CN107511613A - 一种水电站弧形闸门门叶反向拼装方法及专用工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水电站弧形闸门门叶反向拼装方法及专用工装，其中专用工装包括生根基础和固定在生根基础上的反拼支撑台，反拼支撑台用于支撑门叶上的主梁、横梁及顶梁，并促使主梁、横梁及顶梁与地样上的中心线对应，为门叶拼装的质量提供保障；其中反向拼装方法包括以下步骤：a、零部件预处理，b、放地样，c、反拼支撑台搭设，d、反向拼装，e、门叶焊接，f、门叶校正及应力消除，g、面板加工；本发明通过反向拼装平台的定位性及地样投影的限位性保证了弧形闸门门叶的质量；反向拼装平台结构设计合理、便于制造、材料消耗少、成本低；本发明反向拼装方法，具有简便灵活、精简工序、节约成本、生产效率高的特点。

Description

一种水电站弧形闸门门叶反向拼装方法及专用工装

技术领域

本发明涉及弧形工作闸门安装施工领域，具体涉及一种水电站弧形闸门门叶反向拼装方法及专用工装。

背景技术

水电站弧形闸门作为水电闸门的一种是水电站不可或缺的一部分，同时也是目前大型钢结构制作中重要的一部分。弧形闸门制作较平面闸门及其他部分钢结构制作难度大且要求严格，其中门叶拼装是整个弧门制作的难点和重点，所以控制好弧门门叶拼装质量至关重要。

传统弧形闸门门叶拼装采用卧式拼装，拼装技术已经很成熟。该拼装方法可以很好的解决弧门门叶面板的弧度半径、拼装放样的可操作性以及门叶关键尺寸测量及调节控制等常规问题；但是此种拼装方法也存在不足之处，尤其是弧门面板要求加工，门叶必须和支臂解体后转运至专用的加工场地，再将门叶与支臂连接后用专用工装（大臂）配合门机进行加工，如采用可卧式加工的工装，则还需将门叶翻转、再进行支撑，才能加工，使门叶的制造工艺繁复，制造过程费时费力，生产效率低，同时卧式拼装方法所采用的弧形拼装台制造时材料消耗大，增加了制造成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种水电站弧形闸门门叶反向拼装方法及专用工装；可解决现有弧形闸门门叶卧式拼装方法制造工艺繁复、不便于面板加工、生产效率低及制造时所采用的工装材料消耗大的问题。

为实现上述目的本发明采用的技术方案是：

一种水电站弧形闸门门叶反向拼装方法的专用工装，包括生根基础和固定在生根基础上的反拼支撑台，所述反拼支撑台包括节间连接板支撑台、主梁支撑台、横梁支撑台和顶梁支撑台，所述主梁支撑台对称的设在节间连接板支撑台两侧，所述横梁支撑台设在节间连接板支撑台和主梁支撑台之间，所述顶梁支撑台位于节间连接板支撑台和主梁支撑台上方；

进一步，所述生根基础由钢板制成，整体呈方形；

进一步，所述节间连接板支撑台包括并列设置的第一支撑立板和固定在第一支撑立板顶部的第一支撑横板，节间连接板支撑台由上到下相间隔地设有三个；

进一步，所述主梁支撑台包括连接板支撑架和主梁支撑架，所述连接板支撑架包括并列设置的第二支撑立板和固定在第二支撑立板顶部的大支撑横板，所述主梁支撑架包括并列设置的第三支撑立板和固定在第三支撑立板顶部的小支撑横板，连接板支撑架设有两个且分别位于主梁支撑架上下两侧；

进一步，所述横梁支撑台包括上梁支撑台、中梁支撑台和下梁支撑台，所述上梁支撑台、中梁支撑台和下梁支撑台上下顺次相间隔布置，所述上梁支撑台、中梁支撑台和下梁支撑台均由多个垂直固定在生根基础上的第一立板构成；

