CN107905182B - 大跨度弧形闸门安装精度控制方法 - Google Patents

大跨度弧形闸门安装精度控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种大跨度弧形闸门安装精度控制方法,在大跨度弧形闸门的安装过程中进行精度控制,大跨度弧形闸门的安装包括在一期混凝土浇筑后进行测量放样工序、轨道安装工序、支铰安装工序、门叶安装工序和水封安装工序;支铰安装工序包括依次进行的支铰座螺栓安装工序和支铰装置安装工序;其中,支铰座螺栓安装工序中采用箱形模具定位进行精度控制。本发明在大跨度弧形闸门的安装过程中,通过测量放样确定安装基准保证了后续安装过程中的精度得到精确地控制,并且通过对支铰的安装精度进行精确控制,保证弧形闸门的工作精度,有效地解决了现有技术中大跨度弧形闸门在安装过程中的安装精度难以控制的问题。

Description

大跨度弧形闸门安装精度控制方法
技术领域
本发明涉及水电站闸门安装施工技术领域,尤其涉及一种大跨度弧形闸门安装精度控制方法。
背景技术
近年来,在水电站项目中,弧形闸门以其启闭快速准确,运转安全的优点在水电站中得到广泛应用,尤其是大跨度弧形闸门在克服运输困难,易变形等难点后,安装工艺也日臻成熟。在弧形闸门的安装过程中,安装的精度将直接影响到弧形闸门后续工作过程中的运行情况以及使用寿命。而现有的弧形闸门安装技术,在安装大跨度弧形闸门的过程中仍然存在安装精度难以控制的问题。
发明内容
针对上述现有技术中存在的技术问题,本发明提供了一种大跨度弧形闸门安装精度控制方法,能够有效地解决大跨度弧形闸门在安装过程中的安装精度难以控制的问题。
本发明的技术方案是:一种大跨度弧形闸门安装精度控制方法,在大跨度弧形闸门的安装过程中进行精度控制,所述大跨度弧形闸门的安装包括在一期混凝土浇筑后进行测量放样工序、轨道安装工序、支铰安装工序、门叶安装工序和水封安装工序,所述支铰安装工序包括依次进行的支铰座板螺栓安装工序和支铰装置安装工序;
其中,所述支铰座螺栓安装工序为在一期混凝土弧门支铰牛腿前端预埋的支铰座板上安装固定螺栓,在安装过程中采用箱形模具定位进行精度控制,具体包括以下步骤:
(1)将所述箱形模具其中一面作为模具基准面,在模具基准面上定出螺栓的十字中心及轮廓线后进行穿孔,并保证螺栓与模具基准面垂直;
根据螺栓中心位置在模具基准面上施放出支铰座的横向中心线和竖向中心线,作为安装时测量的依据;
(2)在闸门孔口两侧的支铰牛腿前端顶部边角处采用全站仪放样有孔口两侧的两个支铰中心的H轴坐标基准点A1和基准点A2,在A1、A2处分别吊线锤,形成两条H轴坐标控制线,即两条H轴坐标控制线的H轴坐标值分别与闸门孔口两侧的两个支铰中心的H轴坐标值相同;
(3)在测量放样工序中已使用全站仪将两个支铰中心连线的延长线与闸墩表面的交点坐标,分别放样在孔口两侧闸墩侧墙上,点号命名为O1、O2,本工序中使用琴钢线将基准点O1、O2连接,形成支铰中心轴线;
(4)调整箱形模具的角度至设计值,在模具基准面上任意一点吊线锤,并测量水平与垂直距离,利用三角函数换算为角度;
(5)调整箱形模具的位置使支铰中心轴线向模具基准面的投影与箱形模具上的横向中心线重合,且使支铰中心轴线与箱形模具上的横向中心线平行;
(6)沿箱形模具上的横向中心线方向调整箱形模具的位置使箱形模具上的竖向中心线与对应的H轴坐标控制线共面。
作为优选:所述支铰装置安装工序包括以下步骤:
(1)将支铰装置调整至门叶全关闭状态,并将支铰装置的活动端与固定端临时进行固定牢固;
