淺談紫坪鋪樞紐工程動(dòng)滑輪組與攔污柵槽干涉問(wèn)題的解決方案

藍(lán) 慧 娟

(四川省紫坪鋪開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司，四川 成都 610091)

0 引 言

紫坪鋪水利樞紐位于岷江上游汶川映秀至都江堰河段，是一座以灌溉和供水為主，兼有防洪、發(fā)電、環(huán)境保護(hù)、旅游等綜合利用功能的一等大(I)型水利樞紐工程。該樞紐引水發(fā)電進(jìn)水塔前布置有16+1套攔污柵，其主要啟閉設(shè)備為進(jìn)水口2 000/400/400 kN雙向門機(jī)的回轉(zhuǎn)吊，在設(shè)備設(shè)施安裝結(jié)束后，試運(yùn)行期間發(fā)現(xiàn)雙向門機(jī)回轉(zhuǎn)吊的動(dòng)滑輪在柵槽中心(起吊中心)入槽時(shí)，動(dòng)滑輪伴隨著支臂的角度也同時(shí)存在一定的角度。該角度造成了動(dòng)滑輪與攔污柵柵槽在尺寸上不匹配，存在無(wú)法入槽的問(wèn)題。因此，對(duì)設(shè)備安全性、可靠度進(jìn)行了進(jìn)行全面考慮后，對(duì)設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造是必要的。

1 不匹配的原因

出現(xiàn)動(dòng)滑輪與攔污柵柵槽在尺寸上不匹配，存在無(wú)法入槽的問(wèn)題，主要原因?yàn)殚T機(jī)設(shè)計(jì)單位忽略了攔污柵吊裝作業(yè)狀態(tài)支臂和柵槽間存在一定角度，因此導(dǎo)致動(dòng)滑輪與柵槽配合時(shí)是動(dòng)滑輪的斜向尺寸(比理論配合尺寸偏大)，因此，導(dǎo)致了運(yùn)行的不便。動(dòng)滑輪與柵槽的配合尺寸詳見(jiàn)圖1。

圖1 門機(jī)回轉(zhuǎn)吊動(dòng)滑輪在起吊角度和中心時(shí)與柵槽配合關(guān)系圖

由圖1可知，設(shè)計(jì)單位核對(duì)動(dòng)滑輪與柵槽尺寸時(shí)，是按動(dòng)滑輪軸線垂直柵槽軸線的正常位置設(shè)定的，忽略了門機(jī)回轉(zhuǎn)吊工作時(shí)臂架與有柵槽軸線45°夾角；動(dòng)滑輪與吊具是采用吊鉤橫梁式聯(lián)接，吊具可在水平面自由旋轉(zhuǎn)，不能約束和扭正動(dòng)滑輪的位置。很明顯，要解決此配合干涉問(wèn)題，需改造動(dòng)滑輪組結(jié)構(gòu)，將圖1中W尺寸控制在500 mm以內(nèi)，才是行之有效的辦法。

2 演算及改造

2.1 縮小動(dòng)滑輪直徑，減小動(dòng)滑輪間距

根據(jù)啟閉機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，動(dòng)滑輪最小底徑為

D=(h-1)×d

= (18-1)×32

= 544 (mm)

式中d為鋼絲繩直徑，32 mm；h為系數(shù)，輕級(jí)，選18

原動(dòng)滑輪底徑為φ800 mm，此處取φ560 mm。

動(dòng)滑輪組設(shè)有兩個(gè)滑輪，原設(shè)在兩吊板外側(cè)，間距600 mm；現(xiàn)將滑輪改至兩吊板內(nèi)側(cè)，根據(jù)結(jié)構(gòu)間距可為170 mm。

據(jù)此，改造后的動(dòng)滑輪組在圖1中，A=516 mm、B=755 mm，W=450 mm，完全能避免干涉問(wèn)題。

3.2 加大起升上限尺寸，縮小平衡滑輪直徑

動(dòng)滑輪組結(jié)構(gòu)和尺寸的改變，必然引起起升到高點(diǎn)時(shí)鋼絲繩偏角的改變。為改善鋼絲繩偏角，需加大起升上限尺寸，縮小平衡滑輪直徑。

經(jīng)驗(yàn)算，在不影響攔污柵的安裝和吊運(yùn)前題下，回轉(zhuǎn)吊壩上揚(yáng)程可降低1 m，即起升上限尺寸加大1 m。經(jīng)計(jì)算，系數(shù)取16時(shí)，平衡滑輪底徑可取φ500 mm。

3.3 鋼絲繩偏角的驗(yàn)算

滑輪系統(tǒng)鋼絲繩偏角示意圖見(jiàn)圖2。

按圖2計(jì)算可得，動(dòng)滑輪與定滑輪間鋼絲繩偏角α=4.64°,動(dòng)滑輪與平衡滑輪間鋼絲繩偏角β=4.23°，均在啟閉機(jī)規(guī)范規(guī)定的5°以內(nèi)。

3.4 改造及效果

按照上述分析及演算，進(jìn)行技術(shù)改造后，雙向門機(jī)回轉(zhuǎn)吊動(dòng)滑輪在柵槽內(nèi)全行程運(yùn)行平穩(wěn)、工作正常，滿足攔污柵的啟閉運(yùn)行要求。

1—定滑輪，2—平衡滑輪，3—?jiǎng)踊唸D2 滑輪系統(tǒng)鋼絲繩偏角示意圖

4 結(jié) 語(yǔ)

在水利工程設(shè)計(jì)建設(shè)與后續(xù)運(yùn)行過(guò)程中，存在一定的缺陷導(dǎo)致設(shè)備設(shè)施運(yùn)行不便或無(wú)法正常運(yùn)行的情況。紫坪鋪水利樞紐工程引水發(fā)電進(jìn)水塔布置16+1套攔污柵，其啟閉設(shè)備為進(jìn)水口雙向門機(jī)左右回轉(zhuǎn)吊，在安裝結(jié)束運(yùn)行期間，發(fā)現(xiàn)回轉(zhuǎn)吊動(dòng)滑輪與攔污柵槽存在干涉的缺陷，一定程度上影響安全運(yùn)行。因此，在水工金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需全面考慮其運(yùn)行工況，以及與水工建筑物、孔口、槽之間的配合關(guān)系。在實(shí)際改造過(guò)程中，保障設(shè)備設(shè)施受力結(jié)構(gòu)滿足起吊要求的前提下，核算考慮配合間隙的余量。