双向门机安装方案审核.docx
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双向门机安装方案审核
海南省万泉河红岭水利枢纽
金属结构制作安装及电站机电设备
安装工程
400KN/2×160KN双向门机安装方案
批准：
审核：
编写：
中国葛洲坝集团股份有限公司
红岭水利枢纽工程安装项目部
2014年5月5日
400KN/2×160KN双向门机安装方案
1、编制依据
1.1《设备起重吊装工程便携手册》何焯编
1.2《实用起重工手册》陈兆铭编
1.3《起重吊装常用数据手册》杨文渊编
1.4《重型设备吊装工程施工工艺与计算》杨文柱编
1.5200t/50t/25t汽车式起重机性能参数
1.6双向门机各个部件的重量、吊装高度及其设计尺寸参数
2、施工概况
投标方案中400KN/2×160KN双向门机“采用土建吊装设备及75t汽车吊”进行安装，现土建设备与75t汽车吊均不能满足吊装需要，根据现场实际情况，采用“以200t汽车吊为主要吊装设备”进行安装。
本次施工是将双向门机构件吊装到安装平台上进行安装，最大吊装高度20.98m，最大吊装重量36.4t。
在安装平台上，首先将大车行走机构与下横梁，门腿、中横梁组装成门腿框架，将主梁、端梁与走道平台组装成主梁框架，然后将门腿框架吊装到轨道上，调整定位后双向固定，并拉好揽风（或用工字钢支撑），再然后将主梁框架吊装到门腿框架上并与之联接，最后吊装小车和其它附件，进行调试。
由于双向门机没有进行预组装，各构件也没有标识重心，故构件吊装只能根据厂家售后服务代表提供的重心设置吊装吊耳，主梁框架与门腿框架也只能按厂家售后服务代表提供的定位基准进行定位。
2.1双向门机的主要大件
序号
名称
数量
规格（长×宽×高）
起吊高度
（mm）
单重
（t）
备注
1
门腿框架
1
9760×8820×1400
15760
36.4
下游侧
2
门腿框架
1
9760×8820×1400
15760
14.7
上游侧
3
主梁框架
1
17800×9140×1400
18060
29.1
4
主小车
1
6490×3200×2800
20860
16.936
5
副小车
1
7000×2650×2920
20980
14.044
2.2双向门机坝顶双向门机主梁、门腿拼装场地布置图尺寸图
3、施工需要协调的事项
（1）门机安装前，需要监理协调，通知厂家售后服务人员到场进行技术指导；
（2）坝头与1#坝段之间需要回填至与1#坝段相同高程，以便车辆通行；
（3）吊装占用施工通道约7天左右，期间1#～4#坝段车辆不能通行；
（4）汽车吊需要从栏杆预埋钢筋上通过。
4、吊装方案的选择计算
4.1准备工作
一、卸货组装前的工。
1、熟悉图纸与方案，安装告知等手续已办理；
2、组装场地和施工通道清理干净，孔洞防护措施到位，焊割设备到位；
3、组装支架、枕木设置到位；
4、双向门机的零部件按清单与图纸核对无误；
5、组装所需标准件清点无误，所需工具、检测仪器与安全防护用品到位；
6、挂梯、施工平台，临时吊耳准备到位；
7、所有参加人员了解场地规划，清楚作业流程与职责分工。
二、吊装前的准备工作
1、下游腿梁框架、上游腿梁框架、主梁平台框架（含走道板）组装合格，临时爬梯、施工平台、临时吊耳布置到位，并检查合格；
2、揽风绳、绳卡、葫芦、地锚检查合格，安全可靠；
3、划出腿梁侧向中心线，腿梁与主梁平台相连处的十字线，在轨道上划出行走轮定位线，并复核；
4.2施工机械的选用
主要施工设备及工具
序号
名称
数量
序号
名称
数量
1
200T吊车