(2)将支铰装置固定端的支铰座穿入已焊接至支铰座板上的螺栓后进行调整,将施放于孔口两侧闸墩侧墙上的分别对应基准点O1、O2且仅高程大于基准点O1、O2的O1′、O2′两个基准点使用琴钢线连接,形成平行于支铰中心轴线的支铰平行线,在支铰座两侧的支铰平行线上分别挂设线锤,通过松紧螺母调整支铰座位置,使铅锤线通过支铰中心轴线,同时通过测量支铰座两侧垂直平面度,并在两侧轴端中心挂设钢卷尺,利用水准仪控制两侧高程,调整支铰座轴孔倾斜度。
进一步地:在支铰装置安装工序的步骤(2)后进行以下步骤:
(3)利用施放于下游侧检修闸门底槛处的基准点,使用经纬仪复核支铰中心对孔口中心线距,保证偏差不大于1mm。
作为优选:所述轨道安装工序包括依次进行的底槛安装工序和侧轨安装工序;
其中,底槛安装工序中,底槛分4节焊接埋设,安装使用高精度水准仪进行测量调整,轨道组合处错位不大于1mm;
侧轨安装工序中,侧轨分5节安装,每节侧轨所在的门槽施放有三组基准,三组基准分别对应每节侧轨的两端和中部施放,每组基准包括以支铰中心在闸墩侧墙上的投影基准点为圆心作弧线,不同曲率半径值处选取的一对基准点,侧轨安装工序具体包括以下步骤:
(1)将每节侧轨吊装至对应门槽处,通过测量每节侧轨上的止水座板中心线到两侧基准点的距离对该节侧轨进行定位;
(2)使用吊线测量、高精度经纬仪复核双重检测控制侧轨垂直平面度的精度。
作为优选:所述门叶安装工序中安装精度控制包括门叶、支臂吊装定位过程中的精度控制和门叶、支臂焊接过程中的精度控制;
所述门叶安装工序中对门叶采用自下至上依次分节吊装安装,在门叶背水面宽度方向布置型钢以防止门叶在门叶吊装的过程中变形;
门叶的临时支撑采用在门叶迎水面搭设临时支撑架的方式,或者采用在底槛及侧轨上焊接支撑铁块的方式;
门叶的临时支撑采用在底槛及侧轨上焊接支撑铁块的方式时,支撑铁块焊接在门叶面板上游侧轨道面上,距面板20mm,边沿加塞楔形块进行调整;
在吊装调整时,首先使门叶中心线与孔口中心线对位,门叶曲率半径的调整使用轨道安装时的基准点,通过在支撑铁块与门叶面板间加塞楔形块精调。
进一步地:支臂采用上下支臂散件安装,下支臂吊装时先连接支铰端,后连接门叶端,与门叶连接时,先放入连接板并与门叶螺栓固定,再割除支臂长度方向余量,调整焊接固定,焊接完成后在两侧安装抗剪板,上支臂吊装待上横梁所在门叶吊装完成后进行,之后进行支臂连系梁安装。
更进一步地:门叶、支臂焊接过程中,通过控制以下方面来控制门叶焊接变形:
(1)热输入量
采用手工电弧焊方式,焊前焊条经300~350℃烘焙1h,用保温桶随烘随用;
根据热输入计算公式:
E=IUη/V (1)
计算热输入量;
式(1)中,E为热输入量(J/cm);I为焊接电流(A);U为电弧电压(V);V为焊接速度(cm/s);η为热效率系数;
根据焊条直径确定焊接电流,根据公式U=20+0.04×I确定电弧电压,保证焊透的情况下,焊接速度控制在0.3cm/s以上;
(2)焊道层数
采用多层焊接,第一层以小直径焊条打底,以减少线能量,同时用短弧焊接,且第一层焊缝完成后会对下层焊缝形成约束,焊接层数越多,变形越小;
(3)焊接顺序
门叶面板施焊采用分段退步焊法,将焊缝沿长度方向分8段,安排偶数个焊工,采用分中对称逐步退焊法来完成,禁止从边缘向中间施焊,焊接时左右两侧焊工同时进行作业,避免由时间差引起的门叶不均匀受力而产生变形;
其他各种腹板、隔板及支臂对接焊缝的焊接,同样由偶数个焊工从门叶纵向中心开始同步、对称、交叉、分段、倒退焊接,保证门叶整体受力均匀。
再进一步地:所有焊缝焊接完成,经过24h即可进行超声波探伤检测,检查焊接质量,最后对门叶各项尺寸及位置进行复测。
作为优选:水封安装工序中,先在平地将水封拼接好,再与水封压板配合钻螺栓孔,最后安装在门叶上;
安装过程中通过调节水封连接螺栓来调整水封平面度,控制水封设计压缩量。
