谈四女寺北进洪闸弧形闸门吊装经验

张寒冰，张兴锋

（水发机电集团有限公司，山东 济南250109）

漳卫南运河四女寺枢纽工程位于山东省德州市德城区、武城县和河北省故城县的两省三县（区）交界处，枢纽工程是漳卫南运河中下游的主要控制工程。北进洪闸共12孔，其中1～2孔和11～12孔为原结构改造加固，即原闸墩和底板保留，仅更换闸门、埋件和启闭设备，单孔净宽10.0 m。3～10孔为新建结构，单孔净宽9.6 m。

该工程弧形闸门面板外缘弧长约11 m，总重约45 t，门叶单重约24.5 t，考虑闸门运输方便，弧形闸门分三节制作。本文详细介绍闸门吊装方案以及主要起吊设备计算选择过程。

1 吊装方案

1.1 主要参数

闸门分节后主要部件见表1：

表1 闸门主要参数

1.2 吊装流程

根据施工现场及闸室结构造型，闸门卸车吊装必须在闸室上游高程90.00 m平面处，且该平面处具备闸门运输车辆及吊车同行条件。

吊装流程：先吊装闸门支铰支臂→依次吊装下节→吊装中节→吊装上节。

闸门安装过程中、焊接后要安排人员进行所有数据的记录、观察。

1.3 施工准备

吊装前将闸室底板清理干净，整理吊装和安装作业面，为闸门主要大件运输车及吊车进场提供场地。首先，技术人员在现场进行技术交底及安全技术措施交底。其次，设置吊装警戒区，专职安全员到场，其他闲杂人员清场。清除所有妨碍吊装工作的障碍物，清理闸室、闸门槽杂物，预埋件表面的混凝土残渣等。第三，对所有预埋件再进行一次复合，对闸门门体进行检查，查看有无运输损坏处。对所有参加吊装人员进行安全教育，加强落实吊装方案，同时安排专职安全员对现场进行巡视。根据现场场地情况，选用70t汽车吊上游吊装闸门。确定吊车最佳位置，以及备好索具、卸扣等。

1.4 吊装过程

1）卸车。采用70 t汽车吊，先将吊车驶入，选择一最佳位置固定吊车，然后运输车辆倒入并与汽车吊平行停靠，预留出安全距离。卸车采用抱兜法，将闸门平端起并脱离汽车托盘，运输车驶离，将闸门缓慢下落至原地。

2）吊装。先将支铰支臂安装固定，更换吊点吊装下节闸门，把吊钩挂于在厂内已焊接好的临时吊点处，进行吊装。再在每节闸门中心线下30 cm处，两侧对称均匀布置2个牵引点，牵引点沿闸门中心线左右对称，间距10 m，用于栓系牵引绳，绳子长度30 m，两侧分别安排4人抓住牵引绳。将闸门缓慢竖立后起吊，在闸门脱离地面后，依靠牵引力保持闸门的平稳性。在闸门升起至一定高度后，起重工指挥吊车进行旋转，将闸门就位，测量闸门与侧轨、支臂的间隙，确保对位准确，将门体缓缓下落，使闸门与两边侧轨间隙一致，将闸门与支臂连接固定。吊装示意图如图1。

图1 闸门吊装示意图

上中节门叶吊装方式与下节类似，吊装就位后的尺寸调整方式也与下节基本相同，需要注意的是在上中节闸门尺寸调整完成后，要与下节闸门进行部分焊接，焊接时采用两部二氧焊机同时焊接（现场焊接时如有风，应采取适当遮挡措施），在闸门的面板、纵梁腹板、主梁翼板等处实施段焊，每处焊接200 mm间隔距离不大于800 mm，施焊顺序自中间纵梁腹板往两侧同时对称断焊，先焊完所有纵梁腹板后焊接主梁翼板，同时采用自中间向两侧的顺序。最后焊接面板（自中间向两侧）。对于面板错牙处采用5 t、3 t千斤顶通过垫梁进行矫正。为了保证吊装安全，现场风力大于3级时停止施工。

3）拼装。闸门拼装前在闸门面板侧搭设脚手架作为工作平台，用于闸门调整及焊接使用。

4）注意事项。闸门安装过程中、焊接后要安排人员进行所有数据的记录、观察。

2 吊机和索具计算

2.1 吊车起重能力计算

由表1知，支臂支铰组合件最重为9.8 t左右，工作闸门下节最重为9.3 t左右，根据工件的重量以及外形尺寸，拟吊车选用70 t汽车吊。在作业半径为12 m时，伸臂34.3 m，额定起重量为11.6 t（90%工况），大于最重闸门9.8 t，满足吊装要求。

2.2 许用拉力计算

1）70 t汽车吊用钢丝绳。钢丝绳的许用拉力计算采用估算法。闸门分节最大起吊重量约为9 800 kg。

计算采用2根钢丝绳起吊受力，钢丝绳每根长约7 m，吊装时钢丝绳夹角在60°～90°，2个吊点间长度方向的距离为7 m，计算角取60°。钢丝绳吊装示意图见图2。

图2 钢丝绳吊装示意图

参照有关规范[1]，通过计算，每根钢丝绳的张力F为56.35kN，取5倍安全系数。查《机械设计手册》[2]，取折减系数ψ=0.82，计算钢丝绳的许用拉力S许为432 kN；S破为354.24 kN；则F=281.75 kN＜S破=354.24 kN，计算结果满足要求。

2）卸扣。闸门分节最大起吊重量约为9 800 kg。用2根钢丝绳起吊，需要2个卸扣。通过计算得钢丝绳直径d=36.06 mm，所选用销轴直径为d=40 mm时可满足要求。

3 结语

目前，该闸门已全部安装完毕，在建设单位的组织下顺利通过了设计、监理等单位的审查，试运行良好。