大型水工金属结构制作安装技术创新

大型水工金属结构制作安装技术创新在xxx水利枢纽工程建设中，xxxx工程有限公司负责溢流坝金属结构的制作安装工作，总工程量为5930t，其中包括：潜孔式弧形工作闸门15扇，露顶式排漂孔弧形闸门1扇，上游事故检修平板门2扇，浮动检修门1扇，47套门槽的制作安装，15台2×1250kN卷扬启闭机和2×1000kN液压启闭为加快xxx水利枢纽工程的建设，早日造福广东人民，广东省委、省政府对工程提出“六年工期，五年完成”的建设总目标。按工程指挥部制订的成全部溢流坝金属结构的制作工作；从97年2月开始进行安装到98年2月重量为204t。据了解，在当时，该闸门不仅是广东省最大，而且也是国内已溢流坝是xxx水利枢纽的主体工程，在设计上，弧形闸门是作为溢流坝体的一个重要组成部分，因而对制作安裝质量都有较高的技术要求。为了保依靠先进的技术和工艺，并进行技术创新，将是在短期内，高质量、高效率遵照以上工作方针，公司加强施工组织的科学管理，除重点引进、吸收国内外的先进设备和工艺外，特别注重对自身技术改革和创新，依靠科学管月，由xxx建设监理、建管局、设计部门组成的验收小组，分别对“一期基形工作闸门、47套门槽埋件、1扇棑漂孔弧形闸门，15台2×1250kN斜吊溢流坝金属结构从98年开始投入运行，迄今已近12年，期间经历过多次洪水考验，设备运行正常，实践证明，我们在xxx溢流坝金属结构制作安求。翼板和腹板的对接焊缝为一类焊缝；翼板和腹板的角焊缝为二类焊缝。在制订箱形梁焊接工艺时，我们特别重视在箱形梁中4条单面角焊缝的焊缝必须焊透。箱形梁的角焊缝不仅技术要求高，而且工作量大，焊缝的总按照传统工艺，箱形梁的角焊缝一般以“船焊”方式施焊，在实施这一传统工艺时，要求制作大型的工装、夹具，而每次只能焊接一条焊缝，工件最少要翻转4次才能完成焊接工作。由于主梁与支臂截面的最大宽度比工件长度小得多，属于热加工过程中易产生变形的梁、柱工件，施焊时若控制不好，易产生弯曲能扭转变形，而一旦出现变形，因工件庞大，进行校正是十分困难的，这将严重影响闸门的制作质量。而且传统工艺的生产率比较低，赶不上xxx水利工程建设进度的要求。为了高质量、高效率按进度完成闸门的制作任务，我们毅然摒弃了传统的“船焊”工艺，制订了用2台焊机，对箱形焊缝的焊接工作，由于对称施焊，有效控制了焊接变形，焊接质量和效率大电源为DC-1000。利用该焊机比较优越的焊接性能、多工位的焊接功能和配图1箱形梁埋弧自动焊板料调平后进行拼板，拼板时，采用X形坡口，按一类焊缝要求焊接；手工焊接箱形梁内部焊缝，焊接顺序应从中间向两端，先焊腹板的立焊缝，再焊翼板焊缝和内部翼板与腹板连接的角焊缝；将箱形梁水平支承，用两台慢的焊接速度焊接第一道焊缝，主要是要保证熔深达到要求，同时能将坡口条焊缝，对第一道焊缝同样以较大电流和缓慢的焊接速度施焊，然后用较小的电流和较快的焊接速度对第二、第三道焊缝施焊。焊接时，一定要同方向施焊，不能逆向焊接，以防止箱形梁产生扭曲变形。在完成这两道焊缝施焊角焊缝的焊接。为了保证焊接质量，在完成第一道焊缝后，应进行无损探伤由于采用合理的焊接工艺和先进的焊接设备,保证了弧形闸门的制作质表1埋弧自动焊主要焊接参数焊接道数焊丝直径mm焊接电流A焊接电压V焊接速度m/h13.2600-650302024550-60032-352734550-60036-3830s支臂前端与主梁的连接是闸门的重要结构，对设计和制作工艺都有较高的技术要求。按设计图纸，弧形闸门门叶主梁后翼板与前端法兰采用螺栓连部间隙不超过0.5mm。为避免和减少焊接变形的影响，传统的加工工艺比较复杂，传统的工艺是在制作厂內进行弧形闸门总体預安装，通过空间测量刬线，将法兰焊接在支臂上，然后按线对接触面进行机械加工。这一工艺方案为了达到xxx水利工程建设进度的要求，我们没有采用传统的厂內预拼装工艺，在严格保证质量的前提下，进行改革创新，科学地制订并实施了以下的工艺：完成主梁、边梁、纵隔板、小横梁、顶梁、底梁和各节面板等主要零件加工后，在弧形闸门制作工作台上进行门叶拼装。支臂与其前端法兰不在厂内组装焊接，且将法兰刬属为主梁零件。支臂尺寸比图纸设计尺寸预多余的长度割除。支臂前端法兰与闸门主梁后翼连接部分成对进行加工，在龙门铇床上将各接合面加工平整，点焊在一起，配钻螺栓孔，并用螺栓紧固图2支臂前端与主梁接合处（单位：mm）为防止焊接时的变形产生间隙，在螺栓紧固的间隔部位点焊加固。