进一步，所述顶梁支撑台由多个垂直固定在生根基础上的第二立板构成；

一种水电站弧形闸门门叶反向拼装方法，包括以下步骤：

a、零部件预处理：按工艺要求下料、开坡口，控制尺寸偏差，同类零件编号，分类存放；对具有独立性的主梁、次梁、横梁、吊耳和侧轮支撑进行单独装焊；

b、放地样：在生根基础上按工艺图放出门叶反向拼接地样，核实无误后砸上样冲眼；

c、反拼支撑台搭设：在步骤b的地样上按工艺图进一步放出反拼支撑台大样，复核后按要求搭设反拼支撑台；

d、反向拼装：在反拼支撑台上以中心为基准向两侧拼装门叶；

e、门叶焊接：门叶整体组装完成后，经检验合格，进行加固定位焊；以门叶纵向中心线为对称线，对称位置焊接；长度大于1m的焊缝应采取分段退步焊；

f、门叶校正及应力消除：对焊后门叶进行火焰校正，校正完成后再用时效应力机进行应力消除；

g、面板加工：按工艺要求进行面板加工；

进一步，所述步骤d中反向拼装的步骤为：

①节间连接板安装：将节间连接板定位在节间连接板支撑台上，使节间连接板的中心线与地样上的中心线对应，然后在节间连接板支撑台上、节间连接板两侧焊接定位块使节间连接板相对固定；

②主梁安装：在主梁支撑台上布置主梁，使主梁与地样上的中心线对齐；

③横梁安装：在横梁支撑台上布置横梁，使横梁与地样上的中心线对齐，对齐后将横梁两端分别与主梁和节间连接板点焊固定；

④顶梁安装：在顶梁支撑台上布置顶梁，将顶梁与主梁和节间连接板点焊固定；

⑤侧轮支撑安装：在主梁外侧将侧轮支撑点焊固定；

⑥次梁安装：在侧轮支撑和横梁上布置次梁，使次梁与地样上的中心线对齐，将次梁与侧轮支撑和横梁点焊固定；

⑦面板安装：将面板布置在次梁和主梁上，点焊固定；

⑧吊耳安装：在顶梁外侧将吊耳点焊固定。

本发明的有益效果是：

本发明改进门叶装配方法，采用反向拼装方式，与传统卧式拼装方法有很大不同，摒弃了常规的弧形拼装台，设置了反拼支撑台，实现生产效率、质量控制和成本控制等方面的突破；本发明解决了传统拼装方法所带来的面板加工繁琐问题，从工艺角度来说，减少了制作工序，优化了设计工艺；本发明中的专用工装结构简单、易于制造，材料消耗少、成本低廉，在弧形闸门门叶反向拼装过程中可以对门叶进行有效支撑和定位，便于弧形闸门门叶的快速组装；本发明通过反向拼装平台的定位性及地样投影的限位性保证了弧形闸门门叶的质量；因此，本发明具有简便灵活、精简工序、节约成本、生产效率高的特点。

附图说明

图1为本发明中专用工装的俯视结构示意图；

图2为本发明中专用工装的的侧结构示意图；

图3为本发明中门叶结构示意图；

图4为本发明中门叶的另一结构示意图；

图5为本发明中门叶反向拼接地样示意图。

其中：1-生根基础；2-节间连接板支撑台；3-主梁支撑台；4-横梁支撑台；5-顶梁支撑台；6-第一支撑立板；7-第一支撑横板；8-第二支撑立板；9-大支撑横板；10-第三支撑立板；11-小支撑横板；12-第一立板；13-第二立板；14-主梁；15-横梁；16-顶梁；17-节间连接板；18-次梁；19-侧轮支撑；20-门叶连接板；21-吊耳；22-面板；23-节间连接板中心线；24-次梁中心线；25-主梁中心线；26-上横梁中心线；27-中横梁中心线；28-下横梁中心线。

