轨道2根（离地高度约3.8米），轨道底部用型钢支撑，间距1m设一个支撑点，用于中间船箱底板的支撑。
由于边梁重量达到60吨，考虑将大方墩和长方墩采用混凝土结构，以满足边梁承重和拼装时水平移动的需要。
承船厢拼装用支墩具体摆放位置详见下图。
5.4下闸首工作门的机房检修桥机
直接利用拆出900圆筒的150吨履带吊吊装就位，吊高37米，吊重20吨，回转半径15米。
下闸首工作门固定式卷扬启闭机最重件47吨，且外形尺寸比启闭机平台上设置的吊物孔大，必须将其分解到能够通过吊物孔后，再用船运到工作门位置，用工作门的机房检修桥机吊装就位。
下闸首叠梁门的吊装，采用船运到下闸首检修门处，用检修桥机将门叶提起，在空中完成90度翻身并旋转90度后吊装就位。
5.5、主提升机房100T检修桥机
主提升机房100T检修桥机主梁长度32.75m，重量33.3吨。
采用陆路运输的办法无法到达安装位置，只能通过船运到尾水正对升船机侧的钢筋厂位置，用100吨汽车吊和50吨汽车吊将大梁抬吊卸船。
之后用100吨汽车吊分3钩将大梁倒运到升船机上闸首渡槽正下方的235平台上。
在距290平台上游端头4米处设置门架拔杆1根，用该门架将大梁吊装就位。
2根大梁就位组成整体后，放倒拔杆，将大梁往下游平移30米，重新翻立拔杆，吊起小车卷扬系统，提升到304高程后，通过设置在中间渠道和290平台下游端头的两台风绳卷扬机将拔杆往下游俯趴，小车从两根支腿的中间开档经过，回移大梁，将小车在大梁上就位。
拔杆高22米，吊重40吨，底部开档18.9米，顶部横梁长3米，最大俯趴角度70度。
单根支腿受轴心力28吨，作用于地面的力由垂直向下和水平往下游方向两部分构成。
垂直向下的力为26吨，水平往下游方向为10吨，垂直于水流方向由于在拔杆底部紧贴地面处设置了水平拉杆，所以拔杆对地面在这个方向无作用力。
100吨桥机吊装拔杆立视图（单位：
分米）
100吨桥机吊装拔杆与290平台关系图（单位：
分米）
100吨桥机吊装拔杆受力分解图（单位：
吨）
5.6承船厢箱体就位
承船厢箱体自重800吨，其外形尺寸为71×16×8m，由25个单元体组成。
承船厢外形近视于一个“H”型船体结构，其左右边梁各分为3个大的分段（编号为401、401a、402、403、403a、404），重量在59T~70T之间；其中间底板共分为17个重量在9~26T之间的小分段；在“H”型槽体的上部前后两端各设有一道工作门和检修门，重量为11T左右。
上述三大部分共同构成一个有效水深3.2m的“H”型承船厢结构，侧视拼装完成后的承船厢，其上下游前后两端边梁坐在船厢室底板上，中间边梁悬空，离地约1.9m，中部底板悬空离地高度约3米。
承船厢分段吊装按照从上游向下游依次吊装的顺序初步定位，吊装顺序对应的编号详见下图。
承船厢吊装以前，290平台的上下游端头已经施工完成10m长。
为了满足长度22m的边纵梁吊装，平台上下游端头起连接左右塔体的预浇部分不能超过10m长，才能保证100T桥机主钩可以吊到首节边纵梁的重心位置。
其余平台部分必须待船箱吊装完毕后施工。
考虑承船厢自身结构的复杂性和超重件吊装的难度，为使船箱的吊装就位尽可能接近其拼装状态，给以后的拼装减轻难度，我部拟订的吊装方案如下：
按船箱的自身特点结合通航水位（最低通航水位时水面距船厢室底板约8.5米）搭设拼装平台；在顶部主提升机所在的290高程平台混凝土厢体中间三大段没有浇筑的情况下，直接将船开到船厢室内，用301高程的100T检修桥机将各分段卸船，对应各自的拼装位置在平台上顺序摆放。
各分段摆放时前后拉开300mm距离（具体由设计分段间的翼腹板距离决定），边梁通过埋设在对应闸墙上的地锚锁定，防止翻倒。
