五强溪扩机工程2×500_t桥式起重机安装与负荷试验_王建新.pdf

79第 46 卷 第 02 期2023 年 02 月Vol.46No.02Feb.2023水 电 站 机 电 技 术Mechanical&ElectricalTechniqueofHydropowerStation1 前言五强溪水电站位于沅水干流中下游，湖南沅陵县境内，上游距沅陵县城 73 km，下游距常德市 130 km。五强溪电站原有装机 1 200 MW(5240 MW)，保证出力 262.7 MW，多年平均发电量 53.29 亿 kW h，年利用小时数 4 441 h，水量利用率 80.94%。五强溪水电站扩机工程为岸边式厂房，总装机 500 MW，装机2 台，年利用小时数为 1 117 h，多年平均年发电量为 5.583 亿 kW h。扩机工程主厂房内布置有 1 台QE2500 t-33.5 m 桥式起重机，主厂房桥机额定起重量为 2500 t，属于额定起重量超过 300 kN（30 t）的起重设备安装工程，为超过一定规模危险性较大分部分项工程。主厂房桥机主要技术参数、主要结构件重量及外形尺寸表见表 1、表 2 所示。2 主厂房桥机安装工艺2.1 主厂房桥机安装工艺流程根据五强溪扩机工程主厂房及周边环境实际情况，进行工艺分析，编制施工工艺流程，如图 1 所示。2.2 桥机重大件卸货桥机主梁 II 尺寸约为 33.5 m（长）3.2 m（宽）4.05 m（高），重约 100 t，是其中的最大件；主梁 I与其尺寸相当，重约 100.5 t,是其中的最重件。厂房桥机主梁部件到货后，直接运输至安装间左块（实际安装地点），采用 260 t 履带吊进行卸车，卸车后为保证附件的正常安装，主梁底部垫 1.0 m高支墩，方便桥机安装电动葫芦、司机室挂架等附件。卸车时布置具体如图 2、图 3 所示。收稿日期：2022-07-07作者简介：王建新（1988-），男，工程师，从事水电站建设机电管理工作。五强溪扩机工程 2500t 桥式起重机安装与负荷试验王建新，杨 涛，谭毅强（五凌电力有限公司五强溪水电厂，湖南 沅陵 419600）摘 要：五强溪扩机工程主厂房 QE2500 t-33.5 m 桥式起重机为国内目前最大的双小车桥机之一，简要介绍了该桥机安装与负荷试验开展步骤，可为类似大中型桥机安装与负荷试验提供经验。关键词：五强溪扩机工程；桥式起重机；安装；负荷试验中图分类号：TK730文献标识码：B文章编号：1672-5387（2023）02-0079-05DOI：10.13599/ki.11-5130.2023.02.022图 1 主厂房桥机安装工艺流程图80第 46 卷水 电 站 机 电 技 术表 1 QE2500t-33.5m 桥式起重机技术参数主起升大车运行小车运行工作级别M3工作级别M4M4额定起重量500 t最大轮压950 kN970 kN起升速度/m/min0.151.50.454.5运行速度/m/min2.020110起升高度42 m轨距33 5003 mm7 0003 mm钢丝绳 42-2160车轮直径 710 mm710 mm电动机型号QABP355M6A电动机型号PK15KTK15RF09功率160 kW功率415 kW25.5 kW转速991 r/min转速1450 r/min1 450 r/min减速器型号HXT减速器型号BF127BK127R77速比490速比160323工作制动器YP1-500-ED80/6制动器电动机带电动机带联轴器MLPK10安全制动器4 套 SHI202桥机最大宽度13 450 mm桥机最大长度33 