柘林水電站溢洪道弧形閘門支鉸抱軸事故剖析

2012年9月1日，由中國水利水電第八工程局有限公司機(jī)電建沒公司制造的向家壩水電站溢洪道第一套大型弧形工作閘門通過中國長江三峽集團(tuán)公司驗收。

，， 漫灣水電站溢洪道表孔弧形閘門安裝 l{ "tv鄉(xiāng)7／ 現(xiàn)代化的水電站規(guī)模越來越大，水工 弧形閘門門型及尺寸越來越大，結(jié)構(gòu)越來越 復(fù)雜。受起重條件和土建施工的限制，水 工弧形用門的安裝方法備有千馱。本文著 重介紹漫簿水電站溢洪道表孔弧形閘門安裝 主要施工措施。 一 、工程簡介 寢灣水電站位于云南省云縣漫灣鎮(zhèn)， 共裝單機(jī)容量為25萬千瓦的水力發(fā)電機(jī)組 五臺，是斕滄江上梯級開發(fā)的第一座大型水 電站。 漫灣水電站泄洪系統(tǒng)山表l溢拱道、左 岸泄洪洞、泄洪雙底孔三部分組成其巾溢 拱道9～14壩段甲塊設(shè)置有13×21 - 204米重量~2z,3．5盹的露頂式鋼阿門五 扇，在設(shè)計洪水位v994米時可泄流量達(dá) i1981m8，占總泄量舳65是漫灣電站 防洪渡汛的主要設(shè)瘩?；￠T由置于壩頂v 996米高程的2

． · 遂· 一 龍羊峽水電站溢洪道 弧形閘門制造的質(zhì)量控制 望弋6、＼一iv／‘ (水電四局龍羊峽工程指揮部) 提要閘門是水工建筑物的重要組成部分之一。本文著重闡述了弧形閘門制作過。 程中的質(zhì)量控制，對弧形閘門的制作質(zhì)量進(jìn)行了初步探討。 一 、概述 龍羊峽電站溢洪道，布置在右岸，共 兩孔。堰頂高程為2585．5m，堰頂 處設(shè)一道平板檢修門。距檢修門槽約5121 處，設(shè)置弧形工作門。孔口寬l2131，高 l712"1，設(shè)計水頭17121，閘門為雙橫梁、 斜支臂、園柱鉸結(jié)構(gòu)。閘f-j自重152t，用 2×80t固定式卷揚機(jī)啟閉。兩扇疋門 均由四局中機(jī)廠制造，出廠前，弧門的制 作質(zhì)量經(jīng)設(shè)計、電廠、質(zhì)檢等單位驗收， 均已達(dá)到設(shè)計和規(guī)范要求?，F(xiàn)就弧門的制 造過程，談一談如何進(jìn)行質(zhì)量控制

④渤隨閉 云南水電技術(shù)總第133期 i／} 天生矯一級水電站溢洪遒弧形閘門設(shè)計簡介 1設(shè)計概況 汪志龍 天生橋一級水電站位于紅水河上游南 盤江干流河段上，是紅水河水電梯級開發(fā)的 龍頭水庫。電站樞紐采用混凝土面板堆石 壩，最大壩高178m，總裝機(jī)容量為120萬 kw，水庫總庫容10257億，是擁有高壩 大庫的巨型水電站。設(shè)置在樞紐右岸的溢 洪道表孔是水庫唯一的泄洪通道，渲泄洪水 均需經(jīng)過此閘下放，特別在洪水期，閘門運 行相當(dāng)頻繁。該溢洪道屬一級建筑物，按千 年一遇洪水設(shè)計，最大可能洪水(p，mf)枝 核。工作弧門為溢洪道的主要建筑物之一， 占有非常重要的地位。因此，弧形閘門在運 行時必須安全可靠。 墅t~／bjf ．d，‘ 2溢洪道布置及工作閘門主要 技術(shù)參數(shù)3弧形工作閘門的設(shè)計

湖北清江水布埡水利樞紐溢洪道弧形閘門為橫主梁三斜支臂結(jié)構(gòu),制作工藝復(fù)雜,通過弧形平臺制作放樣、下料卷制、焊接等方法、手段,采用科學(xué)合理的焊接工藝及拼焊順序,保證了該閘門的制作質(zhì)量。

一、工程及施工人員概況摩蘇爾壩(mosuldam)位于伊拉克東北部底格里斯河上,距首都巴格達(dá)500多公里。發(fā)電部分由一個裝機(jī)容量為4×17萬千瓦壩旁引水式電站和一個2×10萬千瓦抽水蓄能電站以及一個3×1.5萬千瓦燈泡式機(jī)組電站組成,總裝機(jī)容量達(dá)92.5萬千瓦。金屬結(jié)構(gòu)制造、安裝一萬余噸。該工程為聯(lián)邦德國和意大利聯(lián)合組成的gimod跨國公司承包,金屬結(jié)構(gòu)分包給聯(lián)邦德國和奧地利