进一步地:水封安装完成后进行透光检查,将门体调至全关状态,要求水封与轨道止水座板不得有间隙或透光现象,否则要进行调整,直至无透光现象为止。
本发明的有益效果是:本发明在大跨度弧形闸门的安装过程中,在一期混凝土浇筑后进行测量放样,确定安装基准保证了后续安装过程中的精度得到精确地控制,并且通过对支铰的安装精度进行精确控制,保证弧形闸门的工作精度,有效地解决了现有技术中大跨度弧形闸门在安装过程中的安装精度难以控制的问题。
通过优选的技术方案,使本发明还具有以下优点:
(1)轨道采用分节埋设方式,使用高精度经纬仪与吊线配合测量调整,既保证了安装精度,又能适应金属结构安装与土建施工交叉作业工况。
(2)支铰座板与螺杆分体埋设安装,避免了螺杆在一期混凝土浇筑过程中发生偏移,提高了安装精度。支铰装置整体吊装并一次完成,减少了吊装设备的投入,节省了工期。
(3)门叶分节安装中,利用支撑铁块作为门叶临时支撑与调整辅助,减少了材料消耗与人工投入,方便简单。更重要的是利于门叶一次调整到位,保证了安装精度。
(4)通过采用优化后的焊接工艺,闸门焊缝经过焊后无损检验一次合格率100%。焊接过程中的焊接变形监测与焊后闸门尺寸复核均未发生超差现象。
(5)在应用本发明的右岸四孔泄水闸坝金属结构安装工程共完成单元工程20个,单元工程质量评定验收合格率100%,优良率100%。通过采用以上措施,很好地控制了闸门的安装偏差与焊接变形,提高了安装效率,降低生产成本,保证了工程的质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是弧形闸门安装工序图;
图2是本发明实施例的弧门侧面布置图;
图3是本发明实施例的侧轨安装基准布置示意图;
图4是本发明实施例的支铰安装基准点01、02及孔口总体平面布置示意图;
图5是本发明实施例侧视方向上的支铰安装基准点A1、O1、O1′的布置示意图;
图6是本发明实施例正视方向上的支铰安装基准点A1、O1、O1′的布置示意图;
图7是本发明实施例正视方向上的支铰安装基准点A2、O2、O2′的布置示意图;
图8是本发明实施例侧视方向上的支铰安装基准点A2、O2、O2′的布置示意图;
图9是本发明实施例的支铰座螺栓安装结构示意图;
图10是本发明实施例的支铰装置结构示意图;
图11是本发明实施例的支铰中心轴线与支铰平行线的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
因此,以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种大跨度弧形闸门安装精度控制方法,在大跨度弧形闸门的安装过程中进行精度控制,大跨度弧形闸门的安装包括在一期混凝土浇筑后进行测量放样工序、轨道安装工序、支铰安装工序、门叶安装工序和水封安装工序。
由于弧形闸门安装要求精度高,根据弧形闸门安装工序(见图1),须在施工准备阶段建立一套精确的坐标体系,在一期混凝土浇筑后进行测量放样工序。
下述的闸门底槛处的基准点、孔口中心线、每节侧轨所在的门槽施放的三组基准以及基准点A1、A2、O1、O2、O1′、O2′等均在测量放样工序中进行施放。
如图2和图3所示,每节侧轨所在的门槽施放的每组基准包括以支铰中心在闸墩侧墙上的投影基准点(即基准点O1或者O2)为圆心作弧线,不同曲率半径值处选取的一对基准点。每一对基准点位于过圆心的同一条直线上。本实施例中,每组基准的一对基准点(如图3中的基准点A和基准点B)以支铰中心为基准在弧门侧轨门槽两侧的闸墩侧墙上分别以曲率半径R18300与R19300画出。