与主梁进行组焊时，必須将工件平稳支承，先手工焊接内部焊缝。外部4条焊缝为40°平面坡口，不留钝边。为保证焊接质量，先用二氧化碳接合面贴合，施工质量达到设计图纸和规范的要求，工艺过程简单，生产效率高，比传统工艺大大缩短工期，为xxx水利枢纽工程按时实施大江截流起了重大作用。,在弧形闸门的安装中，支铰座锚栓和座板的安装是最关键的工作。锚栓和座板安装的准确度，将直接决定闸门支铰座的安装精度，亦直接影响到闸门的安装和运行质量。按传统工艺，支铰座锚栓和座板的安装一般按以下步骤进行：先安装锚栓，浇灌一期混凝土后，再安装支铰座板，然后浇灌二期混凝土。这种安装方法的优点是支铰座板的安装精度可以在二期混凝土浇灌前有调整的机会。缺点是操作过程比较复杂，与土建工程交叉作业，干扰较我们将锚栓和座板组装在一起，两道工序合并为一道工序，只采用一期混凝土浇灌。采用这种工艺可以节约安装时间，但最大的难度是，在一期混凝土浇灌后，必须确保锚栓组安装位置的准确度，因为已没有任何调整的余地。为了确保锚栓组安装的准确度，防止浇灌牛腿混凝土时产生下沉而引起锚栓组出现位置偏差，在锚栓组预埋时，不能直接以混凝土为基础作支承，而应（2）用直角尺测量，并经计算校验，控制对角线的长度，使锚栓与座板（3）加固的角钢必须采用撘接焊，以保证牢固，锚栓和座板亦应点焊牢（4）锚栓组焊完毕，应用一个标准的固定支铰进行试装，以检验安装、当边墩和中墩混凝土浇灌至21.5m高程时，按图4所示位置，预埋好支23.222.8207202010021.5125020图4支铰锚栓组安装及支承、支架撘设根据设计图纸上支铰座的中心位置,计算出支铰座板中心的实际高程和里程，按这一位置和孔中心距离，在支承上用20号槽钢架设支架横梁。将锚图5支铰座锚栓组安装如图5所示，首先根据支铰轴中心的高程和里程计算出座板中心O1的实图6支铰座板安装测量（1）支铰座板中心高程和里程的测量与控制。如图6所示，根据土建施再用水准仪测量该里程的高程(▽23.4401m在支架横梁上架设直径为检查，校核无误后，便可进行座板中心高程和里程的调整。为了便于调整和高程。以上测量方法，不仅能控制座板中心的高程和里程，同时也可以控制（2）支铰座板中心距离的测量和控制。通过坝轴线的坝左或坝右点，用（3）支铰座板倾斜角的控制。如图7所示，在座板顶端吊一个重锤，测A=Csinɑ=1500×sin30023’30.288”=758.86CC22图7支铰座板倾斜角度测量（单位mm）我们是在科学的管理和施工的情况下，采用一期混凝土浇灌的工艺，实施支铰座锚栓和座板的安装，比二期混凝土浇灌工艺大大缩短工期。使用实践证明，工艺的实施是成功的，为保证工程进槽，并配备2扇平面滑板式事故检修门，当泄洪孔弧形闸门检修时，事故检修门起档水作用。事故检修门主轨承压面为不锈钢轨道，主轨截面如图8所型结构设计。国内很多专业水工机械厂，对主轨弧形面加工的常规方法是将铇（铣）削、弧面研磨、检验。这种工艺过程的特点是，主轨组装后，不锈的要求，因而还需对弧面进行研磨，效率低，成本高，更重要的是，若按这为了保证主轨制作质量，提高效率，按期完成任务，我们对传统的工艺进行了改革创新，设计了专用夹具，对主轨圆弧面车削加工后，再进行部件（1）设计圆弧面车削夹具，结构如图9示。在夹具上，一次可以装夹和车它在圆周上的分布必须均匀，槽內表面应在导轨磨床上进行精加工，以保证图9事故检修闸门不锈钢主轨加工夹具图（2）合理选择刀具和和切削用量。经过多次试验，刀具材（3）主轨组焊件分段制作，每段长为4m，其上焊接2条不锈钢导轨，为了减少焊接变形，应采用分段焊接，焊接时，不得逆向施焊以防止工件扭加工量相当大，按传统工艺制作，质量保证的难度很大，在加工进度上根本无法保证。经过科学分析和试验，我们敢于打破常规，进行工艺创新，不仅积庞大；而安装环境地形复杂，运输、起重和吊装都比较困难，闸门的安装时间只有一年半，任务十分艰巨。起重、吊装机具没有现成的，只能根据工件的形狀，地理环境的情况自行设计制作。因而，制订合适的起重和吊装技术方案，在保证安全和保证质量的前提下，提高弧形闸门安装工作的效率，图10弧形闸门安装吊具布置在坝墩的30.0m和34.63m高程处,各安装一台横跨两坝墩的桥架，在桥上，主要用于支臂拼装、门叶吊装和配合工件卸车；而支臂的吊装则需同时架在轨道上