摘要：文章以河南省周口市葫芦湾枢纽泄水闸弧形闸门为例，拟计划采用水上平台的施工方案，计划修建水上钢结构平台，利用检修门门机及汽车吊进行泄水闸弧形闸门安装施工。
关键词：泄水闸；弧形闸门；安装
引言
闸门是水工建筑物中用来控制过水建筑物开度的水工构筑物，一般由启闭设备、闸门门板、主梁、次梁、镇墩等构成，起到控制水位、调节流量的作用。弧形闸门是水工建筑物上常用的闸门形式，因其结构、工作原理和实现功能的不同，其制作、安装和调试方法也大不相同。
1.工程概况及施工环境
葫芦湾泄水闸工作闸门弧形闸门自重约为42吨，面板的弧形半径为R12000mm，面板宽度为11960mm，长度为9080mm。其中弧门支铰采用自润滑关节轴承，铰轴单重约0.581吨，支铰固定座单重1.043吨，活动座单重约1.258吨，弧门单个支铰总重约2.882吨，单节支臂约5.169吨。门叶重约25吨，整体制造分块运输，门叶运输吊装分节为3节，单节重约8.3吨，最宽度约3500mm，厚度约960mm。门叶及支臂较长、较宽（长约11m，宽约4m），需采用平板拖车运输，故运输道路需要平整，转弯处需要扩宽以保证运输车辆能顺利抵达轨道梁端头平台。目前，交通桥已施工完成且可通行，交通桥设计载重55吨；十孔闸室已经过水导流，水深约4米；在该种条件下，无法采用泄水闸弧形闸门常规吊装方法进行施工。
2.施工方法及吊装步骤
2.1施工平台
考虑到安装现场的实际情况（现场已经过水，水深约4米），安装前每孔分别制作两个长4.5米×宽4.5米×高5.3米的上游施工平台（单个平台重5.488吨）及两个长2.5米×宽2.5米×高5.3米的下游施工平台（单个平台重2.775吨），制造完成后运到交通桥上利用50吨汽车吊吊放到闸室底部的水里面，两个下游施工平台在支铰下面充当支铰和支臂安装施工平台、两个上游施工平台在弧形工作门底槛上方充当闸门安装施工平台。布置在底槛位置的两个平台主要承受施工过程中垂直荷载，平台必须有足够的承载能力，刚度和稳定性，在施工过程中在荷载作用下不发生失稳、倒塌，并不能超过结构的容许强度、变形、摇晃或扭曲现象，以确保安全。
2.2支铰预埋件的安装
单个支铰座预埋件重约0.8吨，用摆放在交通桥上的30t汽车吊直接进行吊装。租用两艘4.5米宽的运沙船停放在闸室内作为临时施工平台，并在平台上搭设2m高的钢管脚手架，施工人员站在脚手架顶部进行测量、调整、加固、焊接等工序作业。
支铰预埋件吊装之前先确定铰轴中心点，以便于拉线和调整同心度。具体施工方法：自制两块铰轴中心找正板，将找正板分别固定于两侧墙上预留孔处的插筋上，使找正板面约三分之二处于支铰轴中心高程线以上，找正板面中心垂线与铰轴里程处垂线相重合，然后用钢锯沿重合线开槽，其深度以到达高程线为止，槽底即是铰轴的中心点。再利用细钢丝连结两端中心点便是支铰轴的轴线，也是调整支铰预埋件的基准线。
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2.3支铰、支臂的吊装
支铰的安装常规方法是吊装支铰链安装调整固定后，再吊装支臂就位与其进行螺丝连接；其优点为吊装的重量减小，吊装的难度减小，不足之处就是加大人力投入及使用大量大型施工设备，作业的时间较长，支铰与支臂连接螺栓的高空把合拧紧工作量大。
为减少高空作业工作量、提高安装效率，在此项吊装工作前，支铰与支臂在交通桥面上通过吊机配合连接好，其螺栓的连接工作全部在桥面上调整把合拧紧，避免在高空调整把合拧紧螺栓的工作及不利于施工的位置处的作业。支铰的固定座与活动座为铰连接，在吊装中容易转动给对位工作带来很大的不便，故在吊装前按照支铰的固定座与活动座按闭门时的工作状态用手拉葫芦临时调整固定好两者间角度，在支臂、支铰与预埋螺杆对接的过程中根据配合情况随时通过手拉葫芦调整以上角度。在起吊过程中通过拖拉绳控制支臂、支铰整体的空中摆动，保证不与侧墙壁相接触。吊装到位后进行支铰固定座与预埋螺栓的把合，并在支臂下端用型钢给予临时支撑固定。
