金属结构制作及安装

【摘要】电站建筑物依次设置有拦污栅、进口检修门、进口快速事故门、压力钢管、尾水检修门。本文将以思林水电站泄洪系统为例来介绍金属结构制作及安装要点。

【关键字】电站 金属结构 制作 安装

中图分类号：TV7文献标识码： A 文章编号：

前言

思林水电站泄洪系统建筑物为坝身布置的7个表孔和1个临时导流底孔。泄洪系统建筑物依次布置有表孔检修门2扇、表孔弧形工作门7扇；临时导流底孔封堵门1扇。表孔检修闸门由坝顶2×1000kN双向门机操作，表孔弧形工作门由2×4000kN液压启闭机操作，临时导流底孔封堵门由设置在钢排架上的1250kN固定式启闭机操作。

平面闸门及拦污栅的制作与安装

2.1平面闸门制作与安装

2.1.1进水口检修闸门制造

（1）每条发电洞进口布置一道检修门槽，供快速事故闸门或发电机组检修时挡水。四道检修门槽共用一扇检修闸门，门体由进水口2×1000kN门机的主钩通过液压自动抓梁静水提放和吊运。平时将门体放置在检修门槽旁的检修门库中。

（2）进水口检修闸门主要技术参数见下表3-1平板钢闸门主要技术参数表。

（3）检修门体的梁系为实腹式同层布置（9根主梁、4列纵向隔板、两主梁间设1根次横梁、主横梁端部接边柱）。每扇检修门体分4节制造（其中一节为吊耳结构），工地安装时拼焊成一体。门体设有自动抓梁定位座。

（4）门槽埋件从400.0m底坎布置到452.0m高程平台，门槽埋件包括主轨、反轨、侧轨、底坎、端坎、门楣等。

2.1.2进水口快速事故闸门制造

（1）每条发电洞进口布置1扇快速事故闸门，由5000kN/2500kN液压启闭机操作。平时将门体悬挂在孔口上方待命，当机组发生事故需要下放闸门时，能在2.5 min内快速关闭。

（2）进水口快速事故闸门主要技术参数见下表3-1平板钢闸门主要技术参数表。

（3）快速事故门体的梁系为实腹式同层布置（10根主梁、4列纵向隔板、两主梁间设1根次横梁、主横梁端部接边柱）。每扇检修门体分4节制造（其中一节为吊耳结构），工地安装时拼焊成一体。

（4）门槽埋件从400.0m底坎布置到420.0m高程平台，门槽埋件包括主轨、反轨、侧轨、底坎、端坎、门楣等。420.00m高程以上扩宽门井，为门井内检修门体提供空间。

2.1.3尾水检修闸门制造

（1）每条尾水洞出口设置一扇检修闸门，供检修发电机组时挡水。门体由尾水3200kN固定式卷扬机静水提放。平时将检修门锁锭在孔口上方383.0m平台。

（2）尾水检修门体的梁系为实腹式同层布置（10根主梁、5列纵向隔板、两主梁间设1根次横梁、主横梁端部接边柱）。每扇检修门体分5节制造（其中顶节为吊耳结构），工地安装时拼焊成一体。

（3）门槽埋件从350.00m底坎布置到383.0m平台，门槽埋件包括主轨、反轨、侧轨、底坎、端坎、门楣等。

2.1.4溢流坝检修闸门制造

（1）溢流坝设置7孔泄洪表孔，在每孔的弧形工作闸门前设置有一道检修门槽，7道检修门槽共用2扇检修闸门，供弧形工作闸门安装及检修时使用。每扇检修闸门由3叠完全相同的叠梁门构成，由坝顶2×1000kN的双向门机通过液压自动抓梁逐节提放和吊运。不挡水时由门机吊运至检修门库叠放。

（2）溢流坝检修闸门主要技术参数见下表3-1平板钢闸门主要技术参数表。

（3）每套检修门体由3叠叠梁门组成，叠梁门的梁系为实腹式同层布置，每节叠梁门由6根主梁、5列纵向隔板、两主梁间设1根次横梁、主横梁端部接边柱。每节叠梁门分3个制造单元，工地安装时拼焊成一体。每叠叠梁门均设有自动抓梁定位座。

(4)门槽埋件从418.27m的底坎布置到452.0m的坝顶，门槽埋件包括下节整体门槽埋件、主轨、反轨、端坎、底坎。

2.1.5临时底孔封堵闸门制造

（1）在溢流坝段下方设置一临时底孔，作为左岸导流洞闸门下闸蓄水后水库蓄水期的生态流量孔。该临时底孔设置封堵闸门一扇，当导流洞闸门下闸后，该闸门保持开启状态，生态水从该孔流出。由于该孔孔口尺寸较小，下泄量小于来水量，水库水位将逐渐升高，当水位升高到溢流面时，水还将从溢流面下泄，此时下闸封堵临时底孔。门体由1250kN固定式卷扬机操作。底孔过流期间将检修门悬吊在孔口上方。

