唐 明，方 芳

(浙江江能建設(shè)有限公司，浙江 杭州 310004)

1 工程概況

平寨電站位于貴州省六枝特區(qū)牛場(chǎng)鄉(xiāng)境內(nèi)，電站裝機(jī)容量136MW，裝設(shè)2臺(tái)混流式水輪發(fā)電機(jī)組，電站廠房為地面式廠房，主廠房長(zhǎng)約60m，寬為20m。

主廠房?jī)?nèi)設(shè)置1臺(tái)100+100t的雙小車廠房橋式起重機(jī)供機(jī)組安裝檢修使用，橋機(jī)跨度為18m。橋式起重機(jī)由橋架、2個(gè)小車、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、電動(dòng)葫蘆和電氣設(shè)備5個(gè)部分組成。橋機(jī)型號(hào)為QE100+100/25/5t;主鉤升降高度31m，主鉤升降速度0.11～1.10m/min;副鉤升降高度40m，副鉤升降速度0.44～4.40m/min;大車行走機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度1.20～12.00m/min;小車行走機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度0.90～9.00m/min;軌道型號(hào)為QU100;起重機(jī)工作級(jí)別A3。電氣系統(tǒng)控制方式為PLC程序控制和變頻器控制，實(shí)現(xiàn)整車PLC運(yùn)行時(shí)序邏輯控制。

在橋機(jī)安裝完成后進(jìn)行橋機(jī)負(fù)載試驗(yàn)，檢查橋機(jī)的負(fù)載起升能力及橋架的上拱度、下擾度等。

2 負(fù)載試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

2.1 負(fù)載試驗(yàn)分類

根據(jù)GB 2010-12-01《起重設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》［1］，結(jié)合本橋機(jī)的設(shè)計(jì)負(fù)載能力，負(fù)載試驗(yàn)分為3類:100%靜負(fù)載試驗(yàn)，試塊重量為2×100×100%=200t;125%靜負(fù)載試驗(yàn)，試塊重量為2×100×125%=250t;110%動(dòng)負(fù)載試驗(yàn)，試塊重量為2×100×110%=220t。

2.2 試重塊選擇

一般選擇鋼板、鋼筋或鋼筋混凝土作為試塊，結(jié)合電站的實(shí)際情況，開展了2個(gè)方案的比選。

方案1:試重塊選用鋼筋。副廠房及大壩面板施工還沒有全面展開，庫(kù)存鋼筋達(dá)到1000多噸，滿足試吊所需250t最大用量。選用長(zhǎng)度為9m，直徑為20mm的鋼筋，斷面積為3.14cm2/根，質(zhì)量為22.23kg/根，按最大用量250t計(jì)，則需11246根，合計(jì)總斷面積3.53m2、總體積31.77m3。

方案2:試重塊選用鋼筋混凝土。若采用鋼筋混凝土作為試重塊，則需要設(shè)計(jì)施工詳圖后進(jìn)行試重塊施工才能保證試重塊的運(yùn)輸及起吊的強(qiáng)度安全。鋼筋混凝土密度一般為2.5t/m3，按總質(zhì)量250t計(jì)，則需要混凝土方量約為250t÷2.5(t/m3)=100m3。以本工程的合同造價(jià)計(jì)算混凝土試塊費(fèi)用需要6萬元左右;并需要平整約150m2的場(chǎng)地進(jìn)行試塊制作。由于現(xiàn)場(chǎng)處于河道峽谷地帶，場(chǎng)地受限，場(chǎng)地平整費(fèi)用約為3萬元，而鋼筋混凝土施工需要設(shè)計(jì)圖紙，還存在一定的設(shè)計(jì)費(fèi)用。

從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和安全角度比較，方案1明顯可行，只需與土建單位進(jìn)行有效協(xié)調(diào)即可，用鋼筋作為試塊的使用周期也僅為4d，因此平寨電站主廠房?jī)?nèi)QE100+100/25/5t雙小車橋式起重機(jī)試重塊選用現(xiàn)場(chǎng)庫(kù)存鋼筋，符合就地取材原則。