如图5至图8所示,基准点A1和基准点A2分别施放在闸门孔口两侧的支铰牛腿前端顶部边角处,且分别与两个支铰中心的H轴坐标值相同(H轴坐标值,是指在如图4中所示的H轴、Z轴坐标系中的H轴上的任意一点与O点之间的差值,其中以0点为原点沿H轴箭头正向递增的点的H轴坐标值为正数,以0点为原点沿H轴箭头逆向递增的点的H轴坐标值为负数)。基准点A1和基准点A2的施放方法为:采用全站仪在闸门孔口两侧的支铰牛腿前端顶部边角处,分别放样出与两个支铰中心的H轴坐标值相同的基准点,分别命名为A1、A2。
如图4至图8所示,基准点O1和基准点O2分别放样在孔口两侧闸墩侧墙上,为两个支铰中心连线延长线与闸墩墙面的交点。
基准点O1和基准点O2的放样方法为:使用全站仪将两个支铰中心连线的延长线与闸墩表面的交点坐标,分别放样在孔口两侧闸墩侧墙上,点号命名为O1、O2。
如图5至图8所示,基准点O1′和基准点O2′也分别放样在孔口两侧闸墩侧墙上,基准点O1′和基准点O2′的高程相等,分别对应施放在基准点O1和基准点O2的正上方,且仅高程大于基准点O1和基准点O2。
测量放样工作均应由较高水平的专业测量人员,严格按照设计图样要求,选用高精度全站仪、经伟仪和水准仪进行底槛、侧轨、孔口、支铰等安装基准测量和放样。且要求一次放样完成,并用红色油漆作好醒目标记,妥善保护至各项安装工作完工验收结束。
轨道安装工序包括依次进行的底槛安装工序和侧轨安装工序。
其中,底槛安装工序中,底槛分4节焊接埋设,安装使用高精度水准仪进行测量调整,轨道组合处错位不大于1mm。
侧轨安装工序中,侧轨分5节安装。每节侧轨所在的门槽施放有三组基准,三组基准分别对应每节侧轨的两端和中部施放。
每组基准包括以支铰中心在混凝土侧墙投影基准点(即基准点O1或者O2)为圆心作弧线,不同曲率半径值处选取的一对基准点。比如,本实施例中,每组基准的一对基准点(如图2中的基准点A和基准点B)以支铰中心为基准在门槽两侧的混凝土侧墙分别以曲率半径R18300与R19300画出。
在每节侧轨止水座板画出中心线。
侧轨安装工序具体包括以下步骤:
(1.1)将每节侧轨吊装至对应门槽处,通过测量每节侧轨上的止水座板中心线到两侧基准点的距离对该节侧轨进行定位。
(1.2)使用吊线测量、高精度经纬仪复核双重检测控制侧轨垂直平面度的精度。
在侧轨安装工序完成后,浇筑门槽二期混凝土。
支铰安装工序包括依次进行的支铰座螺栓安装工序和支铰装置安装工序。
其中,支铰座螺栓安装工序为在一期混凝土弧门支铰牛腿前端预埋的支铰座板上安装固定螺栓,在安装过程中采用箱形模具定位进行精度控制。箱形模具的结构如图9所示。
支铰座螺栓安装工序具体包括以下步骤:
(2.1)将箱形模具其中一面作为模具基准面,在模具基准面上定出螺栓的十字中心及轮廓线后进行穿孔,并保证螺栓与模具基准面垂直;
根据螺栓中心位置在模具基准面上施放出支铰座的横向中心线和竖向中心线,作为安装时测量的依据。
(2.2)在基准点A1和基准点A2处分别吊线锤,形成两条H轴坐标控制线(如图5至图8中所示),两条H轴坐标控制线的H轴坐标值分别与闸门孔口两侧的两个支铰中心的H轴坐标值相同。
(2.3)将O1、O2两个基准点使用琴钢线连接,形成支铰中心轴线(如图4和图11中所示)。
(2.4)调整箱形模具与水平面的夹角至设计值,在模具基准面上任意一点吊线锤,并测量水平与垂直距离,利用三角函数换算为角度。
(2.5)使支铰中心轴线O1-O2向模具基准面的投影与箱形模具上的横向中心线重合,且使支铰中心轴线O1-O2与箱形模具上的横向中心线平行。
实际操作中,使用直角钢板尺进行测量。将直角钢板尺的一条直角边a与模具基准面贴合(此时直角钢板尺的另一条直角边b垂直于模具基准面),另一直角边b与箱形模具上的横向中心线垂直且相交,同时在保证箱形模具与水平面夹角不变的前提下旋转模具,使直角钢板尺的直角边b在通过模具横向中心线上的任意一点时均与支铰中心轴线O1-O2相交,且保证交点到模具横向中心线的距离相等。