（2）临时底孔封堵闸门主要技术参数见下表3-1平板钢闸门主要技术参数表。

（3）临时底孔封堵闸门门体的梁系为实腹式同层布置（3根主梁、2列纵向隔板、两主梁间设1根次横梁、主横梁端部接箱型边柱）。每扇检修门体分2节制造（其中顶节为吊耳结构），工地安装时拼焊成一体

（4）门槽埋件从370.00m底坎布置到385.0m平台，门槽埋件包括主轨、反（侧）轨、底坎、端坎、门楣等。

2.2拦污栅制作与安装

2.2.1下料

1）下料前编制各部件的下料工艺卡及程序。

2）异形件采用数控火焰切割机下料，其余零部件采用半自动火焰切割机或剪板机下料。翼缘板用315T卧式油压机预弯焊接反变形。

3）气割下料前清除切割边缘50mm范围内的锈斑、油污等，气割后清除熔渣和飞溅物；机械剪切的加工面应保证平整；焊缝坡口加工完成后用角向磨光机打磨并涂刷坡口漆防止锈蚀。

4）各部件下料完成后须经专职质检员检查，合格后打上标记方可进行下一道工序，并作好质检记录。

2.2.2焊接

闸门制作采用手工电弧焊及自动埋弧焊的焊接施工方法，自动埋弧焊主要用于钢板拼接焊缝及梁的水平角焊缝焊接，其余焊缝的焊接施工均采用手工电弧焊。为确保焊缝的施工质量及闸门施工质量的优良，正式施工前将根据闸门的结构特点及施工技术要求，编制《闸门焊接工艺指导书》，以便于正确地指导闸门的焊接施工。

2.2.3拦污栅栅体组装

1） 栅叶拼装前预先在组装平台上垫两根工字钢，调整工字钢中心距等于两侧边梁中心距。两根工字钢高差（同一截面）≤1mm，两端高程差≤2mm，工字钢下翼缘应牢固分段焊接于组装平台上。

2）在调整完成的工字钢上放置拦污栅边梁，对栅体的框架进行组装，调整两边梁中心距符合图纸要求。

3）组装拦污栅拦污栅横梁，检查栅体框架的各部位尺寸及变形，确认合格后进行栅条组装，栅条组装时划线进行调整及组对，检查合格后才能进行定位焊并焊接。

4）检查组合好的各部位尺寸，确认合格后进行焊接，焊接时严格根据焊接工艺要求进行焊接。

5）检查栅体的整体几何尺寸及水平度并做好记录。

关键部位、特殊零部件的制造工艺设计

3.1主滑块、水封座板面

主滑块与水封座板面的直线度、平面度以及水封座板面与主滑块座板之间的距离将直接影响到闸门在工作状态时水封橡胶的压缩状态，压缩量过大将严重影响水封橡胶的工作寿命，压缩量过大则直接导致闸门不能止水。

3.2下料

为保证材料的下料精度，所有异型件的下料均需采用数控火焰切割机进行下料。下料前绘制计算机图样，且各零部件在计算机上进行模拟组装，保证材料的外形尺寸符合图纸要求，避免在组装焊接工序中造成不必要的返工，增加控制焊接变形的难度。下料前检查钢板的平面度，如平面度达不到要求应先校平直。下料的加工设备为CNC－4A、HNC－4000型数控火焰切割机。

3.3组装

闸门门叶的组装是在组装平台上按照闸门主梁的布置尺寸安装数根20号工字钢作为基准，首先调整工字钢的高程，使其平面度≤2mm；需要机加工的零部件留出不小于5～10mm的加工余量。

组装前对闸门平面度影响较大的主梁、边梁、隔板除与门叶面板连接的焊缝及对接焊缝外，其它焊缝在组装前全部完成并校平直，这些焊缝的施工全部采用自动焊。

闸门门叶组装时面板朝下，按照面板主梁、边梁、次梁隔板的先后顺序进行，面板朝下的组装方式在焊接施工时由于面板牢固的固定在组装平台上，加上闸门的自重，可减小门叶面板侧的焊接变形。

3.4焊接

在保证焊接质量的前提下，焊接工序的重要内容是控制焊接变形。

闸门的焊接尽量采用自动焊或气体保护焊，其具有线能量集中，焊接效率高，变形小的优点。

焊接时首先施工的焊缝是主梁、边梁、隔板的角焊缝，这类焊缝具有对称性，施工时两侧的焊缝同时进行；若焊缝长度超过0.5m，应采用分中焊接，由焊缝的中间开始，按两个相反的方向分两段焊接，若焊缝长度超过5m，采用对称的逆向分段焊接。第一步焊接完成后，由于主梁、边梁、隔板形成了坚固的构格结构，可极大的减小下一步的焊接造成的变形。

最后焊接门叶承力结构与门叶面板连接的角焊缝。

焊接采用的设备为20×15m组装焊接平台、硅整流电焊机、直流自动埋伏焊机。

4.总结

随着施工技术不断地改进与进步，在进行金属结构制作与安装过程中的限制也逐渐减小，因此在进行金属结构制作与安装过程中更要重视关键部位及步骤的施工，才能够保障金属结构的制作与安装质量，为工程整体提供安全保障。