1台
13
经纬仪
1台
2
25T吊车
1台
14
水准仪
1台
3
50T吊车
1台
15
50m钢卷尺
1把
4
5吨/3吨手拉葫芦
6个
16
1m钢板尺
1把
5
6×37-36-1700钢丝绳
4根
17
100mm塞尺
1把
6
揽风绳
4根
18
交流焊机
3台
7
花纹螺栓
4个
19
气割设备
2套
8
5t滑轮
2个
20
角向磨光机
2台
9
20t千斤顶
2只
21
卸扣M（4）级
4个
10
安全带
8副
22
5t地锚
4个
11
麻绳
20米
23
开口扳手
2把
12
扭矩扳手
2把
大件性能表
序号
名称
数量
吊点距离（m）
起吊高度（m）
单重
（t）
主臂长度
吊装能力
备注
1
门腿框架
1
14
15.76
36.4
26.2
40.5
下游侧
2
门腿框架
1
24
15.76
14.7
30.5
22.1
上游侧
3
主梁框架
1
18
18.06
29.1
26.2
32
4
主小车
1
11
20.86
16.936
26.2
53
5
副小车
1
12
20.98
14.044
26.2
53
200T汽车吊性能：
工作幅度
（m）
主臂长度（m）
备注
17.6
21.9
26.2
30.5
34.8
9
65
65
65
64
56
10
59
59
58
59
54
11
54
53
53
54
51
12
49.5
48.5
48
49.5
48
14
42
41
40.5
42.5
42
16
35
36
36.5
36
18
30.5
32
31.5
31
20
28.3
27.9
27.2
22
25.1
24.7
24.1
24
22.1
21.4
26
19.8
19.1
28
17.1
30
16
50T汽车吊性能：
工作幅度
（m）
主臂长度（m）
备注
15
20.8
26.6
32.4
9
15.3
14.6
12.2
10.9
10
12.2
13.4
11.2
10
11
9.9
11.1
10.3
9.2
12
8.2
9.4
9.7
8.5
14
6.7
7.4
7.5
16
5
5.7
6.1
18
4.4
4.8
20
3.3
3.7
22
2.5
2.9
25T汽车吊性能：
工作幅度
（m）
主臂长度（m）
备注
17.6
21.9
26.2
30.5
9
7.2
7
6.8
6
10
6
5.8
5.6
5.6
11
4
4.1
4.1
4.2
12
2.9
3
3.1
14
2.2
2.3
16
1.6
1.8
18
1.3
4.3索具、吊耳、揽风绳的选择
4.3.1吊绳的选择
本次吊装单件最大重量为36.4吨（下游门腿框架部分）
（1）吊索选择:
门腿框架部分设置两根主吊绳，左右两边各设一根，每根吊绳一弯两股，上端穿过并绕在200吨汽车吊的吊钩上，下端通过卸扣与门腿框架上的吊耳进行连接。
单根吊绳的实际承受力
1、下游门腿框架的吊索计算
选用2根长为9m的钢丝绳
钢丝绳的夹角
则单根钢丝绳的实际受力为：
按照GB20118-2006选用6×37-36-1700钢丝绳，查表，该钢丝绳破断拉力为757kN，大于单根钢丝绳的实际受力230.96kN，故选用该钢丝绳可行。
2、主梁框架的吊索计算
选用2根长为12m的钢丝绳，每根分两股
钢丝绳的夹角
钢丝绳与主梁夹角为：
则单根钢丝绳的实际受力为：
按照GB20118-2006选用6×37-36-1700钢丝绳，查表，该钢丝绳破断拉力为757kN，大于单根钢丝绳的实际受力115.96kN，故选用该钢丝绳可行。
（2）卸扣的选择：
卸扣选用M（4）级M-DW164个（起重量16t,d
