30t缆索式起重机安装过程与工艺控制.doc

第页共页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21施工准备211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第页共页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212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52mm和106m安装垂度一般控制在510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2230之间HqL28fmaxCosQL4fmax公式1H3H2EkFkCos2G224Hmax2HmaxtEkEkFkCosGx2EkFkCos20公式2H表示空索时的索头水平张力q表示空索的每米重量第页共页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1H9247115358828106Cos06457144000N144KN把H144KN带入公式214431442740880000010038Cos064572042321153588224Hmax2Hmax11538200924727408800000010038Cos064572240解方程得Hmax58667KN安全系数nF破Hmax17605866730所以选择52mm的钢丝绳安装垂度为106m的方案可行22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第页共页进行安装在塔架安装中有两个重要的工艺控制项目221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222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23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231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232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第页共页装过程中使用的临时钢丝绳的全部安全系数不低于5倍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辅助索过江辅助索设计安全系数一般考虑在2830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233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234主索过江和工艺控制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主索过江利用卷扬机之间的配合将主索逐段放出每隔3050m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第页共页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235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24小车提升牵引绳和承码的安装241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242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243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盘在小车上第页共页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244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25缆机电气系统安装251电气系统安装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GB5017192规范的要求盘柜箱顶的线路施工应符合厂家和GBJ14990的要求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第页共页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DLT509199水力发电厂接地设计技术导则DL47592接地装置工频特性参数的测量导则GB5016992电气装置安装工程接地装置施工及验收规范DLT6211997交流电气装置的接地的要求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GB5016892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26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第页共页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27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2255万方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31安装工期分析311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12低缆345第页共页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312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