450 mm桥机轨面以上总高度6 960 mm主钩(吊孔)中心至桥机轨面下距离1 400 mm整机自重456 t整机起重量(含平衡梁重量)1 000 t电源类型3380/220 V 50 Hz桥机总功率350 kW电动葫芦工作级别M4额定起重量16 t起升速度0.77 m/min起升高度70 m表 2 主厂房桥机主要结构件重量及外形尺寸表序号图号名称单重/kg外形尺寸（单位 mm）长 宽 高数量备注1HX1457.0SJ桥机470 00034 50013 4508 96012HX1457.4SJ大车运行机构7 0003 3001 7001 6008包括 4 个端部驱动台车，4 个中间驱动台车3HX1457.3SJ主梁100 50034 5003 2003 8001含小车轨道、电气盘柜4HX1457.3SJ主梁100 00034 5003 2004 0501含小车轨道、电动葫芦轨道及电动葫芦5HX1457.3SJ端梁3 5006 60080070026HX1457.2SJ小车70 0009 5465 5803 2001不包含吊钩及钢绳重量7HX1457.2ASJ小车70 0009 5465 5803 2001不包含吊钩及钢绳重量8HXT00003C司机室8003 2002 7002 20019HX1457.1电气系统5 000110HX1457.2ASJ梯子栏杆平台1重量均小于 1 000260 t 履带吊吊装分析：卸车时最大件重量为桥机主梁到货重量，其重量为 97.5 t（主梁重量 91 t，小车轨道重量 4.5 t，电动葫芦轨道重量 2.0 t），起吊主设备选用中联重科ZCC2600 履带吊，选取工况作为主臂(HB)工况，起吊臂长度 32 m，全转台配重和全车身配重，作业半径 10 m，在 10 m 作业半径时吊装高度为 33.0 m，履带吊吊装能力为 123.9 t，吊装满足要求。2.3 桥机重大件吊装顺序根据桥机设备厂家设计图纸，桥机主梁（司机室梁）布置在厂房右侧（面对下游方向，后同），主梁（电动葫芦梁）布置在左侧，司机室布置在主梁下方，位于上游侧，电动葫芦布置于主梁底部轨图 2 桥机主梁卸车平面示意图81第 02 期王建新，等：五强溪扩机工程 2500 t 桥式起重机安装与负荷试验道上。为减少起吊重量，行走台车与主梁分开吊装，桥机安装顺序为：吊装桥机号主梁（电动葫芦梁）所属行走台车吊装桥机号主梁（电动葫芦梁）吊装号主梁（司机室梁）所属行走台车吊装号主梁（司机室梁）吊装桥机小车（2 台）。桥机号主梁吊装完成与行走台车联接后，使用链条葫芦将其向左侧移动至适合位置，给号主梁留出吊装空间。桥机号主梁吊装完成后，使用端梁将其与号主梁组装成整体桥架，检查各项尺寸合格后再吊装 2 台小车。2.4 桥机重大件吊装根据工程实际进度，安装间的结构特点，桥机的各部件在安装间左块 EL77.15 m 平台布置 260 t 履带吊的方式进行吊装。主要构件包括：小车、主梁（司机室梁），主梁（电动葫芦梁），其中将主梁、小车轨道、电动葫芦及其轨道、平台、栏杆楼梯在安装间左块组装完毕，组装后最重件是主梁（电动葫芦梁），重量为 102.60 t。考虑 1.1 倍动载系数，厂房桥机安装起重重量最重为 112.86 t。其它小结构件，采用上游侧布置的塔机进行吊装。吊装主设备选用中联重科 ZCC2600 履带吊，选取工况作为主臂(HB)工况，起吊臂长度 32 m，全转台配重和全车身配重，作业半径 10 m，在 10 m 作业半径时吊装高度为 33.0 m，吊装能力为 123.9 t，ZCC2600 履带吊吊装能力大于最重桥机大梁起重重量 112.86 t，吊装满足要求。