=56，D
=W
=63，S
=125，螺纹规格M62）
4.3.2吊耳的受力分析：
（1）吊耳强度计算：
吊耳尺寸及焊接位置如图所示：
1、门腿框架吊耳强度计算
说明：
图中未注焊缝均需双面开坡口（一类焊缝），坡口斜度45°，焊缝高度12mm以上。
预设吊耳高度是190，宽度156，孔半径30，厚度40.显然，此次吊装过程中吊耳承受的横向弯曲应力可忽略不计，以拉应力为主，计算吊耳的局部紧接承压应力σcj，和孔壁拉应力σk,此吊耳板的材质为Q345B，其局部紧接承压许用应力为[σcj]=110MPa，孔壁容许拉应力[σk]=180MPa。
每个吊耳承受拉力（根据4.2.3）Q=23.096（t）,考虑受力不均而引起的超载系数k=1.1～1.2,则每个吊耳受力按F=1.1Q拉力计算，其所受局部紧接承压应力为：
σcj=F/dδ=23.096×104×1.1/60×40=105.86（MPa），显然，σcj＜[σcj]=110（MPa），孔壁拉应力：
σk=σcj
=83.4×（78×78+30×30）/（78×78-30×30）=112.3（MPa）＜0.8[σk]=0.8×180=144（MPa）。
吊耳板的水平截面面积为S=40×156-3.14×60=6051.6mm2则水平截面应力为
σ=Q/S=18.2×104×1.1/6051.6=33.1MPa
综合以上结果，吊耳强度满足吊装要求。
下图为：
主梁框架吊耳布置图（根据厂家提供图纸上的重心点）
2、主梁吊耳强度计算
说明：
图中未注焊缝均需双面开坡口（一类焊缝），坡口斜度45°，焊缝高度12mm以上。
预设吊耳高度是190，宽度156，孔半径30，厚度20.显然，此次吊装过程中吊耳承受的横向弯曲应力可忽略不计，以拉应力为主，计算吊耳的局部紧接承压应力σcj，和孔壁拉应力σk,此吊耳板的材质为Q345B，其局部紧接承压许用应力为[σcj]=110MPa，孔壁容许拉应力[σk]=180MPa。
每个吊耳承受拉力（根据4.2.3）为Q=11.596（t）,考虑受力不均而引起的超载系数k=1.1～1.2,则每个吊耳受力按F=1.1Q拉力计算，其所受局部紧接承压应力为：
σcj=F/dδ=11.596×104×1.1/60×20=106.3（MPa），显然，σcj＜[σcj]=110（MPa），孔壁拉应力：
σk=σcj
=106.3×（78×78+30×30）/（78×78-30×30）=90.7（MPa）＜0.8[σk]=0.8×180=144（MPa）。
吊耳板的垂直截面面积为S=20×190-3.14×60=3611.6mm2则水平截面应力为
σ=Q/S=18.2×104×1.1/3611.6=55.4MPa
综合以上结果，吊耳强度满足吊装要求。
（3）吊耳连接焊缝计算：
耳板与主梁外板采用低氢型焊条进行贴角焊，焊脚高度为12㎜，焊缝长度按156㎜计算，则：
τ=F/2al=7.27×104/2×60×156×10-6=38.8（MPa）＜0.9[τ]=0.9×120=108（MPa）
满足要求。
4.3.3揽风绳的选择
缆风绳6×37+FC-φ14、手拉葫芦3t，缆风绳与门腿夹角45°。
门腿按倾斜0.5°计算，门腿顶部偏移：
e=tan0.5×9660mm=84.3mm
（1）门腿倾斜主梁重量产生水平力：
29100×tan0.5=254kg
主梁水平力产生扭矩：
254×9660（腿高）=2453640kg·mm
（2）主梁倾斜重量产生扭矩：
84.3×29100=2453130kg·mm
（3）悬臂端重:
主梁重量：