2.3 試重塊支架

試重塊選用鋼筋，因此需制作鋼支架擱置鋼筋，便于安裝纏繞起吊鋼絲繩。鋼支架采用Φ300mm無縫鋼管 (見圖1)，共制作相同的4副鋼支架，試吊時(shí)每個(gè)主鉤使用2幅鋼支架，在裝配場(chǎng)分別沿左右方向放置在混凝土梁上，運(yùn)到裝配場(chǎng)的鋼筋通過橋機(jī)直接把貨卸在鋼支架上擺放整齊。所有鋼筋全部擺放到位后鋼絲繩直接纏繞起吊鋼筋的兩端，同時(shí)在鋼支架擺放鋼筋的最上面焊接橫檔，保證起吊試重塊時(shí)鋼支架跟著鋼筋一起上升和下降。

圖1 鋼支架、鋼筋試重塊剖面示意圖

2.4 鋼絲繩選擇

靜負(fù)載試驗(yàn)時(shí)每輛小車最大起重量125t，采用8股鋼絲繩受力，鋼絲繩直徑為Φ36mm，考慮30°夾角，每股鋼絲繩承重=125÷8÷cos30°=18t。

查GB 8918—2006《鋼絲繩國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》［2］的鋼絲繩規(guī)格表，直徑Φ36mm鋼絲繩鋼絲破斷拉力總和671000N(68.4t)，則鋼絲繩理論破斷拉力為671000×0.85=570350N(58.2t)。在做靜載載試驗(yàn)時(shí)，起落次數(shù)較少，起升高度較低，取3倍安全系數(shù)，則鋼絲繩安全承重為570350÷3=190117N(19.4t) ＞試驗(yàn)時(shí)最大受力18.0t。6×37+1—直徑Φ36mm的鋼絲繩滿足負(fù)載要求，可以作為試驗(yàn)用索具。

3 負(fù)載試驗(yàn)分析

3.1 空載試驗(yàn)

空載試驗(yàn)主要是操作運(yùn)行橋機(jī)大車、小車、主鉤、副鉤，切換運(yùn)行速度檔位，檢查各機(jī)械及電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)均滿足國(guó)家規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。橋機(jī)大車沿軌道全長(zhǎng)往返運(yùn)行3次，在運(yùn)行過程中切換5個(gè)檔位，檢查橋機(jī)大車在5個(gè)不同速度下運(yùn)行是否平穩(wěn)、無異常聲響及振動(dòng)沖擊現(xiàn)象;各電氣設(shè)備運(yùn)行正常，無過熱、燒毀現(xiàn)象;運(yùn)行過程中停車檢查大車剎車裝置能可靠制動(dòng);大車開至廠房左右端部時(shí)極限位置開關(guān)動(dòng)作可靠，電氣保護(hù)工作正常，大車能平穩(wěn)緩慢停車;大車運(yùn)行過程中檢查主動(dòng)輪和被動(dòng)輪均無啃軌現(xiàn)象;檢查大車滑觸線靜、動(dòng)觸頭接觸良好，無卡阻和冒火花現(xiàn)象。小車空載試驗(yàn)檢查項(xiàng)目與大車空載試驗(yàn)檢查項(xiàng)目類似，沿軌道全長(zhǎng)往返運(yùn)行3次，在不同檔位速度下運(yùn)行，各機(jī)械及電氣設(shè)備運(yùn)行均正常，制動(dòng)可靠，極限位置保護(hù)動(dòng)作可靠，無啃軌現(xiàn)象，滑線無扭曲打結(jié)現(xiàn)象;2小車防撞電氣及機(jī)械保護(hù)裝置動(dòng)作可靠，2小車處于并車運(yùn)行時(shí)能夠以相同的速度同時(shí)前進(jìn)和后退。主鉤、副鉤在起吊高度范圍內(nèi)來回運(yùn)行2次，檢查各機(jī)械裝置運(yùn)行平穩(wěn)、無異常聲響;檢查各電氣設(shè)備運(yùn)行正常，無過熱、燒毀現(xiàn)象;主、副鉤到達(dá)最高和最低極限位置時(shí)，極限位置開關(guān)動(dòng)作可靠，確保主副鉤運(yùn)行安全;主、副鉤下降到最低位置時(shí)檢查滾筒上鋼絲繩均還有4圈，滿足規(guī)范要求3圈以上要求;主副鉤高度儀顯示高度正確，荷載儀工作正常;重點(diǎn)檢查主副鉤制動(dòng)性能，在上升和下降時(shí)停止運(yùn)行，均能可靠剎車，無溜鉤現(xiàn)象?？蛰d試驗(yàn)結(jié)束后對(duì)整機(jī)電氣、機(jī)械進(jìn)行全面檢查，并與試驗(yàn)前對(duì)照，無任何異?，F(xiàn)象。橋機(jī)的空載試驗(yàn)結(jié)果表明，各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)滿足國(guó)家規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

