构皮滩升船机承船厢拼装胎架装置的应用研究

邓华

（1.华电电力科学研究院有限公司；2.杭州国电机械设计研究院有限公司，浙江 杭州 310030）

1 工程背景

构皮滩升船机第一、三级升船机承船厢分为入水式，第二级承船厢为全平衡非入水式，由于承船厢钢结构整体本身尺寸较大，无法实现厂内拼装后整体运输，因此承船厢拼焊成型均在船厢室进行。施工现场拼焊时，因承船厢外形尺寸超大、结构分块单元数量多、焊接工序复杂、安装技术精度要求高的特点，且施工条件有限、吊装转运复杂，导致承船厢分块单元在拼焊时需要一种快速精确调整水平的方法，能够缩减拼装时间，提高效率。

2 拼装胎架装置设计

2.1 拼装胎架装置的构成

本文所提出的是通过一种升船机承船厢拼装胎架工装装置，在承船厢拼焊时能够快速高效地调整承船厢水平度，提高工作效率。能够解决大型船厢在拼装过程中局部调整困难的问题，所采用的技术方案是：用该承船厢拼装胎架工装装置，该装置包括钢结构胎架，其上根据受力特点放置钢制楔形上（见图1中件号1）、下调整垫块（见图1中件号2），垫块数量一般为3个及以上，其中下调整垫块焊接在钢胎架上（见图1中件号3），上调整垫块根据承船厢水平情况调整见图2。

图1 承船厢拼装胎架装置正视图

图2 承船厢拼装胎架装置俯视图

2.2 拼装胎架装置调平流程

本文提出的升船机承船厢拼装胎架工装装置，在承船厢拼焊时能够快速高效地调整承船厢水平度，提高工作效率。

在实施过程中需要根据承船厢现场安装方法，在调整过程中对拼装胎架装置进行局部微调，最终达到船厢整体调平的目的。

结合船厢现场安装方法，拼装胎架装置的实施工作成为。

（1）首先将船厢结构进行分块处理，分块原则为刚度大或重要部位单独分块，主要结构件分块为主纵梁单独分块、底铺板单独分块、上下游厢头平台单独分块等，各分段连接处做成错位形式，分段考虑因素有焊接工艺措施、道路运输尺寸、吊装和转运车乘载吨位等限制因素。

（2）船厢按照设计要求进行施工防线工作，根据焊接工艺方案，将承船厢基准定位线测设于船厢室底板上，并在主控点处放置永久固定的钢板。所述基准定位线包括纵向中心线、横向中心线、高程基准线的测设工作，纵向中心线的测设为承船厢纵向中心线、左右侧主纵梁中线中心线，横线中心线的测设为底铺板中间节的横向中心线、上下游厢头横向中心线，高程基准线以土建预留埋件高程为准。

（3）船厢拼装胎架装置的放置，胎架工装装置吊装后放于步骤（2）中各测量点上，胎架工装装置高度应保证下部焊接施工足够的操作空间，胎架工装装置应设有与承船厢分块单元的连接措施，胎架工装装置应在承重量大的位置加密设置，将全部胎架工装装置连接并形成工装组。

（4）船厢结构分块单元的吊装转运，先将底铺板各分块单元放置在步骤（3）中的胎架工装组上，就位时利用千斤顶和主机房桥机设备，将胎架工装装置中的上下调整垫块进行调整，在各分块单元水平度满足要求后，将下调整垫块焊接在钢胎架上。步骤（1）中其他主要结构件各分块单元就位工序如底铺板就位顺序。

（5）经上述步骤即完成钢结构承船厢的现场安装，最终通过水准仪、全站仪进行船厢水平面的检测，若局部仍有水平度超限，则重复上述步骤即可。

在上述现场安装方法中，胎架工装装置在调整时，需用液压千斤顶并配合大锤锤击上部楔形调整垫块即可实现水平度的快速局部调整。

3 工程实践应用

下面结合构皮滩第二级升船机船厢拼焊项目实际情况，船厢结构分块见图3，对应用该装置的工程项目的实施步骤进行详细的阐述。

图3 构皮滩第二级船厢结构分块示意图

船厢调平过程实施。在构皮滩第二级船厢现场拼焊过程中，首先根据尺寸精确可控的具体要求，为达到这一要求，在拼焊过程中充分考虑该船厢拼装胎架装置的作用，并根据调平流程，制定了具体的调调平实施过程，主要包括以下步骤。

（1）根据船厢施工工艺要求，首先，将船厢各个单元进行分块，分块原则为刚度大或重要部位单独分块，主要结构件分块为主纵梁先在长度方向上分为5段后再高度方向上分为2段（编号为101 102……109 110、201 202……209 210共10段），厚度方向上不需要分段、底铺板单独分块（编号为301 302……312 313共13段）、上下游厢头平台单独分块（编号为402 403 602 603 502 503 702 703共8段）等，各分段连接处做成错位形式，分段考虑因素有焊接工艺措施、道路运输尺寸、吊装和转运车乘载吨位等限制因素。

（2）在分块单元厂内制作完毕后，施工现场首先应准备将定位基准轴线放样于第二级船厢池内，施工放样时根据焊接工艺方案，将承船厢基准定位线测设于船厢室底板上，主要控制点处设置永久固定钢板防止移位。

（3）在步骤（2）中预留好船厢拼装胎架装置的定位点，胎架工装装置吊装后放于步骤（2）中各测量点上，胎架工装装置高度应保证下部焊接施工足够的操作空间，胎架工装装置应设有与承船厢分块单元的连接措施，胎架工装装置应在承重量大的位置加密设置，将全部胎架工装装置连接并形成工装组。

（4）船厢结构分块单元的吊装和调平实施步骤如下。先将底铺板中间节（编号307段）单元放在步骤（3）中的拼装胎架组上（拼装胎架布置图见图4），初步就位时利用千斤顶和主机房桥机设备，将胎架工装装置中的上下调整垫块进行调整，在各分块单元水平度满足要求后，将下调整垫块焊接在钢胎架上。其他分块单元（301……306、308……312段）依次往上下游方向拼装就位。

图4 拼装胎架放置示意图

主纵梁各分块单元首先就位下部分段（编号为：102、104、106、108、109 202、204、206、208、210），再就位上部分段（编号为：101、103、105、107、110 201、203、205、207、209），初步就位即掉块调整顺序如底铺板。

上下游厢头平台单元就位时，应先就位下平台（编号为：601、602、603、701、702、703），再就位上平台（编号为：401、402、403、501、502、503），初步就位即掉块调整顺序如底铺板。

（5）经上述步骤即完成钢结构承船厢的现场安装，在胎架工装装置在调整时，需用液压千斤顶并配合大锤锤击上部楔形调整垫块即可实现水平度的快速局部调整。

施工中需要注意，在船厢分块单元吊装、落位过程中，需要操作人员固定上下楔形块的位置，避免船厢分块单元较重而引起楔形块移位，保证受压工作面，避免楔形块因自锁而无法调整。

4 结语

本文提出了一种升船机承船厢拼装胎架工装装置，其优势在于：

（1）该装置构造简单、制作快速、施工布置简便、实用性强。

（2）该装置上部楔形调整垫款操作简单，省时省力、工作效率高，能够快速实现承船厢各单元的水平度调整。工程实践表明，该船厢拼装胎架工装装置，具有构造简单、制作快速、施工布置简便、经济效果好、实用性强的特点。