29100kg，主梁长17.8m，悬臂长：
6.3m
悬臂重：
29100/17.8×6.3=10299kg
悬臂产生扭矩：
10299×3150=32441850kg·mm
（4）门腿按14700kg，重心按高度一半计算重心偏移84.3/2=42.15
门腿倾斜重量产生扭矩为14700×42.15×2=1239210kg·mm
以上合计：
∑=38587830kg·mm
（5）缆风绳产生扭矩（按一根缆风，5吨葫芦，夹角45°计算）
水平力5000×cos45°=5000×0.707=3535kg
扭矩3535×11800=41713000kg·mm
经计算得出，缆风绳产生扭矩41713000kg·mm＞门腿倾斜产生扭矩38589830kg·mm，故缆风绳安全可用，满足要求。
4.3.5支撑工字钢的受力分析；
下游侧工字钢长12m,
为提高支撑杆稳定性在其中点再支撑一根20a工字钢=l=6m
由于6米20a的工字钢细长比大于6:
1，所以下游侧支撑工字钢为细长杆
查表得20a工字钢：
=2370cm
，
=158cm
下游侧工字钢临界压力
===86.5KN
下游侧门腿倾斜0.5°产生的力
=Ptan0.5=
tan0.5=1.588KN
综上所述：
〉
支撑20a工字钢满足要求。
4.3.6预埋预埋锚筋的受力分析
缆风绳与预埋锚筋45°，门腿按倾斜0.5°计算。
（1）门腿倾斜主梁重量产生水平力：
29100×tan0.5=254kg
（2）悬臂端重：
29100/17.8×6.3=10299kg
（3）埋筋受力：
P=（254+10299）×cos45°/2=36.9KN≦50KN
5、吊装方案
5.1吊装示意图
1、部件初始位置、吊车位及相对距离图：
2、部件最远（垂直）位置、吊车位及相对距离图：
3、
3、部件最终位置、吊车位及相对距离图：
4、缆风绳现场布置图：
5.2吊装步骤
5.2.1大车轨道的安装
1.放线：
根据起重机轨距在承轨梁上放线，弹出轨道中心线，再按轨道底宽，弹出轨道底边线，以一侧的轨道线为基准，根据轨距，用钢卷尺定出另一侧轨道中心线，同样弹出轨道中心线。
2.调整标高：
根据所测标高，添加所需的垫板。
3.轨道上位：
用手拉葫芦分别将调直的轨道吊装到承轨梁上，吊放在所需位置，把轨道底面用20mm左右厚度的木板垫起来，以便放置钢垫板和防震垫片。
4.轨道找正、定位、紧固：
将安装轨道用的一切材料及工具如螺栓组、轨道压板等吊到承轨梁上，并组对好，以防掉下伤人。
钢垫和防震垫板垫好后，将轨道下的木板抽出，其轨道接头间隙冬季取3mm，夏季取1mm，两侧轨道接头错开，且错开距离不得等于轮距，接头左、右、上三面偏移均应小于1mm，根据中心线大体找成一根直线，用轨道压板等把轨道初步固定，最后进行全面找正，符合要求后把螺栓全部紧固。
5.轨道要可靠接地，其接地电阻小于4欧姆。
5.2.2零部件组装
将四个大车行走部分与两个行车梁装配好，用螺栓将箱梁、横梁、爬梯按图纸装配成两片门腿，在门腿与主梁结合处下1.2米左右装临时安装平台，上游侧门腿上焊接临时爬梯，将装配好的门腿与行走机构组装好门腿整体框架。
用螺栓将主梁与端梁、走道板、栏杆等组装好整体主梁框架。
最后按要求对称高强紧固螺栓组。
其中主梁之间的高强螺栓因设计扭矩变更，厂家自行进行了更换。
5.2.3支腿门架安装
下游侧的支腿门架用200吨汽车吊垂直吊起后，先将行走轮落在轨道上，用吊钩将腿梁大致调垂直后用楔铁塞紧、固定；用20#工字钢斜撑防止支腿左右倾斜歪倒（焊接花篮螺丝调节下游门腿的垂直度）。
