首页 理论教育 关键施工技术措施优化

关键施工技术措施优化

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:采用I20工字钢结构架,立在闸门中心两侧。图12-30滑轮组与转向装置详图增设自动门担装置。图12-31防止闸门下落装置结构图说明:1.I20工字钢 2.20mm钢板 3.Φ30mm圆钢图12-31防止闸门下落装置结构图说明:1.I20工字钢 2.20mm钢板 3.Φ30mm圆钢图12-32防止闸门下落装置现场图左岸卷扬机布置。采用10t卷扬机,其启闭力为98kN,大于20.75kN,因此卷扬机可满足设计要求。

关键施工技术措施优化

12.2.3.1 远程提升系统

远程提升系统由滑轮组、转向装置和卷扬机等组成。

如前所述,导流洞进水口闸墩和启闭机排架已完全淹没在深水中,已不能直接利用启闭机提升闸门。为此,在导流洞进水口顶部框架上预先安装导向装置,并在左岸300m高程公路设置一台10t慢速卷扬机来实现闸门的提升,导向装置下设滑轮组,以减小闸门提升力。

(1)转向装置及固定滑轮组装置。

在导流洞进水口混凝土框架梁安装一组滑轮组。如图12-27所示,滑轮组由2 个定滑轮和1个动滑轮组成,以达到省力和变向的目的。

图12-27 滑轮组示意图

如图12-28~图12-30所示,为保证闸门正常起吊,在导流洞进口上部框架253m高程平台,设置导向装置。采用I20工字钢结构架,立在闸门中心两侧。结构架中心装钢轴,闸门中心吊点位置设30t 钢滑轮支承点。

为了固定导向装置,在框架两侧采用手风钻造孔,孔深0.7m~0.8m,在孔内安装Φ28 螺纹钢作为插筋,将两块20mm×700mm×1000mm钢板焊接固定在插筋上,I20工字钢结构架则焊接至钢板之上。导向滑轮钢轴焊接于工字钢上,导向滑轮、钢丝绳走向的一边,必须垂直于闸门中心点。导向装置下面设滑轮组,即2 个定滑轮,1 个动滑轮。

图12-28 导流洞进水口框架顶部高程253m平面图

图12-29 滑轮组与转向装置现场图

图12-30 滑轮组与转向装置详图

(2)增设自动门担装置(防止闸门下落装置)。

导流洞封堵混凝土结束后,需要将闸门提起弃放,为防止闸门提升再落回门槽内,在导流洞高程245m门槽顶部的两侧各安装一个“自动门担装置”(即防止闸门下落装置)。如图12-31、图12-32所示,为防止闸门下落,在导流洞闸门门槽两侧各制作一个门担。闸门提升后,如果下落,必然落在防下落装置的工字钢上。装置组成:可自由旋转的I20工字钢(长280cm)作为旋转轴,工字钢两侧采用20mm钢板支撑,Φ30mm圆钢作为旋转钢轴。工字钢侧面用20mm钢板焊接。

图12-31 防止闸门下落装置结构图

说明:1.I20工字钢 2.20mm钢板 3.Φ30mm圆钢

图12-32 防止闸门下落装置现场图

(3)左岸卷扬机布置。

如图12-33所示,在左岸公路上布置一台10t 慢速卷扬机进行牵引。卷扬机轴线应尽量与导流洞进水口轴线平行,其基础位于岩基上,打设锚杆将其固定牢固,并配置混凝土配重块。为保证卷扬机正常提升,在公路最外侧混凝土挡墙上布置一个“钢丝绳导向滑轮装置”。该装置用I20工字钢制作,钢架上设一个可左右转向的30t 钢滑轮。

同时,由于导向装置与卷扬机之间距离太近,为确保卷筒钢丝绳排列整齐及防止卷扬机在提升过程中卷筒钢丝绳聚拢在一起,在卷扬机前方设置一个钢丝绳导向滑轮架,使钢丝绳能在卷筒小范围内左右摆动。

图12-33 左岸卷扬机布置图

(4)提升卷扬机系统(钢丝绳)启闭力复核。

1)闸门受力分析。(www.xing528.com)

影响提升闸门的启闭力,主要包括闸门自重、静水压力对闸门产生的摩擦力、钢丝绳与滑轮摩擦力、闸门在水中的浮力等。其中静水压力P根据《水利水电工程钢闸门设计规范》(DL T 5039-1995)附录D公式进行计算。

P=γ·(HS-HX)·h·BZS

式中:P为静水压力,HS为上游水头,HX为下游水头,h为闸门高度,BZS为两侧止水间距,γ为水容重

经过计算,闸门重力为41.69kN,静水压力P为对闸门提升产生的摩阻为45.3kN,钢丝绳与滑轮间的摩擦力为1.55kN,浮力为5.309kN,闸门总体受力为83.015kN。