具体实施方式

以下结合附图对本发明具体实施例进行说明：

如图1至5所示，一种水电站弧形闸门门叶反向拼装方法的专用工装，包括生根基础1和固定在生根基础1上的反拼支撑台，所述反拼支撑台包括节间连接板支撑台2、主梁支撑台3、横梁支撑台4和顶梁支撑台5，所述主梁支撑台3对称的设在节间连接板支撑台2两侧，所述横梁支撑台4设在节间连接板支撑台2和主梁支撑台3之间，所述顶梁支撑台5位于节间连接板支撑台2和主梁支撑台3上方；所述生根基础1由钢板制成，整体呈方形，生根基础1与地面之间设有支撑架，使生根基础与地面脱离；所述节间连接板支撑台2包括并列设置的第一支撑立板6和固定在第一支撑立板6顶部的第一支撑横板7，节间连接板支撑台2由上到下相间隔地设有三个，节间连接板支撑台2用于支撑节间连接板17，第一支撑横板7支撑节间连接板17下边沿且与节间连接板17下边沿的形状匹配；所述主梁支撑台3包括连接板支撑架和主梁支撑架，所述连接板支撑架包括并列设置的第二支撑立板8和固定在第二支撑立板8顶部的大支撑横板9，所述主梁支撑架包括并列设置的第三支撑立板10和固定在第三支撑立板10顶部的小支撑横板11，连接板支撑架设有两个且分别位于主梁支撑架上下两侧，主梁支撑架在主梁14中部进行支撑，连接板支撑架在主梁14上的门叶连接板20位置处进行支撑，每个主梁14上设有两个门叶连接板20，该门叶连接板20用于和支臂进行连接，大支撑横板9与门叶连接板20对应，小支撑横板11用于支撑主梁14中部，为节约材料小支撑横板11的尺寸小于大支撑横板9；所述横梁支撑台4包括上梁支撑台、中梁支撑台和下梁支撑台，所述上梁支撑台、中梁支撑台和下梁支撑台上下顺次相间隔布置，所述上梁支撑台、中梁支撑台和下梁支撑台均由多个垂直固定在生根基础1上的第一立板12构成，横梁支撑台4用于支撑横梁15，由于横梁15通常设有三个，如图3所示，因此有上梁支撑台、中梁支撑台和下梁支撑台的设计；所述顶梁支撑台5由多个垂直固定在生根基础1上的第二立板13构成；

一种水电站弧形闸门门叶反向拼装方法，包括以下步骤：

a、零部件预处理：按工艺要求下料、开坡口，控制尺寸偏差，同类零件编号，分类存放；对具有独立性的主梁14、次梁18、横梁15、吊耳21和侧轮支撑19进行单独装焊；零部件预处理的过程与现有的卧式拼装工艺要求相同；

b、放地样：在生根基础1上按工艺图放出门叶反向拼接地样，核实无误后砸上样冲眼；该地样主要包括节间连接板中心线23、主梁中心线25、次梁中心线24、边梁中心线、上横梁中心线26、中横梁中心线27和下横梁中心线28，其中边梁中心线所对应的边梁实质为次梁18，因位于面板22宽度方向的边沿处因此定义为边梁，在图5中依然以次梁中心线24示出，本发明中述及次梁18时包含与边梁中心线对应的次梁18；工艺图上的地样标准是依据实际制造的门叶而制定的；

c、反拼支撑台搭设：在步骤b的地样上按工艺图进一步放出反拼支撑台大样，复核后按要求搭设反拼支撑台；由于反拼支撑台用于支撑门叶，门叶的组装需要依托步骤b的地样，因此反拼支撑台需要在步骤b的地样基础上进行，这样才能确保制造的门叶符合尺寸要求；

d、反向拼装：在反拼支撑台上以中心为基准向两侧拼装门叶；具体的反向拼装步骤：

①节间连接板17安装：利用天车吊运节间连接板17至节间连接板支撑台2上方，将节间连接板17定位在节间连接板支撑台2上，使节间连接板17的中心线与地样上的节间连接板中心线23对应，然后在节间连接板支撑台2上、节间连接板17两侧焊接定位块使节间连接板17相对固定；在门叶整体点焊固定或整体焊接后可将定位块割除；