主梁与小车吊装分析如下：（1）主梁吊装分析根据 260 t 履带吊计算分析，作业半径从 710 m，吊装能力从 123.9163 t 之间。吊装高度以最大作业半径 10 m 分析，当吊车主臂长度为 32 m，吊装最大作业半径为 10 m 时，起升高度为 33.0 m。260 t站车地面高程为 77.15 m，轨道顶面高程为 91.00 m；桥机梁吊耳至轨面高度为 3.22 m；钢丝绳长度为14 m，双股，同时计算夹角影响后钢丝绳垂直距离为6.3 m；吊钩长度为 2.18 m，吊装余量高度为 7.45 m，综上所述，吊装高度满足桥机主梁吊装要求。桥机主梁吊装示意如图 4 所示。图 4 厂房桥机主梁吊装示意图（2）小车吊装分析桥机小车在安装间进行装配，装配完成后整体吊装，吊装时不含钢丝绳及吊钩，单个小车整体起吊重量为 70 t。桥机小车吊装经计算分析，作业半径从 714 m，吊装能力从 82.5163 t 之间。吊装最大作业半径为 14 m 时，主臂起升高度为 32.0 m。260 t 履带吊站车地面高程为 77.15 m，轨道顶面高程为 91.00 m；桥机小车吊耳至轨面高度为4.66 m，钢丝绳长度为 14 m，双股，同时考虑夹角影响钢丝绳垂直距离为 6.1 m；吊钩长度为 2.18 m。吊装余量高度为 5.21 m，综上所述，吊装高度满足桥机小车吊装要求，桥机小车吊装示意如图 5所示。图 3 桥机主梁卸车起吊示意图82第 46 卷水 电 站 机 电 技 术图 5 厂房桥机小车吊装示意图3 桥机负荷试验前提条件3.1 负荷试验前检查项目桥机机械、电气设备全部安装完毕，并符合有关设计、制造、安装等技术条件，才可进行复核试验阶段。复核试验前对桥机进行至少且不限于下述检查和试验项目：（1）桥机轨道的安装检查；（2）桥机主梁的平直度、平行度及主要尺寸检查；（3）电机和限位开关的试验；（4）吊钩极限位置、起吊高度检查；（5）电气保护与安全防护装置的动作试验；（6）综合监测系统的调整和试验；（7）制动系统动作试验；（8）静载试验；（9）动载试验；（10）试运行试验；（11）桥机的过负荷保护接点、行程限位开关、抱闸、锁定等调试；（12）桥机大梁刚度在全负荷起吊过程中予以严密监视并测量实际的挠度值备案；（13）设备厂家规定的其它试验。3.2 试验场地环境要求清除一切有碍安全运行的障碍物，并在滑线处及危险处悬挂警告牌，必要时设遮拦或监护人，为保证试验的有效可靠，试验现场须满足以下条件：（1）试车场地：安装间左块；（2）环境温度：-3+36；（3）试验时瞬时风速小于 8.3 m/s；（4）桥机负荷试验大车的运行区域根据工程施工的实际情况确定。3.3 试验前准备工作（1）试验吊绳编制和配重准备；（2）对桥式起重机进行清扫，清除大车、小车轨道两侧的所有杂物；（3）检查桥式起重机各处的连接螺丝是否坚固，检查在大车、小车的压紧螺丝是否紧固；（4）对试验场地进行清扫，清退与试验无关的设备、材料等；（5）对试验用的工器具、吊具进行检查合格；（6）安装桥式起重机试验时测量的仪器和设备，并检查合格；（7）各部位检测人员已就位，在试验场地设置安全警戒；（8）检查消防设施的配置应符合要求；（9）桥机试验用电源及各部照明满足试验要求；（10）大车轨道两端部已焊设临时挡块（或已安装车档）。3.4 桥机负荷试验流程桥机负荷试验流程如图 6 所示。图 6 桥机负荷试验流程图3.5 负荷试验载荷统计及荷载方式（1）负荷试验载荷计算见表 3。