(2.6)沿箱形模具上的横向中心线方向调整箱形模具的位置使箱形模具上的竖向中心线与对应的H轴坐标控制线共面。
实际操作中,使用直角钢板尺进行测量。将直角钢板尺的一条直角边a与模具基准面贴合(此时直角钢板尺的另一条直角边b垂直于模具基准面),另一直角边b与箱形模具上的竖向中心线垂直且相交,同时在保证箱形模具与水平面夹角不变的前提下,沿箱形模具上的横向中心线方向移动模具,使直角钢板尺的直角边b与H轴坐标控制线相交。
在步骤(2.5)和(2.6)中,进行箱形模具的调整过程中,保证模具基准面与水平面夹角不变。
(2.7)在箱形模具位置调整完成后,将螺杆和支铰座板焊接固定。
焊接完成之后,取下模具,螺杆安装完成。
支铰装置的结构如图10所示。支铰装置安装工序包括以下步骤:
(3.1)将支铰装置调整至门叶全关闭状态,并将支铰装置的活动端与固定端临时进行固定牢固。
(3.2)将支铰装置固定端的支铰座穿入已焊接至支铰座板上的螺栓后进行调整,将O1′、O2′两个基准点使用琴钢线连接,形成平行于支铰中心轴线的支铰平行线(如图11中所示),在支铰座两侧的支铰平行线上分别挂设线锤,通过松紧螺母调整支铰座位置,使铅锤线通过支铰中心轴线,同时通过测量支铰座两侧垂直平面度,并在两侧轴端中心挂设钢卷尺,利用水准仪控制两侧高程,调整支铰座轴孔倾斜度。
(3.3)利用施放于下游侧检修闸门底槛处的基准点,使用经纬仪复核支铰中心对孔口中心线距,保证偏差不大于1mm。
(3.4)支铰装置位置调整完成后,浇筑支铰牛腿二期混凝土。
门叶安装工序中安装精度控制包括门叶、支臂吊装定位过程中的精度控制和门叶、支臂焊接过程中的精度控制。
本实施例中,门叶为7节,安装次序为:第一节门叶(下主横梁所在门叶)——下支臂——第二节门叶、第三节门叶、第四节门叶(上横梁所在门叶)——上支臂及连系梁——第五门叶、第六门叶。
门叶安装工序中对门叶采用自下至上依次分节吊装安装,在门叶背水面宽度方向布置型钢以防止门叶在门叶吊装的过程中变形。
门叶的临时支撑采用在门叶迎水面搭设临时支撑架的方式,或者采用在底槛及侧轨上焊接支撑铁块的方式。
本实施例中,门叶的临时支撑采用在底槛及侧轨上焊接支撑铁块的方式。支撑铁块焊接在门叶面板上游侧轨道面上,距面板20mm,边沿加塞楔形块进行调整。
在吊装调整时,首先使门叶中心线与孔口中心线对位,门叶曲率半径的调整使用轨道安装时的基准点,通过在支撑铁块与门叶面板间加塞楔形块精调。
支臂采用上下支臂散件安装,下支臂吊装时先连接支铰端,后连接门叶端。与门叶连接时,先放入连接板并与门叶螺栓固定,再割除支臂长度方向余量,调整焊接固定,焊接完成后在两侧安装抗剪板,上支臂吊装待第四节门叶吊装完成后进行,之后进行支臂连系梁安装。
门叶、支臂焊接过程中,通过控制以下方面来控制门叶焊接变形:
(4.1)热输入量
采用手工电弧焊方式,焊条选用E5015(牌号J507)低氢钠型焊条。为减小电弧线能量,直径选择3.2mm、4.0mm,焊接时用短弧操作,以窄焊道为宜。焊前焊条经300~350℃烘焙1h,用保温桶随烘随用。
根据热输入计算公式:
E=IUη/V (1)
计算热输入量。
式(1)中,E为热输入量(J/cm);I为焊接电流(A);U为电弧电压(V);V为焊接速度(cm/s);η为热效率系数。
根据焊条直径确定焊接电流,根据公式U=20+0.04×I确定电弧电压,保证焊透的情况下,焊接速度控制在0.3cm/s以上。
(4.2)焊道层数
采用多层焊接,第一层以小直径焊条打底,以减少线能量,同时用短弧焊接,且第一层焊缝完成后会对下层焊缝形成约束,焊接层数越多,变形越小。
(4.3)焊接顺序