上游侧的支腿门架用200吨汽车吊垂直吊起后，先将行走轮落在轨道上，用吊钩将腿梁大致调垂直将行走轮上下游方向与左右按方向调整到位后用楔铁塞紧、固定；用手拉葫芦及缆风绳调节上游门腿的垂直度。
两支腿跨度及对角线至标准允许的误差范围之内，应注意风绳及斜撑不能影响主梁作业时的空间，给安装主梁作好准备。
暂时将上游揽风绳受力点设置在主梁上平台，当上、下游支腿门架调整到位后，在上、下游支腿门架之间用20#工字钢焊接做支撑杆，顶部和底部都需支撑。
最后解除上游门腿与主梁上平台连接的揽风绳。
5.2.4工序检查内容：
组装完成后检查以下项目：
（1）门腿的倾斜度（两腿的倾斜方向应对应）≤1mm/m。
（2）跨度偏差不大于±10mm，主动侧与被动侧跨度差不大于±10mm。
（3）每个车轮端面对钢轨的对称垂直面的不平行差≤1mm，且两个主动（或被动）车轮的不平行方向要相反。
（4）下横梁车轮端面，对轨道平面的不垂直度不大于车轮直径的1/400且必须是上边偏向轨道的外侧。
（5）装在下横梁上的两个车轮对称垂直平面应在同一垂直平面内，偏差≤1mm。
并且下横梁下的两个车轮，其对称垂直平面的偏差≤3mm。
（6）车轮端面圆跳动不大于0.15mm。
（7）门腿上端平面和侧向立面对角线相对差≤10。
5.2.5主梁框架的吊装
先利用厂家的定位标识，在门腿与主梁组合处的连接处做焊接定位块，然后用200T吊车将主梁框架吊到门腿指定位置上，落钩，恢复上游揽风绳与地锚的连接，测量主梁顶端轨道的水平度符合规范要求后固定、焊接。
5.2.6小车装配
（1）在地面上组装小车车架，组装完成后检查小车车架的外形尺寸。
（2）检查水平轮到主轮的距离、主轮的位置尺寸是否与图纸相符。
（3）然后分别把主钩提升机构（电动机、减速器、制动器等）、付钩提升机构（电动机、减速器、制动器等）、下车运行机构吊装到下车上进行组装。
（4）组装完成后，用50t汽车吊将整体吊放到大梁上进行安装，固定好安全的防风装置。
5.2.7装配后检查项目
（1）制动轮径向跳动
主起升机构：
≤0.12mm
小车运行机构：
≤0.10mm
（2）制动闸瓦中心线对制动轮中心线的位移≤3mm，两闸瓦与制动轮的间隙要相等。
松闸时间间隙应满足：
主起升机构制动轮：
0.6~0.9mm
小车运行机构制动轮：
0.3~0.5mm
（3）卷筒与减速器接头处轴中心线位移偏差不大于0.2mm。
（4）两个主动轮端面垂直偏斜不大于L/400，且方向必须是上缘偏向走台一侧。
（5）主动车轮端面的水平偏斜不大于L/1000，且主动轮与被动轮的同位差不大于2mm。
（6）两个主动轮对反滚轮量出的轮距误差对支腿的反滚轮误差为-3mm，对平衡梁上的反滚轮为±3mm。
（7）减速器套装在车轮后，开动电动机，减速器在轴上的跳动不超过0.5mm。
5.2.8操纵室和栏杆、楼梯及平台安装
在小车吊装完成后，用25吨汽车吊吊装操作室、走道、扶梯栏杆、吊钩装置，大车、小车行走倒档和限位以及提升限位及安全装置，必须全部装上。
用一台25T吊车配合人工切割临时平台，打磨干净后补漆。
5.2.9调试
走好电路线后对门机进行调试。
5.2.10施工时间
序号
名称
需要时间
备注
1
大车轨道安装
7天
门机组装处
2
门腿框架与主梁框架组装
5天
3
门腿框架安装
1天
4
主梁框架安装
1天
5
小车吊装
1天
6
其他构件安装
10天
7
扫尾调试
12天
6、安全措施
1、吊装设备完好，严格遵守安全操作规格和有关安全作业规定，严禁违章作业。
2、进入施工现场人员必须佩带安全帽。
3、所有工作人员必须明确分工，及时到位，各负其责。
4、指挥人员信号传递应准确无误。