6个边纵梁分段通过船运到闸室安装位置，在桥机大梁上悬挂一台40吨滑车组，利用桥机主钩钩住边梁与平衡绳之间的连接吊耳，利用10T卷扬机通过40吨滑车组钩住边梁上设置的翻身吊耳，同步启动桥机主钩和10T卷扬机，将边梁吊离运输船，然后主钩继续起升，卷扬机静止不动，完成边纵梁的空中翻身。
之后摘掉滑车组，将边梁吊装就位，放置在预先设置好的混凝土方墩上，然后通过夹、顶紧轨道悬挂10T导链，对边梁进行防倒锁定后将钢丝绳脱钩。
用1台50吨汽车吊站位在渡槽下面，高程235位置，对已经浇筑的上游侧10m长290平台下部的中间底板进行吊装就位。
290平台未浇筑部分的承船厢中间底板直接利用100T桥机吊装就位。
在290平台已经浇筑的上游侧布置10吨卷扬机一台，通过该卷扬机水平拉住100桥机的吊钩，在吊钩下面悬挂30吨滑车组，再布置10吨卷扬机一台，通过30吨滑车组将已经浇筑的下游侧10m长290平台下部的承船厢中间底板吊起，最后通过设在下闸首检修门位置的两台5吨卷扬机将30吨滑车组吊钩水平拉向下游，采用滑车组与桥机主钩“空中接力”，并通过3台卷扬机采用“空中夺吊”的办法将已经浇筑的下游侧10m长290平台下部的承船厢中间底板吊装就位。
承船厢的吊装必须严格按照下图所示的顺序进行，不能打乱顺序。
承船厢分段在运输船上的摆放顺序应该和分段初步吊装定位的顺序一致；便于运输船进船箱室后，能有次序的同步完成分段卸船和分段初步吊装定位。
承船厢运输到工地后，在重件码头卸船摆放，在这里完成吊耳焊接。
承船厢运输需要租用承载能力200吨到400吨间的运输船一艘，按照图示顺序装船、运输、卸船。
初步考虑将承船厢分成三船装运：
101、202、301、302、303和401、403为一船；304、305、306、305a、304a、402、404为第二船；303a、302a、301a、202a、101a、401a和403a为第三船。
分段在船上的摆放最好按照图示的位置关系进行，如果船的运输条件允许，最好将6个边梁分段在船上呈安装状态“立式”运输，避免进入闸室后空中翻身。
编号为201、201a的两个分段需待船箱室排水后，船箱内设备预置后，才能吊装就位。
因此201分段和船箱工作门预先放置在渡槽下面的施工道路上，最后用50吨汽车吊吊装就位。
201a分段和船箱检修门预先放置在290平台吊物孔正对下方的上游侧，卸船后将其两头放置在边梁上，摆放位置以不影响船只进入，不影响吊装主提升机构为准。
最后待船箱室排水后，船箱内设备预置后，采用与已经浇筑的下游侧10m长290平台下部的承船厢中间底板相同的办法吊装就位。
承船厢吊装前应在两边闸墙上放出各分段摆放的地样线，因为各分片要放在水下，所以需要参照墙上的定位线进行摆放就位。
承船厢吊装完毕后进行顶部290高程平台混凝土厢式板梁的施工，应考虑搭设封闭的浇筑平台，防止混凝土掉落。
承船厢吊装完毕后，关闭下闸首检修门，启动检修排水系统，立即抽水。
最后将闸室清淤和各分段清洗干净后交与拼装单位。
为使上述方案能够成立，建议：
制作单位应将设置在承船厢上的电气、机械设备安排在进入闸室后安装；可考虑将最后一道面漆移到工地拼装完成后进行。
5.7下闸首工作门
下闸首工作们有三节重量达到90吨，在门槽中心线和闸室中心线交点的正上方，预留了2个500×500mm2的吊物孔。
在吊物孔上方设置吊梁1根（重量10吨），吊梁下面悬挂60吨滑车组2台，分别用1台10吨卷扬机控制。
工作门宽3.45m，长19.9m，高为5~6.9m，工作门采取呈安装状态“立式运输”的方式装船，当船到达工作门门槽的正下方时，将门上的起吊千斤绳用2台60吨滑车组吊起，铰动卷扬机，提升工作门到达235m平台以上，然后将工作门水平旋转90度，之后用固定式卷杨启闭机吊起工作门两边梁上的吊耳，摘去滑车组，将门叶下落到门槽内就位，按照分段一、二、三、四的顺序将门叶依次在门槽内就位，最后的翻倒门用滑车组提过235m平台后悬挂在空中，待升船机大件运输完毕后，排干闸室内的水后，再下放安装。