表 3 桥机负荷试验载荷计算表项目载荷级别（试验荷重，含吊笼重量）50%75%100%110%125%500 t+500 t/16 t桥机1 号小车375 t500 t550 t625 t2 号小车375 t500 t550 t625 t双小车并车500 t750 t1 000 t 1 100 t 1 250 t16 t 电动葫芦12 t16 t17.6 t20 t（2）负荷试验荷载方式本试验共采用 A、B 两种尺寸吊篮，每个尺寸吊篮各 2 件，共计 4 件，负荷试验采用吊篮装载钢筋进行，吊篮及钢筋装载如图 7。吊篮设计阶段应根据吊篮受力情况进行吊篮主要结构受力校核。4 桥机负荷试验程序4.1 空载试验起升机构正反转，空运转各 0.5 h；小车运行机83第 02 期王建新，等：五强溪扩机工程 2500 t 桥式起重机安装与负荷试验构沿桥架全行程往返 3 次；大车运行机构在厂房允许范围内往返 3 次；检查操作手柄的操作方向与起重机各机构的运转方向是否一致；检查电动机的运行是否平稳，三相电流是否平衡；检查制动器动作是否灵活，有必要进行适当调整；检查钢丝绳是否缠绕正确，且无异常振动和噪声；检查电气设备是否正常，电气设备应无异常发热现象，控制器的触头应无烧灼现象；检查限位开关、保护装置、联锁装置及继电保护元件动作是否正确可靠；检查各润滑油路是否畅通，轴承温度是否正常，且不得超过 70。4.2 单台小车主起升 75%及 100%载荷试验将吊篮放置在安装间试验小车主钩正下方位置，将另一台小车开至轨道尽头，试验小车尽量靠近跨中，测量两根主梁跨中的上拱度并记录，然后用小车吊钩起吊 75%额定载荷(375 t)试重，缓慢升离地面 200 mm，再次测量主梁上拱度并计算其下挠度。整定荷重显示器使其与实际起吊重量一致。操作吊钩以各个档位在允许行程内往返 3 次、操作小车从低至高各个档位在允许行程内运行 3 次、操作大车从低至高各个档位在允许行程内运行 3 次，检查各部件运行正常，测量起升、大小车行走电机参数及运行速度，检查制动正常。另一台小车主起升 75%载荷试验以同样方式进行，两台小车 100%载荷试验程序与 75%载荷试验程序一致。4.3 单台小车主起升 110%动载试验关闭荷重报警及保护装置，缓慢提升 1.1 倍额定载荷（550 t）离地面 200 mm，检查制动灵活可靠，检查主梁挠度。操作主钩以各档位在允许行程内重复进行启动及制动，检查制动距离，吊钩试验完成后，分别操作大小车以各档位在允许行程内重复进行启动及制动。起重机各机构的动载试验应先分别进行，禁止联动。4.4 单台小车主起升 125%静载试验做静载试验前，应将起升机构载荷限制器过载保护功能旁路，在试验后应立即恢复。将小车开至跨中，缓慢提升 1.25 倍额定载荷（625 t）吊篮离地面100200 mm，持续时间不少于 10 min，检查主梁下挠度。缓慢卸载负荷，再次空载后测量主梁上拱度并与试验前比较，确认有无永久变形检查桥机各处是否有开裂、永久变形、油漆剥落等现象，检查各部件无影响桥机正常运行的损坏，检查各连接件是否松动或损坏，检查结果均需正常。4.5 双小车主起升及大小车载荷试验将吊篮放置在桥机正下方位置，操作 2 台小车尽量靠近跨中，测量 2 根主梁跨中的上拱度，根据50%、75%、100%、110%、125%不同试验等级装配试重，测量桥机载重后的主梁跨中上拱度。各等级负荷试验程序与检查项目与对应比例的单小车负荷试验相同。5 结语五强溪扩机工程主厂房 QE2500 t-33.5 m 桥式起重机为国内目前最大的双小车桥机之一，在大型桥式起重机安装与试验工作中有典型参照作用，可为类似大中型桥机安装与负荷试验提供经验。图 7 吊篮及钢筋装载图