一种转子吊装施工平台的设计及运用.pdf

云南水力发电YUNNAN WATER POWER116第 40卷第 2期0 引言水电站发电机转子吊装作业，传统施工是作业人员通过定子顶环板分散进入到定子上齿压板上，保证每个磁极位置均有 1 人负责手拿一端栓有绳子的长木条伸入转子和定子之间，将长木条做缓慢短距离上下运动，防止转子在下落过程中与定子发生碰撞或挤压。作业人员进入时会对定子汇流环、引线等部件发生踩踏，木条操作过程中可能会对线棒端部及绝缘盒发生刮伤，存在一定的作业安全风险。针对上述情况，研制了一种转子吊装作业施工平台，既能实现快速装拆功能，又为作业人员和定子成品部件提供保护。1 设计思路转子吊装作业施工平台设计原则是保护定子不受损伤，满足快速装拆不耽误施工工期、安全可靠，能重复利用。基于该原则和定子结构特征，选定子顶环板作为承载基础进行施工平台设计，施工平台支撑体系有 2 种设计方案供选择。方案一：施工平台采用多边形分瓣结构，以定子顶环板为施工平台支撑之一（见图 1）；施工平台另一支撑点选在上齿压板上，支撑与平台采用螺栓组合方式连接，分瓣平台之间组装采用螺栓把合连接成整体。方案二：施工平台采用多边形分瓣结构，以定子顶环板为基础和支撑，采用悬挑式结构，平台之间采用外围插销锁定方式连接成整体。2种方案优缺点对比：方案一优点是平台牢固，承载力大；缺点是装拆耗时长，平台支撑连接需人员站到上齿压板上作业有违设计原则，另外螺栓在装拆中可能掉入定子内，存在较大安全隐患。方案二优点是平台间组装通过外围插销实现快速一种转子吊装施工平台的设计及运用王石林（中国水利水电第十四工程局有限公司，云南 昆明 650041）摘要：为方便转子吊装作业，保护定子成品部件在施工中免受伤害，文章提供了一种转子吊装作业施工平台，利用定子顶环板作为承载基础，采用悬挑式结构设计，平台固定方式新颖，制作和安装较为方便，能实现快速装拆功能，为转子吊装作业提供安全保障。关键词：转子吊装；施工平台；设计；运用中图分类号：TK730.6文献标识码：B文章编号：1006-3951(2024)02-0116-04DOI：10.3969/j.issn.1006-3951.2024.02.027Design and Application of a Rotor Lifting Construction PlatformWANG Shilin(POWERCHINA SINOHYDRO ENGINEERING BUREAU 14 CO.,LTD.,Kunming 650041,China)Abstract:To facilitate rotor lifting operations and protect finished stator components from injury during construction,this paper provides a construction platform for rotor lifting operations.It uses the stator top ring plate as the bearing foundation and adopts a cantilever structure design.The platform has a novel fixing method,which is convenient for production and installation,and can achieve quick assembly and disassembly functions,providing safety assurance for rotor lifting operations.Keywords:rotor hoisting;construction platform;design;application收稿日期：2023-01-10作者简介：王石林（1974-），男，云南陆良人，高级工程师，主要从事水电站机组安装、检修和项目管理等工作。*王石林 一种转子吊装施工平台的设计及运用117装拆，平台组装人员只需站在定子顶环板上便完成平台组装，缺点是悬挑式结构承载力小。F2=2G+G，式中：G为人均重量；G为主梁自重。主梁和支撑块受力满足力偶 Ma=Mb，N.mm。主梁 bc 段抗弯强度应满足 （1）式中：x截面塑性发展系数，取 1.05；Wc净截面模量，mm3；f主梁材料的抗弯强度设计值，即 215 N/mm21。L 型支撑块在 F1拉力下焊缝抗拉强度应满足 （2）式中：he焊缝高度；lw焊缝长度，mm2；焊缝强度增大系数f取 1.22；fwf角焊缝的强度设计值，即 160 N/mm2。定子顶环板板厚及外形尺寸远大于支撑块尺寸，其强度较高，故F1反力对顶环的受力影响较小，在此无需受力计算。2.2 设计要点1）平台主梁设计：以定子内径、顶环板外径w为边界条件进行平台设计。平台踏板内径与定子内径单边预留 200 mm 间隙，平台踏板外径与定子顶环板外径相同；主梁伸出踏板内侧和外侧各 50 mm，伸出部分用于布置平台护栏桩。单瓣平台设计时，分别画出直径分别为、+300 mm、+400 mm、+520 mm、w和w+100 mm 的 6个同心圆，以圆心为原点划分的直角坐标系中，在第象限中将 OY 轴顺时针旋转 0.5分别与+300 mm 和w+100 mm 两圆相交于 a 和 a 两点（见图 3 所示），然后以圆心为原点，aa 线段为对象进行环形阵列，阵列数量为 5（此处按 16 等图 1 定子结构示意图通过方案对比，选用方案二进行设计，平台承载力问题可通过材料加强解决。