5.8主提升机构
主提升机构的20个重量在50~70吨的大件，均能通过290m平台上的吊物孔提升就位。
主提升机构大件直接通过船运到闸室内，290m平台吊物孔的正下方，用100吨桥机主钩直接吊装就位。
若290m平台已经浇筑则直接就位，若吊装时该平台还有部分未浇筑完成，则将该部分对应的设备吊到两侧筒体上存放。
升船机其余设备可以走水路用100吨桥机吊装，也可以通过陆路运输，用门架拔杆吊到290平台上，再用桥机吊装就位安装。
5.9主提升机构钢丝绳的缠绕
承船厢提升机构的钢丝绳直径64mm总重239吨，共有104根，其中卷扬提升绳32根，重力平衡绳48根。
转矩平衡绳24根，钢丝绳每米重约14公斤，钢丝绳通过平衡轮或液压平衡调整装置分别与承船厢、主提升卷筒，平衡重连接，用人力是很难完成的，因此，钢丝绳的緾绕连接将利用10吨、5吨卷扬机各一台辅助缠绕，其方法有两种均可采用，其一是钢丝绳由下往上缠绕：
即将卷扬机安装在高程290的机房地面适当位置，通过导向滑轮将10吨或5吨卷扬机上的直径为24毫米钢绳，绕过平衡轮，下放到235平台或船厢室底板上与直径为64毫米钢丝绳临时连接，利用卷扬机的小绳带大绳的方法，将主绳提升并通过平衡轮拖至钢绳端头固定连接处。
其二是由高程290米地面往下溜放缠绕，将钢丝绳吊入主机房地面上，用主提升卷筒缠绕往下溜放卷扬提升绳及转距平衡绳；用卷扬机溜放重力平衡绳，使其一端与船厢连接，另一端绕过定滑轮后与重力平衡重相连。
5.10平衡重块的吊装
平衡重系统中的平衡重块由重力平衡重块与转距平衡重块两部份组成，其中重力平衡重块为48块，转距平衡重块为24块，每块由上节块与下节块组成，节块单重为20吨被置放在钢结构架内，其组装位置在平衡重井内的270m平台上设置临时施工用组装钢平台。
对此，平衡重块的吊装就位，可在土建施工时预埋30t电动葫芦工字钢行走梁，采用30t电动葫芦对平衡重块吊装、拼组、摆放。
6、人员、设备材料配置
为确保大件吊装任务顺利完成，拟定人力资源投入见下表：
序号
工种及岗位
人数（人）
备注
1
项目领导
3
2
技术总工
1
3
技术员
2
4
质检员
2
5
测量员
3
6
铆工
8
7
起重工
16
8
焊工
8
9
电工
2
10
普工
10
合计
55人
施工过程中计划投入的设备、材料详见下表：
序号
设备名称
设备型号
单位
数量
进场时间
备注
1
25吨拖车
台
1
08年2~10月
自有
2
200~400T货船
艘
1
08年3~7月
业主安排
3
汽车吊
50t
台
1
08年4月
租用
4
卷扬机
5t
台
4
08年2~10月
自有
5
卷扬机
10t
台
3
08年2~10月
自有
6
固定式拔杆
重约20t
套
1
08年2~10月
现购
7
50T滑车组
台
2
08年2~10月
现购
8
吊梁
重约10t
根
1
08年2~10月
现购
9
承船厢拼装支墩
重约70t
套
1
08年2~10月
现购
10
30T滑车组
台
2
08年2~10月
现购
11
圆筒门机
QU900
台
1
08年2~10月
租用
12
10T导链
台
2
08年2~10月
现购
13
卷杨起重绳
φ24
米
6000
08年2~10月
现购
14
千斤绳
φ24
米
1000
08年2~10月
现购
15
千斤绳
φ42
米
100
08年2~10月
现购
16
吊环
φ24
个
100
08年2~10月
现购
17
吊环
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