3.2 靜負(fù)載試驗(yàn)100%(2×100t)

試驗(yàn)前測(cè)量橋架的上拱度，用水準(zhǔn)尺和水準(zhǔn)儀測(cè)量橋架中間和兩端的數(shù)據(jù)計(jì)算上拱度，國(guó)家規(guī)范要求上拱度大于0.8L/1000=14.4mm(L為橋機(jī)跨距18m)。實(shí)測(cè)橋機(jī)上拱度為25.0mm，大于14.4mm，滿足國(guó)家規(guī)范要求。100%靜負(fù)載試驗(yàn)時(shí)主鉤制動(dòng)器能可靠制動(dòng)、無溜鉤現(xiàn)象，各電氣設(shè)備工作正常、無過熱及燒毀現(xiàn)象，主鉤機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部分工作正常、無振動(dòng)、無異響及沖擊現(xiàn)象。

在橋架中間以磁性表座吸住15m鋼卷尺一端，另一端懸掛至離裝配場(chǎng)地面約1m距離，用水準(zhǔn)儀測(cè)量初始數(shù)據(jù)。吊起100%額定負(fù)載距地面約200mm左右，懸停10min，用水準(zhǔn)儀再次測(cè)量鋼卷尺讀數(shù)，該讀數(shù)與未吊重物時(shí)的初始數(shù)據(jù)相減即為橋機(jī)的下擾度，國(guó)家規(guī)范要求下擾度不得大于L/700=25.7mm(L為橋機(jī)跨距18m)。2014年05月10日進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)實(shí)測(cè)橋機(jī)下擾度為11.0mm，小于25.7mm，滿足國(guó)家規(guī)范要求。卸載后測(cè)量鋼卷尺讀數(shù)與初始數(shù)據(jù)相同，橋機(jī)主鋼梁無永久性變形。

3.3 靜負(fù)載試驗(yàn)125%(2×125t)

試驗(yàn)、檢查、測(cè)量等方法與100%靜負(fù)載試驗(yàn)類似。實(shí)測(cè)橋機(jī)下擾度為12.0mm，小于25.7mm，滿足國(guó)家規(guī)范要求。連續(xù)試驗(yàn)3次并測(cè)量，每次間隔時(shí)間10min，每次測(cè)量的下擾度均為12.0mm。

試驗(yàn)結(jié)束后檢查橋機(jī)各焊縫完好，各結(jié)構(gòu)無裂紋和連接無松動(dòng)，同時(shí)檢查橋機(jī)主鋼梁無永久變形。

3.4 動(dòng)負(fù)載試驗(yàn)110%(2×110t)

吊起110%負(fù)載，離裝配場(chǎng)地面約200mm，小車全程行走3次，大車全程來回行走3次 (考慮到裝配場(chǎng)層與發(fā)電機(jī)層存在12m高的落差，大車行走時(shí)當(dāng)橋機(jī)重物離開裝配場(chǎng)時(shí)下降重物，離發(fā)電機(jī)層地面約1m的高度);主副鉤起吊重物連續(xù)上升和下降20m三次;全面檢查了大車、小車、主副鉤的制動(dòng)系統(tǒng)可靠，橋機(jī)各電氣系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)均工作正常。橋機(jī)同時(shí)操作大車和小車運(yùn)行、大車和主副鉤起升運(yùn)行、小車和主副鉤起升運(yùn)行等試驗(yàn)，以上試驗(yàn)操作3次，檢查了各種運(yùn)行工況時(shí)橋機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、制動(dòng)可靠、無異常情況。