介紹了普定水電站溢流壩弧形閘門支鉸在運行中出現(xiàn)的故障及對弧形閘門支鉸和液壓啟閉機(jī)改造的過程。

天生橋一級水電站溢洪道三支臂表孔弧形閘門支臂間具有空間扭角,安裝難度大;同時,因閘門開始安裝時間被推遲,面臨著防洪度汛壓力.安裝過程中,根據(jù)閘門的結(jié)構(gòu)型式,優(yōu)化了安裝工藝流程,按照流水作業(yè)的方式組織施工,設(shè)置了一系列安裝控制點(線),重點控制支鉸座、弧形側(cè)軌安裝及門體拼裝,保證了安裝質(zhì)量,達(dá)到了防洪度汛和按時蓄水的目標(biāo).

引子渡水電站溢洪道弧形工作閘門孔口凈寬11.5m、孔口凈高19m,設(shè)計水位9m、閘門自重283t,為中國水利水電第九工程局有限公司迄今獨立制作的最大的弧形工作閘門。如此規(guī)模的大型鋼閘門焊接量大,焊后常會出現(xiàn)線形變形、角變形、彎曲變形、扭曲變形等焊接變形,這些變形的存在將使閘門的總體尺寸和使用性能發(fā)生變化,因而在保證焊接質(zhì)量的前提下,需使焊接變形得到有效控制,以保證閘門的正常啟閉。為達(dá)到這一目的,閘門的生產(chǎn)制作方中國水利水電第九工程局有限公司通過對閘門門葉、支臂等結(jié)構(gòu)的分析與研究,制定了一套完整的焊接工藝,從設(shè)計和工藝2個方面最大限度地減少了該閘門的焊接變形。

水利電力施工機(jī)越第卷第期總第期年 東江水電站偏心鉸弧形閘門的機(jī)械加工 中國水電八局唐榮書 引言 東江水電站二級放空洞的工作閘門 , 是 目前我國最大的深孔偏心鉸弧門 , 在龍羊峽 水電站也有一臺這種型式的閘門 , 其主要參 數(shù)見附表 。 這種類型的閘門雖在國外采用較 多 , 在我國卻剛開始試制和使用 , 它具有承受 壓力大 、 啟閉阻力小 、 止水效果好等優(yōu)點 , 但 對制造 、 加工和安裝的精度要求較高 。 附表偏心鉸弧門主要參數(shù) 所在電站名稱東江水電站龍羊峽水電站 設(shè)計水頭 孔口尺寸試 總水壓力 弧面半徑 偏心距 門葉支臂重量 根據(jù)設(shè)計要求 , 東江水電站的偏心鉸弧 「除與普通閘門一樣 , 需對支臂和支鉸座 、 支 臂和門葉的結(jié)合平面加工外 , 還提出了對整 個弧形表面進(jìn)行加工的要求 , 其精度為 的弧面半徑的誤差控制在土 , 表

拉西瓦水電站底孔弧形閘門設(shè)計水頭較高,運行工況有電站初期發(fā)電及渡汛水位的局開運行和電站建成后的全開運行等多種工況,設(shè)計難度較大。文章對拉西瓦水電站底孔弧形閘門的閘門與止水選型設(shè)計、結(jié)構(gòu)布置、閘門水力學(xué)研究與閘室體形設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計中的動力穩(wěn)定問題、荷載分析、啟閉機(jī)位置與容量的選定、鎖定設(shè)計及偏心鉸弧門偏心參數(shù)確定等作了較為詳細(xì)的介紹。

烏江構(gòu)皮灘水電站泄洪中孔弧門設(shè)計水頭80.50m,屬高水頭范疇,常規(guī)止水已不能滿足止水要求。經(jīng)試驗研究,中孔弧門主止水采用新型充壓伸縮式水封。從近10a國內(nèi)弧形閘門水封的研究和實際運用情況來看,充壓伸縮式水封具有較好的止水效果,故決定在構(gòu)皮灘水電站泄洪閘中采用充壓伸縮式水封作為主止水。為了進(jìn)行止水設(shè)計,對充壓式水封進(jìn)行了試驗研究,獲得較全面的試驗參數(shù),構(gòu)皮灘水電站采用新型充壓伸縮式水封獲得了良好的效果。

某水電站共有九張弧形工作閘門,18根吊軸.每根吊軸要承受剪切力和彎矩,承受3850kn的力.因其中一根吊軸斷裂,以至弧門不能開啟,影響泄洪.斷裂原因與設(shè)計、材料質(zhì)量、鍛造質(zhì)量有關(guān),該補(bǔ)強(qiáng)項目除換掉斷軸外,對所有吊軸加護(hù)圈加固,經(jīng)計算護(hù)圈能為吊軸分擔(dān)46%的力,故護(hù)圈的焊接質(zhì)量是關(guān)鍵.1吊軸補(bǔ)強(qiáng)方案吊軸斷裂位置(圖1),現(xiàn)補(bǔ)強(qiáng)方案是在原支座上新增一護(hù)圈通過錐套套在軸上,支座與護(hù)圈之間以焊接方式連結(jié).焊縫為環(huán)焊縫皆處于立焊和橫焊位置.