2)卷扬机与钢丝绳选型。

采用滑轮组后,提升闸门的钢丝绳受力应除以4,即F=83.015/4=20.75kN。

采用10t卷扬机,其启闭力为98kN,大于20.75kN,因此卷扬机可满足设计要求。

所选用钢丝绳公称抗拉强度1670MPa,Φ20钢丝绳最小破断拉力为221kN,Φ28 钢丝绳最小破断拉力为401kN。

安全保证系数:221/20.75=10.65。按照要求,安全保证系数大于5即可,因此提升钢丝绳采用Φ20钢丝绳可满足要求。但是在闸门连接部位,为两根钢丝绳共同受力,F=83.015/2=41.5kN,如果按5~6倍安全系数,Φ20钢丝绳基本满足安全系数要求,但为确保闸门安全提升,最终选用Φ28钢丝绳。

(5)框架梁(含工字钢)及滑轮组系统安全验算及分析。

导流洞启闭平台顶部采用框架梁(含工字钢)及滑轮组系统,为确保满足下闸蓄水的安全运行要求,对起吊系统进行安全验算及分析。

1)工字钢受力分析。

导流洞框架上采用3 根I 20a工字钢,闸门提升最大力为83.015kN,计算取为90kN。

根据简支梁中间受集中载荷的形式进行计算,闸门提升时的弯曲正应力σmax=31.66N/mm2,支座最大剪应力τmax=9.65N/mm2,跨中挠度相对值v=L/318,均小于Q 235工字钢的抗剪设计值、抗弯设计值、挠度控制值。因此采用I 20a型工字钢(Q235)作为钢梁的支架,满足强度和稳定性要求。

2)框架混凝土安全验算及分析。

依据导流洞闸门提升方案,导流洞闸门起吊重量为10t,考虑滑轮组摩擦系数n=0.015,摩擦力F=1.55kN,同时钢索斜拉角度a=21°,将对框架结构产生侧向力F=16/4/COS21°=4.28t。因此本工程设计荷载为:竖向荷载16t,侧向荷载8t。采用“PKPm系列建筑与结构软件2010 版”进行计算复核,框架采用C25 钢筋混凝土,其中活荷载为2.0kN/m2,基本风压为0.7kN/m2。经计算可得出框架设计弯矩包络图、剪力包络图及主筋配筋包络图,从计算图中可知实际配筋可以满足要求。因此框架梁可满足钢索斜拉要求。

12.2.3.2 闸门平压及排气装置

为保证提升闸门时,闸门达到静平衡,需要向导流洞钢闸门下游侧洞室充水。

(1)充水钢管设置。

在导流洞进口闸门后侧预埋了一根DN200 充水钢管(壁厚4mm),钢管进口为高程245m,并在下闸前将充水钢管向左岸公路延伸到正常的蓄水位(即高程294m)。为固定延伸段充水钢管,沿线布置Φ25mm锚杆(L=3m,入岩2m,间距为2m),锚杆出露部分设弯钩,与钢管牢固焊接。

(2)排气措施。

为确保闸门上游侧能正常充水,还须设置闸门至封堵段上游侧充水区域的排气装置。在封堵段混凝土内安装一根DN50 排气钢管,钢管长30m,钢管承压不小于1.6MPa。

12.2.3.3 闸门提升试验

在蓄水前应进行闸门提升试验,上节门叶吊装到导流洞进口上方平台,用钢丝绳连接导流洞进口框架上方导向滑轮、闸门、左岸公路卷扬机,进行闸门的试提升。检查各锚固点是否牢固,闸门提升是否平稳升起、闸门在行程范围内的升降是否自如无卡阻、钢丝绳是否顺畅等。

12.2.3.4 充水平压与排气

导流洞封堵完成、闸门提升之前,向导流洞钢闸门下游侧洞室充水平压。

充水时,将延伸至库岸的充水钢管高出蓄水水面以上部分予以割除,同时将钢管略作倾斜,使钢管管口高程低于蓄水水面高程,利用库内蓄水实现自流充水。

钢管充水的开始阶段,为使充水钢管能正常排气,先将封堵段DN1000的生态供水钢管闸阀打开,等到供水钢管管口出现自流水后,关闭其闸阀,并打开预埋在封堵段混凝土内安装的DN50排气钢管闸阀排气并继续充水,待排气钢管持续流水后,再将排气钢管的闸阀关闭。

充水后要求闸门前后水头差不大于1.5m。经计算,导流洞钢闸门(桩号0+000)到堵头段(桩号0+245)之间,充水量为6200m3,充水时间约为3d。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