2 平台设计2.1 选型计算转子荷载主要是承受作业人员身体重量和平台自重，人员分布在平台圆周面上，平台承受的作业人员数量按转子磁极数量的 1.5 2 倍取值，人均重量选 75 85 kg，平台材料选用为 Q235 钢材（也可用其他材料替代）。为简化受力分析，采用单根主梁和支撑块集中受力分析法，见图 2所示。支撑块与顶环板之间存在安装间隙，主梁末端受下压力 F2后与顶环板内侧接触受力，支撑块受下拉力 F1。?图 2 平台受力示意图L2悬挑尺寸受定子铁芯内径尺寸限制，单根主梁按最不利情况下承受 2 名工作人员重量，则图 3 平台主梁设计图118云南水力发电2024 年第 2 期份计算，具体等份数根据定子直径大小选定），阵列角度为 89，得到单瓣平台 5 根主梁（aa、bb、cc、dd、ee）。2）平台主框架设计：平台主梁设计完成后，继续进行平台横梁和次梁设计，线段 aa、bb、cc、dd、ee 与+520 mm 和w两圆交点分别用线段连接生成内、外横梁，以内、外横梁中点连接生成次梁，见图 4 所示。型支撑块与定子顶环板预留 1 2 mm 安装间隙，见图 4（C 放大示意图）。锁定板装焊在单瓣平台两侧的主梁外侧边上（组装方法见下文），锁定板使用 8 10 mm 钢板，配钻13 17 mm 锁定孔。按锁定孔大小选择插销尺寸，插销使用圆钢制成 L 型，长度根据需要确定，见图 6（D 放大示意图）。图 4 平台框架设计图3）平台踏板和栏杆桩设计：平台环形踏板选用 4 mm 花纹钢板，环形踏板内径为+400 mm、外径为w，圆环角度为 90（单瓣平台间的组合缝间隙应考虑 1 2 mm），踏板与主框架采用分段焊接固定。平台栏杆采用拔插式设计，即在每根主梁内、外两侧平面上设计栏杆桩，栏杆桩使用24 mm（80 100 mm）圆钢，见图 5 所示。图 5 平台踏板及栏杆桩设计图4）平台支撑块、锁定板和插销设计：平台固定采用 L 型支撑块与主梁形成凹形槽卡在定子顶环板外侧，L 型支撑块尺寸根据设计计算确定，L5）其他部件设计：其他部件包括环形内护栏、环形外护栏、踢脚板、吊耳等，护栏用32 mm钢管制作，高度为 1.2m，内栏杆扶手弯曲半径为（+350）/2 mm,外栏杆扶手弯曲半径为（w+50）/2 mm。栏杆底部的踢脚板高度为 200 mm，选用2 mm 钢板制作3-4，踢脚板与栏杆立柱分段焊接固定。在每瓣平台内、外侧主梁合适位置上各设置 2 个吊耳，用于吊装平台，吊耳采用 10 mm 钢板制作成马蹄形，耳孔直径为15 20 mm。3 平台制作及安装要点3.1 制作方法根据设计图纸尺寸分别进行主梁、横梁和次梁下料，在制作车间平台上进行主梁和横梁位置线放样，根据放样线进行单瓣平台的组装和焊接，严格控制主梁和横梁的平面度和位置度，单瓣平台平面度偏差应小于 1 mm，位置度偏差应小于2 mm，用相同方法完成 4 瓣平台的主框架组装和焊接工作。将 4 瓣平台主框架预装成整体，见图 7 所示，检查平台整体平面度和位置度尺寸偏差应满足要求，平台预装合格后对各瓣平台进行编号，在相邻两瓣平台的合缝外侧位置配装锁定装置（锁定板和插销），锁定板安装方法是：在靠近两瓣平台组合位置的主梁外侧边装焊 3 块锁定板，其中图 6 支撑块、锁定板和插销部件安装图?王石林 一种转子吊装施工平台的设计及运用1191 个子平台主梁外侧边中部装焊 1 块锁定板，另 1个子平台的主梁外侧边上、下位置各装焊 1 块所锁定板，见图 7（G 放大示意图）。锁定板装焊完成后配钻插销孔，为保证两瓣平台的锁板孔同心，钻孔时应一次性将 3 块锁定板同时钻通。撑块装焊后的尺寸偏差应小于 1 mm。平台制作完成后，将平台表面的锈蚀、油、水清理干净，分别涂装底漆和面漆各 1 道，涂漆质量应满足规范要求5。3.2 安装方法将单瓣平台吊放到定子顶环板上，调整平台使支撑块装插到定子顶环板下方，确认每根主梁上的支撑块均插装到位6；然后将与其相邻的另外1瓣平台吊装就位，调整平台使支撑板装插到位，相邻子平台之间通过外侧锁定装置锁定。用相同方法将剩余平台依次安装到位，并用锁定装置锁定。平台整体组装完成后，分别将内护栏和外护栏安装到位，见图 9 所示。图 7 平台组装示意图平台锁定装置配装完后，在每根主梁的内、外侧装焊栏杆桩，见图 8 所示。各瓣平台内外环形护栏使用32 mm 钢管独立制作，护栏制作时应先将所有立杆插入护栏桩定位后再配装护栏扶手和横杆。图 8 单瓣平台护栏制作示意图平台护栏制作完成后进行踏板安装，踏板与主框架之间采用分段焊接固定。护栏制作完成后将平台翻转到背面装焊主梁外侧的支撑块，并对踏板底部与主框架连接的剩余焊缝进行焊接，支图 9 平台护安装示意图4 结束语该转子吊装作业施工平台成功运用于多个抽水蓄能电站，运用效果显著，受到各参建方的一致好评。参考文献：1GB 50017-2017 钢结构设计标准S.2GB 50661-2011 钢结构焊接规范S.3DL/T 5370-2017 水电水泥工程施工通用安全技术规程S.4GB 4053.3-2009 固定式钢梯及平台安全要求第 3 部分：工业防护栏杆及钢平台S.5HG/T 4077-2009 防腐蚀涂层涂装技术规范S.6舒发兵.龙滩水电站发电机转子吊装找正J.云南水力发电，2008，24（4）:4+28.