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三峡摆塔式缆机安装

刘安云,张胜志

(青云公司第一施工局三峡项目部,湖北 宜昌 413233)


摘 要: 三峡摆塔式缆机是根据三峡工程特殊的地形环境定制的一台用于金属结构安装和混凝土浇筑的大型设备,该缆机的塔架高度为同类产品之最,跨距为世界第三。在安装过程中存在两大难度:绳索系统的架设和如何保证塔架在提升过程中的稳定。
关键词: 摆塔式;缆机;安装,拖飞宝公司


1工程概况
为满足三峡工程金属结构安装与混凝土浇筑的需要,在轴线方向20 10.0 m和20 40.0 m处架设了两台摆塔式缆机。该种类型缆机在国内尚属首次安装,由德国克虏伯公司与国内夹江水工厂联合制造。塔架高151.2 m,框架尺寸为3.6 m×3.6 m,塔架共有12个标准节和3个非标准节,基础塔架的安装高度为51.2 m,标准节的安装由塔架顶升后逐节安装。承载索采用奥地利奥钢联拖飞宝缆绳公司生产的Z型丝密封钢丝绳,直径为φ 102 mm,后拉索也为密封钢丝绳但直径为φ 110 mm,摆塔索采用φ 45 mm的钢芯钢丝绳。缆机主跨度长为1 416.12 m,右岸边跨609 m,左岸边跨270 m,总跨度达2 295.12 m。
安装中使用的主要设备为两台150 t履带吊、12台10~16 t卷扬机以及其他辅助设备。两台缆机因摆塔索之间相互交错,相互影响,所以基本上是同时开始安装,同时结束的,两台缆机前后总安装工期(包括前期埋件)为12个月。
2性能介绍
跨度:1 416.12 m
起重量:浇筑工况20 t,安装工况25 t
主副塔基础安装高程:185 mp m
最大起升高度:215 m
塔架最大摆动幅度:±25 m
两台缆机摆近时承重索允许最小距离:10 m
塔架高度(承载索处):125 m
主塔电源:6.3 kV
副塔电源:400 V
塔架顶升装置(型号/数量):AH407型6 000 kN/2
后拉索张紧装置(型号/数量):AH408型2 100 kN/4
摆塔索张紧装置(型号/数量):GYT-100C型1 000 kN/4
单机功率:1 270 kW
起升(垂直)最高速度:3.0 m/s
牵引(水平)最高速度:7.5 m/s
单机小时设计浇筑能力:60 m3/h
单机台班设计浇筑能力:350 m3/台班
单机月设计浇筑能力:8 400 m3/月
3埋件安装

为保证埋件安装的精度,在埋件位置的下一层混凝土便预埋钢筋,以便定位埋件和焊接支撑,防止混凝土浇筑时跑位。埋件包括塔架基座埋件、机房机构埋件、摆塔机构埋件、后拉索装置埋件及导向装置的埋件和施工用辅助埋件,埋件数量多而且分布广,形式多样,分为一期、二期和三期。
4基础塔架安装
基础塔架包括下部固定铰支座、活动铰支座、提升装置、塔头及上部牵引架。塔头是主索、后拉索及上下游摆塔索的悬挂部位,属主要的受力构件,重38 t,是整个缆机构件中最重的部件。提升装置主要由上下支承平台、滑道、十字提升架、提升机构组成。上下支承平台和滑道为塔架提升的主要受力构件,十字提升架在滑道中通过提升机构上下移动来完成标准节的组装和塔架的提升。提升机构由6 000 kN锚索张拉装置和锚索固定端组成,锚索固定端位于十字提升架底部,锚索张拉装置固定在提升装置的上支承平台顶部,提供动力的泵站放置在地面,通过管路控制张拉锚索,一次行程可达250 mm。基础塔架采用150 t履带吊安装完成,由四根φ 36 mm缆风绳固定。
5绳索系统架设
5.1主索架设