313进度管理施工中围绕施工总进度计划分解季度和月度施工进度计划目标紧紧围绕目标展开工作坚持召开周计划会和周生产调度会等会议制度以日保周以周保月确保总工期进度目标的实现建立以工期目标考核的目标经济责任制层层分解计划落实到各施工工序和各工序工作人员严格生产目标奖罚制度建立进度日报制度及时跟踪预报随进度情况及时提出修正计划并编制实现目标的措施保证进度如期实现314施工资源管理在整个工程施工过程中坚持编制中长期人力设备材料资金供应计划提前落实保证施工顺利进行主要设备配件要有足够的备第页共页用以满足安装期间施工正常进行主副塔分别布置2台15t1台10t卷扬机和1台50t吊车1台25t吊车保证设备安装配备足够的施工车辆及其它用于施工的小型设备为满足施工要求配备经过计量核定的测量计量工具及其它施工工具32安装质量安全分析321技术管理在编制好总体施工组织设计前提下单项工程开工前及时编制详细的施工组织设计和作业指导书做好技术交底把好施工过程中的各个环节和关口对重要部位如架空系统的安装缆机的调试缆机的运行等详细编制措施落实到每一环节确保质量和安全严格依据施工组织设计进行施工严格按照工艺过程进行操作采用新技术新设备提高施工工效合理开辟多作业点施工配备足够的施工机械设备满足高峰施工进度322质量管理建立质量保证体系结合工程实际编制本工程质量计划实行质量责任终身制落实质量三检制编制质量因果对策措施保证无质量隐患无返工事情发生保证施工顺利进行在安装过程中的每一个环节必须进行全过程控制制订了安装质量过程控制制度建立安装质量过程控制卡实行质量负责终身制确保缆机的安装质量323安全管理按照ISO9000系列标准建立质量保证体系对生产过程的所有环节工序进行全过程的控制施工中严格把好质量关杜绝质量事故减少工第页共页期损失抓好安全生产杜绝重大生产安全事故避免由于安全事故而影响施工进度建立横向到边纵向到底的安全网络体系抓安全促进施工目标的顺利实现加强施工期安全检测及时提出有针对性的安全防范措施保证施工顺利进行33运行效果分析331运行过程管理合理配置资源强化内部管理提高运行操作检修维护人员的技术素质技能水平在落罐稳罐指挥的全过程中做到技术熟炼操作稳准快同时加强缆机的设备安全管理保证缆机的可利用率达到95以上从运行过程来看针对小湾工地的雾天最多时为130天年这样势必给缆机的运行增加难度重点做好以下几个方面1根据缆机的运行轨迹记忆功能在操作人员培训时有针对性地进行强化训练使每一位操作人员熟练掌握在雾天时能够熟练操作2在缆机吊罐落罐的位置供料线平台与仓号增加缆机信号指挥员及时给缆机操作员给出恰当准确的信号保证缆机的安全高效运行3缆机在垂直运输过程中重点抓好以下环节卸料自卸车卸料的时间应该控制在60秒内同时配备足够数量的混凝土自卸车保证缆机落罐后及时卸料并且在卸料时要有专人指挥运行过程根据仓号的位置按照缆机运行的强度计算时间提升牵引联动操作仓面卸料缆机吊罐为蓄能罐卸料简单方便卸料的时间应该控制在20秒之内同时配备足够的浇筑人员与震捣设备并且在卸料时要有专人指挥332浇筑强度分析第页共页1单台缆机运行强度计算缆机运行参数满载起升速度132mmin实际132mmin满载下降速度180mmin实际132mmin空罐升降速度180mmin实际150mmin小车运行速度450mmin实际450mmina每小时循环次数计算计算条件取料点左岸高程1245m卸料平台下料点高程1100m高差145m为平均位置重罐提升5m重罐下降150m小车横移距离580m重罐提升时间t156013222s重罐下降时间t21326018044s空罐提升时间t31506018050s空罐下降时间t456018016s小车横移时间t5580260450155s起动制动时间t65s取料稳罐卸料时间t790s循环一次需要时间重罐下降时间空罐提升时间小车横移时间取大值tt1t4t5t6t7224450161555903478s小时循环次数N3600t360034781035次h取10次b吊9m3混凝土罐时生产能力QjNq109100m3h第页共页c月生产能力计算QmQjmnk1k2k3m3h每月工作天数m取265天每天工作小时数n取20小时时间利用系数k2取085综合利用系数k3取09Qm1002652009085405104m3月2浇筑强度分析按年最大浇筑强度为230万方计算每年按300天计算每月按265天计算每天按20小时计算混凝土小时强度为23030020383方每天混凝土浇筑投入缆机按五台计算单台缆机强度为3835767万方日浇筑强度为7670方月浇筑强度为1917万方按月最大浇筑强度为230万方计算每月按265天计算每天按20小时计算混凝土小时强度为23026520434方每天混凝土浇筑投入缆机按五台计算单台缆机最大强度为4345868m3h日浇筑最大强度为8680方从缆机强度计算说明年最大浇筑强度是完全能够实现的4结语小湾5台30t平移式缆索式起重机的安装从2003年12月开始到2005年10月结束在整个安装过程中通过安装过程与工艺控制的研究简化在保证安装质量安全的前提下使得单台30t跨距超过1000m的缆机的安装时间从5个月逐渐缩短到25个月从2006年小湾大坝实际月砼净浇筑强度统计312月看312月平均浇筑强度为579方小时6第页共页12月平均浇筑强度为6205方小时由于2006年6月份之前缆机拌和系统运行处于磨合状态且上半年因开面较少浇筑量不多浇筑强度偏低2006年6月25日12月31日缆机利用率完好率分别为7982和89476月份以后缆机运行逐步趋于稳定砼浇筑组织逐步完善砼浇筑强度逐步在提高9月份以后创造了联营体成立以来砼浇筑的最高小时净浇筑强度7322方小时单班产量3367方班最高单日产量7527方日砼生产运输最高月产量1914万方月的最新记录全面完成2006年度混凝土生产浇筑152万方为年计划的101从缆机实际浇筑强度看月年浇筑强度是完全得到实现从而达到了缆机安装的高效化程序化规范化标准化精细化2007年5月16日作者简介刘山伟男1963男甘肃兰州人高级工程师中国水电四局小湾工程项目部副经理长期从事于水电工程施工的管理工作周志强男1977男陕西勉县人工程师中国水电四局小湾工程项目部设备管理办公室副主任长期从事于水电工程机电的管理工作