動(dòng)負(fù)載試驗(yàn)結(jié)束后檢查各焊縫完好，各結(jié)構(gòu)無裂紋和連接無松動(dòng)，各電氣設(shè)備均無異常。

4 試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)及控制

橋機(jī)試驗(yàn)屬于特種設(shè)備專項(xiàng)檢驗(yàn)，屬于大噸位重荷載試驗(yàn)，試重塊多次倒運(yùn)存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，如鋼筋裝車或卸車時(shí)汽車起重機(jī)吊裝事故、運(yùn)輸汽車途中翻車事故等 (因施工階段現(xiàn)場(chǎng)道路均為臨時(shí)道路，路面不平或路基不實(shí)等)。250t試重塊在主廠房裝配間卸貨時(shí)因吊裝需要集中在一起，質(zhì)量太集中，易造成裝配場(chǎng)樓板開裂，使裝配場(chǎng)樓板受力分散存在一定的難度。橋機(jī)試驗(yàn)過程中施工電源突然斷電重物長(zhǎng)時(shí)間懸掛在空中造成起吊設(shè)備疲勞變形。橋機(jī)機(jī)械及電氣設(shè)備屬于新投產(chǎn)設(shè)備，在進(jìn)行100%動(dòng)負(fù)載試驗(yàn)時(shí)需要連續(xù)操作運(yùn)行，橋機(jī)可能會(huì)出現(xiàn)機(jī)械及電氣故障，從而造成橋機(jī)懸掛重物在半空后不能正常運(yùn)行，更嚴(yán)重的情況是起吊重物后不能剎車制動(dòng)造成重物極速下落的嚴(yán)重安全事故。

重塊的多次倒運(yùn)吊裝及運(yùn)輸工作委托專業(yè)起重運(yùn)輸公司進(jìn)行，并對(duì)臨時(shí)道路進(jìn)行加固、填平處理。擱置250t試重塊的每個(gè)鋼支架下面鋪墊1塊6.00m×1.20m×0.02m(長(zhǎng)×寬×厚)鋼墊板分散受力，同時(shí)保證鋼支架放置位置的正下方為裝配場(chǎng)樓板混凝土梁的位置。橋機(jī)電源除了正常的施工電源外，現(xiàn)場(chǎng)配置1臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源，容量為250kW，滿足橋機(jī)最大用電負(fù)荷，同時(shí)確保了橋機(jī)試驗(yàn)時(shí)用電可靠。在進(jìn)行100%動(dòng)負(fù)載試驗(yàn)時(shí)派4人監(jiān)視橋機(jī)關(guān)鍵機(jī)械及電氣設(shè)備運(yùn)行情況，其中2人監(jiān)視主副鉤制動(dòng)器，制動(dòng)器剎車可靠沒有采取強(qiáng)行手動(dòng)制動(dòng);1人用紅外線測(cè)溫儀監(jiān)視制動(dòng)電阻溫升情況，溫度沒超過廠家規(guī)定值;1人監(jiān)視各接觸器運(yùn)行情況，無過熱及燒毀現(xiàn)象。每次起吊重物離開地面約100mm時(shí)均測(cè)試橋機(jī)主鉤剎車，上升和下降均測(cè)試3次，確保剎車可靠后再進(jìn)行其它操作試驗(yàn)。

5 結(jié)語(yǔ)

橋式起重機(jī)屬于特種設(shè)備，必須通過國(guó)家質(zhì)檢部門強(qiáng)制性驗(yàn)收。通過平寨電站廠房2×100t橋式起重機(jī)試驗(yàn)的順利實(shí)施，為各型號(hào)廠房橋式起重機(jī)的試驗(yàn)程序和方法提供借鑒，試驗(yàn)方案實(shí)際操作性較強(qiáng)，特別是試塊和鋼絲繩的選擇不僅關(guān)系到安全，還可以節(jié)省資金、縮短工期。

［1］中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB 2010-12-01起重設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范［S］.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，2010.

［2］中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB 8918—2006鋼絲繩國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.