支臂的重量约为5吨，支铰的重量约为2.9吨，组合为整体后其重量约为8吨。吊装采用50吨汽车吊直接吊至连接点上，固定在坝顶▽50.3高程砼面上。此方案既快又安全，特别是减少了高空把合大螺栓的难度及工作量，大大的节约了施工工期，减少了高空作业的危险性。
2.4弧形门叶的吊装
门叶无法一次吊装到位，需要借助辅助设备配合吊装。在交通两闸墩处各设置固定一5t卷扬机，定滑轮组固定在两侧弧形门门槽上方，通过卷扬机的钢丝绳穿绕动滑轮组，组滑轮组挂在闸门的临时吊耳上起吊闸门。
吊装前，首先施工平台作业面上的底槛位置焊接两块限位板，利用葫芦将门叶底缘拉起来使门叶倾斜，再将门叶缓慢吊放到作业平台上限位板位置，通过拉直尺测量控制门叶安装弧度，安装半径合格后在两侧轨上焊接挡板将就位的门叶状态固定并用型钢进行加固支撑。
中节及顶节门叶用同样的方法进行吊装，鉴于顶节门叶较高，各节门叶吊放到位后要进行牢靠的固定，固定方式为在侧轨附近的基础座板上焊接定位板；全部吊放完后进行整体检查和调整，确保门叶整体安装尺寸符合设计要求。
门叶安装完成后，用手拉葫芦配合汽车吊转动支臂，使支臂转到闸门主梁连接位置，然后根据配合情况对两支臂下端部进行修整、焊接。底节、顶节门叶与两支臂下端部联接牢固后，其联接板与支臂的联接焊缝进行焊接，此处应适当考虑焊接收缩量，故门叶的定位时其弧度半径适当放大（具体数值根据焊接量的大小）。门叶与支臂连接好后检查弧门整体安装尺寸是否符合设计要求并做进一步调整。
2.5焊接施工平台
本工程弧形闸门分块数量较多、焊接工作量较大，而弧形闸门安装精度要求较高，要最大程度地控制焊接变形，因此在焊接过程中，各部位的焊接线能量应尽量保持一致，焊接电流、电压、焊接速度等工艺参数应相一致。焊接位置较多较高、对焊工的焊接工艺要求又较高，因此施工时需要提供安全、便利、可靠的焊接平台。
焊接平台主材拟采用φ30的圆钢，在门叶分缝位置下侧1米距离处的闸门面板上焊接整条800mm宽的走道平台，平台外侧焊接栏杆。焊工在走道平台上对整条分缝进行焊接作业，后续的焊缝打磨、防腐等工序均利用此走道平台。
2.6水封、侧轮的安装
水封待整体门叶拼装焊接完毕后，利用已调试好的液压启闭机进行启门至全开位置后安装侧水封和侧轮，底水封安装将门叶启高1米时进行安装。按照先底止水、再侧止水的顺序进行安装。底止水的安装，应从中间开始向两端逐个紧固螺栓，但两端应各留2~3个螺栓暂不紧固，以便于与侧止水橡胶连接。安装侧止水应自上而下紧固螺栓，侧止水橡胶与底止水橡胶应相互搭接，搭接处用新型粘得牢胶水粘合效果较好。然后裁去多余部分，并把所有螺栓预以紧固。紧固螺栓时，要注意力度适宜，不能过紧，过紧后可能将L型橡胶止水压翻，影响止水效果。
3.结语
通过对葫芦湾泄水闸弧形闸门水上安装施工的控制，不仅能有效地节省成本，更能合理保证施工工期，而且提高了安装精度和安装速度，安装过程对类似工程具有参考价值。
参考文献：
[1]陕西省宝鸡峡工程局.陕西省旬阳县大岭水电站金属结构设备制造安装工程施工组织设计[R].2012.
[2]GB/ T 14173- 2008，水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范[S].2008.
[3]焦修明.弧形闸门动力特性及流激振动研究[D].武汉：武汉大学，2005.
论文作者:刘聪
论文发表刊物:《基层建设》2016年15期
论文发表时间:2016/11/15
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