②主梁14安装：利用天车将主梁14吊运至主梁支撑台3上，使主梁14上的门叶连接板20与大支撑横板9对应，主梁中部被支撑在主梁支撑架上，实现在主梁支撑台3上布置主梁14，然后使主梁14与地样上的主梁中心线25对齐；本发明中主梁14可以是由翼板和腹板构成的箱梁；

③横梁15安装：在横梁支撑台4上布置横梁15，使横梁15与地样上的横梁中心线对齐，在本发明中横梁中心线包括上横梁中心线26、中横梁中心线27和下横梁中心线28，对齐后将横梁15两端分别与主梁14和节间连接板17点焊固定；

④顶梁16安装：在顶梁支撑台5上布置顶梁16，将顶梁16与主梁14和节间连接板17点焊固定；本发明中的顶梁16可以是由腹板和翼板构成的T字形梁；

⑤侧轮支撑19安装：在主梁14外侧将侧轮支撑19点焊固定；本发明中侧轮支撑19共设有六件；

⑥次梁18安装：在侧轮支撑19和横梁15上布置次梁18，使次梁18与地样上的次梁中心线24对齐，将次梁18与侧轮支撑19和横梁15点焊固定；在面板22安装前，可利用槽钢横向布置，以检测次梁18的弧度以及主梁14的弧度，对局部不符合弧度要求的进行过渡打磨处理，避免局部突出而顶持面板；本发明中的次梁18可以是由腹板和翼板构成的T字形梁；

⑦面板22安装：将面板22布置在次梁18和主梁14上，点焊固定；面板22卷制前用样冲砸出各主梁、次梁和横梁中心线，装配时调整样冲线与相应地样上的中心对齐即可，无误后点焊加固；

⑧吊耳21安装：在顶梁16外侧将吊耳21点焊固定；吊耳21所对应的中心线与节间连接板中心线23对应；

面板22安装和吊耳21安装由于不产生干涉，因此安装顺序可掉换；

e、门叶焊接：门叶整体组装完成后，经检验合格，进行加固定位焊；以节间连接板中心线23为对称线，对称位置焊接；长度大于1m的焊缝应采取分段退步焊；

f、门叶校正及应力消除：对焊后门叶进行火焰校正，校正完成后再用时效应力机进行应力消除；

g、面板22加工：按工艺要求进行面板22加工；使面板22满足平面度要求；由于拼装后面板22朝上，易于面板22的加工，而常规卧式拼装方法面板22朝下，进行面板22加工时按照常规方式还需进行解体，如采用卧式加工则还需翻转门叶，门叶体积较大，翻转操作费时费力。

本发明反向拼装是相对现有卧式拼装而言的，现有卧式拼装，在拼装时，优先铺设面板22，再设置节间连接板17、次梁18、主梁14及横梁15等部件，在拼装时面板22的弧顶是朝下的，而本发明在拼装时利用专用工装的支撑，反向拼装相关部件，同时摒弃了常规的弧形拼装台；本发明解决了传统拼装方法带来的面板加工繁琐问题，面板拼装后直接朝上，专用工装将门叶有效支撑，可在面板上直接进行加工；可减少门叶翻转及支撑等工序，优化了设计工艺，利于提高门叶生产效率；本发明中的专用工装结构简单，易于制造，仅需对门叶的主梁14、节间连接板17、横梁15和顶梁16进行支撑即可，材料消耗少、成本低廉，在弧形闸门门叶反向拼装过程中可以对门叶进行有效支撑和定位，便于弧形闸门门叶的快速组装；本发明通过反向拼装平台的定位性及地样投影的限位性有效的保证弧形闸门门叶的拼装质量。

Claims (8)

1.一种水电站弧形闸门门叶反向拼装方法的专用工装，其特征在于，包括生根基础和固定在生根基础上的反拼支撑台，所述反拼支撑台包括节间连接板支撑台、主梁支撑台、横梁支撑台和顶梁支撑台，所述主梁支撑台对称的设在节间连接板支撑台两侧，所述横梁支撑台设在节间连接板支撑台和主梁支撑台之间，所述顶梁支撑台位于节间连接板支撑台和主梁支撑台上方。