门叶面板施焊采用分段退步焊法,将焊缝沿长度方向分8段,安排偶数个焊工,采用分中对称逐步退焊法来完成,禁止从边缘向中间施焊,焊接时左右两侧焊工同时进行作业,避免由时间差引起的门叶不均匀受力而产生变形;
其他各种腹板、隔板及支臂对接焊缝的焊接,同样由偶数个焊工从门叶纵向中心开始同步、对称、交叉、分段、倒退焊接,保证门叶整体受力均匀。
所有焊缝焊接完成,经过24h即可进行超声波探伤检测,检查焊接质量,最后对门叶各项尺寸及位置进行复测。
水封安装工序中,先在平地将水封拼接好,再与水封压板配合钻螺栓孔,最后安装在门叶上;
安装过程中通过调节水封连接螺栓来调整水封平面度,控制水封设计压缩量。
水封安装完成后进行透光检查,将门体调至全关状态,要求水封与轨道止水座板不得有间隙或透光现象,否则要进行调整,直至无透光现象为止。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大跨度弧形闸门安装精度控制方法,在大跨度弧形闸门的安装过程中进行精度控制,所述大跨度弧形闸门的安装包括在一期混凝土浇筑后进行测量放样工序、轨道安装工序、支铰安装工序、门叶安装工序和水封安装工序,其特征在于:所述支铰安装工序包括依次进行的支铰座螺栓安装工序和支铰装置安装工序;
其中,所述支铰座螺栓安装工序为在一期混凝土弧门支铰牛腿前端预埋的支铰座板上安装固定螺栓,在安装过程中采用箱形模具定位进行精度控制,具体包括以下步骤:
(1)将所述箱形模具其中一面作为模具基准面,在模具基准面上定出螺栓的十字中心及轮廓线后进行穿孔,并保证螺栓与模具基准面垂直;
根据螺栓中心位置在模具基准面上施放出支铰座的横向中心线和竖向中心线,作为安装时测量的依据;
(2)在闸门孔口两侧的支铰牛腿前端顶部边角处采用全站仪放样有孔口两侧的两个支铰中心的H轴坐标基准点A1和基准点A2,在A1、A2处分别吊线锤,形成两条H轴坐标控制线,即两条H轴坐标控制线的H轴坐标值分别与闸门孔口两侧的两个支铰中心的H轴坐标值相同;
(3)在测量放样工序中已使用全站仪将两个支铰中心连线的延长线与闸墩表面的交点坐标,分别放样在孔口两侧闸墩侧墙上,点号命名为O1、O2,本工序中使用琴钢线将基准点O1、O2连接,形成支铰中心轴线;
(4)调整箱形模具的角度至设计值,在模具基准面上任意一点吊线锤,并测量水平与垂直距离,利用三角函数换算为角度;
(5)调整箱形模具的位置使支铰中心轴线向模具基准面的投影与箱形模具上的横向中心线重合,且使支铰中心轴线与箱形模具上的横向中心线平行;
(6)沿箱形模具上的横向中心线方向调整箱形模具的位置使箱形模具上的竖向中心线与对应的H轴坐标控制线共面。
2.根据权利要求1所述的大跨度弧形闸门安装精度控制方法,其特征在于:所述支铰装置安装工序包括以下步骤:
(1)将支铰装置调整至门叶全关闭状态,并将支铰装置的活动端与固定端临时进行固定牢固;
(2)将支铰装置固定端的支铰座穿入已焊接至支铰座板上的螺栓后进行调整,将施放于孔口两侧闸墩侧墙上的分别对应基准点O1、O2且仅高程大于基准点O1、O2的O1′、O2′两个基准点使用琴钢线连接,形成平行于支铰中心轴线的支铰平行线,在支铰座两侧的支铰平行线上分别挂设线锤,通过松紧螺母调整支铰座位置,使铅锤线通过支铰中心轴线,同时通过测量支铰座两侧垂直平面度,并在两侧轴端中心挂设钢卷尺,利用水准仪控制两侧高程,调整支铰座轴孔倾斜度。
3.根据权利要求2所述的大跨度弧形闸门安装精度控制方法,其特征在于:在支铰装置安装工序的步骤(2)后进行以下步骤:
(3)利用施放于下游侧检修闸门底槛处的基准点,使用经纬仪复核支铰中心对孔口中心线距,保证偏差不大于1mm。
4.根据权利要求1所述的大跨度弧形闸门安装精度控制方法,其特征在于:所述轨道安装工序包括依次进行的底槛安装工序和侧轨安装工序;