由于主索跨度大,在架设中分成两段进行。在左厂4#坝段高程114.0m处安装两锚固装置,将两塔架间的主跨分为550m和880m两段,分别在这两段内架设辅助索。辅助索由两根φ 52 mm钢丝绳组成,绳头采用压铸式索头固定在锚固装置上,可以通过垫片调整使两绳垂度保持一致。
牵引主索使用的设备是16 t卷扬机。主索的绳盘放置在一个装有制动抱闸装置的支承架上,可以控制主索绕出的速度和防止主索绳盘出现“飞车”现象。在550 m一段采用一台卷扬机牵引,这台卷扬机放置在左厂4#坝段,牵引用钢丝绳为一根φ 28 mm绳。当主索到达左厂4#坝段以后,再利用位于右岸的两台16t卷扬机通过一个平衡轮将主索继续牵引到右岸。主索左侧一端已经由奥地利的钢丝绳制造工厂浇铸好索头,另一侧根据现场量出的准确长度,在右岸切断主索并浇铸合金索头。待索头浇铸合格并达到强度后,将主塔一侧的索头挂上塔头的悬挂装置,而副塔侧索头与张拉装置相连,张拉装置由两台2 100 kN液压锚索装置组成。
5.2后拉索架设
后拉索由长短两根联接而成,长的一根是在基础塔节时的需要长度,短的一根则是在塔架提升到顶后后拉索出现的增加长度,两根后拉索由带螺纹的合金浇铸索头通过有正反双头螺纹的螺杆联接。后拉索一头挂在塔头上,另一头与后拉索锚固点上的两台2 100 kN锚索装置相连。短的那根后拉索一头与长的相连,而另一端自由摆放,待塔架快到顶时,将其挂在后拉索悬挂装置上。
5.3主索与后拉索张紧
当主索与后拉索都挂在塔架上之后,开始利用锚索张紧装置收紧主索和两根后拉索。收紧过程中左右岸同时操作,统一指挥,主副塔架旁设专人测量塔架的垂直度,保证塔架处于相对垂直状态,当张拉到主索可以挂在副塔的悬挂装置上时,即可停止张拉。
5.4临时摆塔索架设
临时摆塔索是基础塔架形成后在上下游方向用来临时固定塔架的,它由φ 52 mm钢丝绳、防打扭装置和1 000 kN锚索张拉装置组成。φ 52 mm钢丝绳由卷扬机将其挂在塔头部位,另一端与1 000 kN锚索张拉装置相连。防打扭装置安装在钢丝绳上,用来防止钢丝绳受力后旋转,导致锚索扭在一起而使整个系统失灵。
6塔架提升
(1) 在塔架提升前将塔架临时固定缆风绳拆除,行走小车装在主索上并临时固定在主塔侧,同时将大钩临时用φ 14 mm钢丝绳挂在小车上。
(2) 塔架顶升时,主副塔、后拉索、摆塔索各点操作人员必须就位。指挥人员位于塔架提升装置处,根据塔架的垂直度来调整各张紧装置操作的速度,同时要获知各泵站的压力值,保证处在正常的压力范围内。塔架6 000 kN锚索提升装置根据塔架高度来改变锚索根数,1~4节使用42根,5~8节使用52根,9~10节使用60根,锚索根据卡爪挤压的印痕来判断其使用可靠与否,若损伤严重则不能继续使用,应立即更换。
(3) 当塔架到顶之后,需用永久摆塔索更换临时摆塔索。永久摆塔索架设时主副塔使用了两种方案进行:副塔方案是将一根φ 19.5 mm钢丝绳先穿过各滑轮,然后与摆塔索插接,另一头用卷扬机回收φ 19.5 mm绳,将摆塔绳牵引饶过各滑轮完成缠绕;主塔方案是使用两台卷扬机在塔架上与摆塔索锚固点之间用φ 19.5 mm钢丝绳形成一根穿梭绳,将摆塔索与穿梭绳卡接,来回穿过各滑轮,直到完成正确缠绕。摆塔索由四根绳组成,采用正反向缠绕在卷筒上。摆塔索的张紧采用16 t卷扬机来完成,其张紧力为10 t,当达到张紧力后,停止张紧,检查并调整塔架垂直度。由于两台缆机的摆塔索与后拉索有交叉情况,因此在顶升过程中,存在摆塔索要翻越后拉索(或主索)的情况。当后一台缆机的塔架顶升到一定高度后,需将前一台已顶升到位的缆机的临时摆塔索用永久摆塔索替代,并且该摆塔索应处于后一台缆机后拉索(或主索)的下方,以保证它的塔架顶升。
(4) 牵引绳为φ 32 mm的钢丝绳,总长度达3 000多m。在架设过程中利用了缆机本身的提升卷筒和牵引摩擦轮,将牵引绳缓缓放出,副塔侧则利用16 t卷扬机将其拖往副塔,主塔同样也利用16 t卷扬机将其拖回,在截取好长度后,两端锁在小车上。提升绳的安装只需利用牵引小车而不用卷扬机,就可完成架设。
7电气安装
该缆机的电气系统完全采用ABB公司的设计。主副塔之间利用光缆来进行信号传输,所有控制采用微机设置,并可设置避障程序来使缆机运行小车自动避开运行范围内的各种障碍物。该系统自动化程度很高,可以定点取罐与落罐,两台缆机可以设置为联动程序,在一个操作台上可同时控制两台缆机。操作方式分3种,无线操作(移动台)、有线远程操作(司机室)和本地操作(机房)。
经过竣工前的各项检查,顺利地做完各种负荷试验后,两台缆机相继投入了生产。它们高高地耸立在长江两岸,成为三峡大坝工程中一道亮丽的风景线。

《三峡摆塔式缆机安装》2012-6-15 12:18:37 拖飞宝 浏次数

 




















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