通過對小灣水電站泄洪洞弧形工作閘門的結(jié)構(gòu)應(yīng)力、變形測量、動力特性測試、振動響應(yīng)測試、啟閉力測試及脈動壓力測試的原型觀測,找出高水頭大尺寸弧形閘門在運行過程中各項參數(shù)的特征值和變化規(guī)律,對泄洪洞弧形工作閘門的運行安全性做出分析研究,該研究成果對弧形閘門的安全運行操作具有重要的指導(dǎo)意義。

通過對小灣水電站泄洪洞弧形工作閘門的結(jié)構(gòu)應(yīng)力、變形測量、動力特性測試、振動響應(yīng)測試、啟閉力測試及脈動壓力測試的原型觀測，找出高水頭大尺寸弧形閘門在運行過程中各項參數(shù)的特征值和變化規(guī)律，對泄洪洞弧形工作閘門的運行安全性做出分析研究，該研究成果對弧形閘門的安全運行操作具有重要的指導(dǎo)意義。

針對三維有初始間隙的彈性摩擦接觸問題,采用新的接觸算法——有限元混合法對小灣水電站底孔弧形工作閘門支鉸進(jìn)行接觸分析。計算結(jié)果表明,雖然支鉸個別點的最大壓應(yīng)力超過了局部承壓容許應(yīng)力,但由于該處基本處于三向受壓狀態(tài),最大剪應(yīng)力小于抗剪容許應(yīng)力并不會導(dǎo)致屈服破壞,因此小灣水電站底孔弧形工作閘門支鉸的強(qiáng)度滿足要求。

弧形閘門支鉸整體安裝工藝

介紹了遼寧省石門水庫溢洪道弧形鋼閘門檢測內(nèi)容和方法及根據(jù)檢測結(jié)果,采用三維有限元法對鋼閘門安全性進(jìn)行系統(tǒng)的計算和分析情況。

隨著全球變暖趨勢的進(jìn)一步推進(jìn),各種極端惡劣的天氣逐漸增加,為此對我國水庫工程中的溢洪道弧形閘門的安裝提出了更高的要求。文章通過結(jié)合某工程,重點對弧形閘門的安裝過程及質(zhì)量控制要點進(jìn)行了論述。

懷安加拉壩在６０年代進(jìn)行了擴(kuò)建，建造了一個安裝弧形閘門的溢洪道，新溢洪道中有８扇弧形閘門。經(jīng)過多年的運行后，閘門的卷揚網(wǎng)線需要維護(hù)。水陸資源局對其提出了專門的維護(hù)規(guī)程，找出了最佳潤滑劑。經(jīng)檢查后，更換了８扇閘門的鋼絲繩。

隨著水利水電工程的發(fā)展,為了增加弧形閘門活動支鉸的強(qiáng)度、減少材質(zhì)內(nèi)部鑄造缺陷和節(jié)省材料,大型弧門活動支鉸設(shè)計不再是常規(guī)的鑄鋼件,而是設(shè)計成焊接結(jié)構(gòu)件,其中鉸套轂則為鍛件。組成活動支鉸的鋼板厚度較厚,對此類構(gòu)件焊接要求很高,腹板、翼板及鉸套轂對接、角接焊縫均為ⅰ類探傷焊縫,為減小焊接應(yīng)力,焊后需對活動支鉸進(jìn)行整體退火消應(yīng)熱處理后進(jìn)行精加工制作。本文通過某大型水電站弧形閘門活動支鉸的制作為例,介紹了焊接活動支鉸的制作工藝及控制要點。

為滿足高地震區(qū)結(jié)構(gòu)安全需要,弧形閘門支鉸梁與啟閉機(jī)泵站閘房梁通過后墻相連接呈整體,形成超大斷面深梁結(jié)構(gòu)形式.該結(jié)構(gòu)采用構(gòu)造簡單、經(jīng)濟(jì)合理、施工方便的鋼結(jié)構(gòu)支撐排架.為保證深梁施工順利進(jìn)行,經(jīng)過受力分析計算,選擇合適的施工參數(shù),并在施工過程中采取有效的安全監(jiān)測、混凝土分層澆筑等技術(shù)措施,落實模板起拱、承重排架拆除等相關(guān)規(guī)范規(guī)定,消除安全風(fēng)險,保證了施工質(zhì)量.