其中,底槛安装工序中,底槛分4节焊接埋设,安装使用高精度水准仪进行测量调整,轨道组合处错位不大于1mm;
侧轨安装工序中,侧轨分5节安装,每节侧轨所在的门槽施放有三组基准,三组基准分别对应每节侧轨的两端和中部施放,每组基准包括以支铰中心在闸墩侧墙上的投影基准点为圆心作弧线,不同曲率半径值处选取的一对基准点,侧轨安装工序具体包括以下步骤:
(1)将每节侧轨吊装至对应门槽处,通过测量每节侧轨上的止水座板中心线到两侧基准点的距离对该节侧轨进行定位;
(2)使用吊线测量、高精度经纬仪复核双重检测控制侧轨垂直平面度的精度。
5.根据权利要求1所述的大跨度弧形闸门安装精度控制方法,其特征在于:所述门叶安装工序中安装精度控制包括门叶、支臂吊装定位过程中的精度控制和门叶、支臂焊接过程中的精度控制;
所述门叶安装工序中对门叶采用自下至上依次分节吊装安装,在门叶背水面宽度方向布置型钢以防止门叶在门叶吊装的过程中变形;
门叶的临时支撑采用在门叶迎水面搭设临时支撑架的方式,或者采用在底槛及侧轨上焊接支撑铁块的方式;
门叶的临时支撑采用在底槛及侧轨上焊接支撑铁块的方式时,支撑铁块焊接在门叶面板上游侧轨道面上,距面板20mm,边沿加塞楔形块进行调整;
在吊装调整时,首先使门叶中心线与孔口中心线对位,门叶曲率半径的调整使用轨道安装时的基准点,通过在支撑铁块与门叶面板间加塞楔形块精调。
6.根据权利要求5所述的大跨度弧形闸门安装精度控制方法,其特征在于:支臂采用上下支臂散件安装,下支臂吊装时先连接支铰端,后连接门叶端,与门叶连接时,先放入连接板并与门叶螺栓固定,再割除支臂长度方向余量,调整焊接固定,焊接完成后在两侧安装抗剪板,上支臂吊装待上横梁所在门叶吊装完成后进行,之后进行支臂连系梁安装。
7.根据权利要求6所述的大跨度弧形闸门安装精度控制方法,其特征在于:门叶、支臂焊接过程中,通过控制以下方面来控制门叶焊接变形:
(1)热输入量
采用手工电弧焊方式,焊前焊条经300~350℃烘焙1h,用保温桶随烘随用;
根据热输入计算公式:
E=IUη/V (1)
计算热输入量;
式(1)中,E为热输入量J/cm;I为焊接电流A;U为电弧电压V;V为焊接速度cm/s;η为热效率系数;
根据焊条直径确定焊接电流,根据公式U=20+0.04×I确定电弧电压,保证焊透的情况下,焊接速度控制在0.3cm/s以上;
(2)焊道层数
采用多层焊接,第一层以小直径焊条打底,以减少线能量,同时用短弧焊接,且第一层焊缝完成后会对下层焊缝形成约束,焊接层数越多,变形越小;
(3)焊接顺序
门叶面板施焊采用分段退步焊法,将焊缝沿长度方向分8段,安排偶数个焊工,采用分中对称逐步退焊法来完成,禁止从边缘向中间施焊,焊接时左右两侧焊工同时进行作业,避免由时间差引起的门叶不均匀受力而产生变形;其他各种腹板、隔板及支臂对接焊缝的焊接,同样由偶数个焊工从门叶纵向中心开始同步、对称、交叉、分段、倒退焊接,保证门叶整体受力均匀。
8.根据权利要求7所述的大跨度弧形闸门安装精度控制方法,其特征在于:所有焊缝焊接完成,经过24h即可进行超声波探伤检测,检查焊接质量,最后对门叶各项尺寸及位置进行复测。
9.根据权利要求1所述的大跨度弧形闸门安装精度控制方法,其特征在于:水封安装工序中,先在平地将水封拼接好,再与水封压板配合钻螺栓孔,最后安装在门叶上;
安装过程中通过调节水封连接螺栓来调整水封平面度,控制水封设计压缩量。
10.根据权利要求9所述的大跨度弧形闸门安装精度控制方法,其特征在于:水封安装完成后进行透光检查,将门体调至全关状态,要求水封与轨道止水座板不得有间隙或透光现象,否则要进行调整,直至无透光现象为止。
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