2.如权利要求1所述的一种水电站弧形闸门门叶反向拼装方法的专用工装，其特征在于，所述生根基础由钢板制成，整体呈方形。

3.如权利要求1所述的一种水电站弧形闸门门叶反向拼装方法的专用工装，其特征在于，所述节间连接板支撑台包括并列设置的第一支撑立板和固定在第一支撑立板顶部的第一支撑横板，节间连接板支撑台由上到下相间隔地设有三个。

4.如权利要求1所述的一种水电站弧形闸门门叶反向拼装方法的专用工装，其特征在于，所述主梁支撑台包括连接板支撑架和主梁支撑架，所述连接板支撑架包括并列设置的第二支撑立板和固定在第二支撑立板顶部的大支撑横板，所述主梁支撑架包括并列设置的第三支撑立板和固定在第三支撑立板顶部的小支撑横板，连接板支撑架设有两个且分别位于主梁支撑架上下两侧。

5.如权利要求1所述的一种水电站弧形闸门门叶反向拼装方法的专用工装，其特征在于，所述横梁支撑台包括上梁支撑台、中梁支撑台和下梁支撑台，所述上梁支撑台、中梁支撑台和下梁支撑台上下顺次相间隔布置，所述上梁支撑台、中梁支撑台和下梁支撑台均由多个垂直固定在生根基础上的第一立板构成。

6.如权利要求1所述的一种水电站弧形闸门门叶反向拼装方法的专用工装，其特征在于，所述顶梁支撑台由多个垂直固定在生根基础上的第二立板构成。

7.一种使用权利要求1至6任一项所述的水电站弧形闸门门叶反向拼装方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、零部件预处理：按工艺要求下料、开坡口，控制尺寸偏差，同类零件编号，分类存放；对具有独立性的主梁、次梁、横梁、吊耳和侧轮支撑进行单独装焊；

b、放地样：在生根基础上按工艺图放出门叶反向拼接地样，核实无误后砸上样冲眼；

c、反拼支撑台搭设：在步骤b的地样上按工艺图进一步放出反拼支撑台大样，复核后按要求搭设反拼支撑台；

d、反向拼装：在反拼支撑台上以中心为基准向两侧拼装门叶；

e、门叶焊接：门叶整体组装完成后，经检验合格，进行加固定位焊；以门叶纵向中心线为对称线，对称位置焊接；长度大于1m的焊缝应采取分段退步焊；

f、门叶校正及应力消除：对焊后门叶进行火焰校正，校正完成后再用时效应力机进行应力消除；

g、面板加工：按工艺要求进行面板加工。

8.如权利要求7所述的一种水电站弧形闸门门叶反向拼装方法，其特征在于，所述步骤d中反向拼装的步骤为：

①节间连接板安装：将节间连接板定位在节间连接板支撑台上，使节间连接板的中心线与地样上的中心线对应，然后在节间连接板支撑台上、节间连接板两侧焊接定位块使节间连接板相对固定；

②主梁安装：在主梁支撑台上布置主梁，使主梁与地样上的中心线对齐；

③横梁安装：在横梁支撑台上布置横梁，使横梁与地样上的中心线对齐，对齐后将横梁两端分别与主梁和节间连接板点焊固定；

④顶梁安装：在顶梁支撑台上布置顶梁，将顶梁与主梁和节间连接板点焊固定；

⑤侧轮支撑安装：在主梁外侧将侧轮支撑点焊固定；

⑥次梁安装：在侧轮支撑和横梁上布置次梁，使次梁与地样上的中心线对齐，将次梁与侧轮支撑和横梁点焊固定；

⑦面板安装：将面板布置在次梁和主梁上，点焊固定；

⑧吊耳安装：在顶梁外侧将吊耳点焊固定。