指挥及操作人员持证上岗。
5、起重操作人员动作应缓慢，减少物体过大摆动而增加负荷，听从指挥信号，不可擅自操作，避免发生事故。
6、严禁在起重臂下停留，闲杂人员禁止进入工作区域。
7、吊装中应对所有吊绳、卡环等机索具进行检查，确保安全后方可使用。
8、随时掌握天气情况，大于五级风禁止吊装。
9、施工前进行详尽的技术交底，应使车组人员、施工人员，特别是司机、班组长、及指挥者对方案思路、意图、实施要求有清晰的了解，并把各项工作落实到人，专门向吊车司机明确交代指挥信号；
10、汽车吊使用前应确保可以正常使用；吊装中所需要的吊绳、卡环等机索具完好，确保安全后方可使用；
11、禁止任何非指挥人员参与指挥，参加作业的人员必须具有相应的上岗证；
12、所有相关人员必须到施工现场，吊装过程中遇到预料外情况时，应慎重研究对策，任何情况均应禁止盲动；
13、吊车站位和行走场地地基应进行专门、慎重处理，并经有关人员确认；
14、在施工过程中，凡参加登高作业的人员均应佩带劳动部门认可的安全带，并系在安全可靠的地方；
15、施工中所用的机索具应按本方案、《起重工操作规程》及《实用起重吊装手册》的有关要求执行；
16、采用吊车吊装设备，吊车应严格按要求站位，吊车支腿要牢靠，用路基板或道木支垫支腿；
7、应急处理及组织体系
7.1应急处理的方法
7.1.1组织参加施工人员学习应急预案，明确职责分工，熟悉掌握处理步骤，设立安全集结区，在事故状态下，根据事故的种类，由总指挥组织各专业组的施工人员进行下列应急处理工作。
1、进行报警，报告和引导，紧急撤离现场，在安全地带集结；
2、进行检查及处理；
3、进行灾害扑救和控制；
4、救护伤员，保护事故现场；
5、组织或协助进行事故调查；
6、对现场作业每个环节的安全措施分项检查，落实；
7、恢复施工作业。
7.1.2应急处理信息的传递
事故发生后，第一知情人应直接汇报总指挥，同时采取果断操作或指令，最大限度地保护自巳和他人的人身安全和设备的安全；
快速拨通紧急电话，简捷说明如下内容，事故现场的确切地点，事故状态，伤亡情况。
现场设报警电话，同时配备值班车一台；
发生突发事故时，现场指挥立即急促长哨声或大声呼唤，指挥现场作业人员按预先制定的紧急撤离路线快速撤离到指定的集结区；
听到紧急撤离信号后，现场所有人员应保持冷静，立即停止工作，切断电源，按撤离路线快速撤离到指定的集结区，不允许乱跑动；
撤离人员到达集结区后，指挥人员清点人数，等待下一步指示，事故信号未解除，不得回到原工作岗位。
7.2设备吊装岗位职责
设备吊装时必须有明确的岗位分工和岗位职责。
各岗位作业人员必须遵守纪律，坚守岗位，服从指挥，各负其责。
岗位分工和指责如下：
职能
岗位
姓名
主要职责
决策层
吊装总指挥
李祥桦
全面负责大型设备的吊装施工
管理层
项目总工程师
杨杰
大型设备吊装技术、方案审核、质量总负责
施工
部长
张俭勇
负责吊装的劳动组织、协调、现场施工用电、用水保障
吊装工程师
陈昊
大型设备吊装技术方案编制、技术指导
安全负责人
杨小兵
安全总监督
质量负责人
陈昊
质量检查
指挥层
吊装指挥
随车专业指挥
试吊和正式吊装工艺指挥
作业层
班长
王友银
组织岗位作业
铆工
吴昌雄
设备就位
7.3安全技术要求
吊装过程中，应有统一的指挥信号，参加施工的全体人员必须熟悉此信号，以便各操作协调动作；
吊车及运输车辆进出场地要求垫实，必要时用钢板或路基板进行局部铺垫；
作业时应设立警戒线，关键位置设专人看守，非工作人员
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