摘要：三峡船闸是目前世界上已建成的技术难度最高、规模最大的船闸，其上、下游水位落差达113m。船闸每个闸首均布置有两扇人字门，其单扇门高36.75米，宽20.2米，厚3米，重达850吨。人字门顶枢是人字门运转的核心部件之一，其预应力锚杆的安装质量是影响人字门顶枢精度及强度的关键因素。论文基于人字门顶枢拉架预应力锚杆安装、张拉等几个关键问题，提出了相应的技术方案，通过三峡船闸人字门顶枢安装的实践验证，得到了满意的结果。
关键词：三峡船闸；人字门；顶枢锚杆；安装技术
1、概述
三峡船闸全线总长6442m，其中主体段长1621m，上游引航道长2113m，下游引航道长2708m。闸室有效尺寸280 m×34 m×5 m（长×宽×槛上最小水深），运行水位上游145m至175m，下游62m至73.8m，总设计水头113m，三峡船闸是世界上连续级数最多，水头最高的船闸，规模巨大、技术复杂、运行管理要求高。
每线船闸的6个闸首工作门均采用人字闸门，两线共12套人字闸门，门叶高度约37.5m。人字闸门门叶为平板主横梁式结构，门体附件有顶枢、底枢、支枕垫块、
预应力背拉杆、底止水等。
每扇人字闸门各有两个个顶枢预应力锚杆拉架坑，每个拉架坑有6根锚杆（如图1-1人字门顶枢拉架预应力锚杆布置图所示）。人字门顶枢拉架单根锚杆总长度为6900mm，直径为φ85mm，两端螺纹为M83mm。
2、人字门顶枢锚杆安装技术指标
2.1锚杆安装位置偏差不大于±1mm；
2.2锚杆张拉应力值为220N/mm2±5%，即每根锚杆张拉力为127.322t（螺纹小径108.663t）±5%；
2.3根据胡克定律ΔL=NL/EA，其中35#锻钢拉伸弹性模量E=2.06×105Mpa可知锚杆张拉长度：
ΔL上=127.322×1000×9.8×5.3/（2.06×105×106×3.14×0.085×0.085×0.25）+127.322×1000×9.8×0.7/（2.06×105×106×3.14×0.078505×0.078505×0.25）=6.537mm
2.4锚杆张拉后必须保证顶枢拉架的位置精度（根据门体安装后顶枢的实际高程调整）；
2.5张拉后长时间内保持应力不下降，顶枢拉架不变位。
3、人字门顶枢锚杆安装工艺流程
三峡船闸人字门顶枢锚杆安装施工工艺流程：施工准备→定位支架制造→锚杆组拼→测量放点→锚杆组吊装→锚杆组调整→一期混凝土浇筑→人字门安装→顶枢拉架安装→锚杆张拉。
4、人字门顶枢锚杆安装方法
4.1锚杆预拼
每个拉架都有6根锚杆，其中尾端4根为一组，前端2根为一组，需提前预制定位支架，现场组拼吊装、调整及加固，以保证安装精度及施工效率。锚杆预拼图详见图4-1。
4.2锚杆吊装采用50t塔机吊装，就位后采用角钢、圆钢等型钢加固。
4.3基本张拉方案
综合考虑安装工艺要求，须采用先安装顶枢拉架，进行调整后，用钢楔块楔紧，并对拉架进行加固，经检查拉架各项尺寸均符合要求后，张拉锚杆。锚杆张拉采用8台100t液压千斤顶张拉的方法，张拉完毕后检查顶枢拉架各项尺寸是否符合要求。经整体验收合格后方可浇注二期砼。
图4-1 人字门顶枢锚杆预拼示意图
4.4锚杆张拉的具体工艺措施
4.4.1张拉前的施工准备
4.4.1.1材料工装、设备的准备
每个拉架坑加工8对钢楔块，楔块加工图详见图4-2；
加工4个锚杆张拉平衡梁（两侧共用），平衡梁制造图详见图4-3；
准备打磨锚杆螺纹，以备贴应变片，应变片粘贴布置图详见图4-4；
拉架加固材料准备，拉架加固详见图4-5；
8台100t液压千斤顶，液压千斤顶布置详见图4-4；
磁座式千分表22块，并制作千分表测量座架，拉架加固到位后进行安装监控，拉架加固布置详见图4-5；
应力应变仪8套（以满足A、B两个拉架坑的锚杆同时张拉的需要为宜）
4.4.1.2场地的准备
拉架坑应排水、清理干净
交通爬梯的准备
4.4.2拉架调整与加固
4.4.2.1测量放样。测放出拉架安装中心线及拉架安装基准高程点。
4.4.2.2旋出拉架上螺帽，根据拉架安装技术要求及门体顶枢实际位置调整拉架，满足如下要求：
A、B拉架中心线交点与顶枢中心偏差 ≤2.0mm；
拉架耳板中心高程与门叶顶枢耳板中心高程差 ±3.0mm；
顶枢拉架工作面水平度 1/2000；
A拉杆两端高差 ≤1.0mm；
B拉杆两端高差 ≤1.0mm；
A拉杆水平中心面高程与门叶顶枢耳板中心面高程差 ±5.0mm；
B拉杆水平中心面高程与门叶顶枢耳板中心面高程差 ±5.0m；
与顶枢连接的门叶轴孔倾斜度 1/2000；
调整楔块与A、B拉杆、拉架接触面积 ＞70%理论值。
4.4.2.3将拉架用钢楔块楔紧并用钢材对拉架进行整体加固。
4.4.3锚杆张拉
考虑到拉架的均衡受力，采用A、B拉架各6根锚杆每根独立张拉，设备布置详见图4-6。
4.4.3.1 贴应变片：首先在螺杆打磨好的位置贴上应变片并连好线调零。
4.4.3.2在每根预应力锚杆上端架设千分表，千分表基座架设在砼墙上，不能与拉架连在一起。
4.4.3.3 将预应力锚杆根据设计预应力值逐根预加力10%δk，回零后再开始正式张拉。
图4-6 人字门顶枢预应力锚杆张拉布置图
4.4.3.4正式张拉采用分级加载，分两级加载，首先将同一拉架坑中的6根锚杆张拉到75%设计值，恒载3分钟，记录预应力锚杆的应力值及伸长量，然后加载到100%设计预应力值，恒载观察5分钟，记录预应力锚杆的应力值及伸长量，最后锚固。
4.4.3.5检查拉架各项尺寸是否符合设计要求，不符合则调整拉架后重复d过程。
4.4.4对全部拉架进行整体检测合格后方可浇筑二期砼。
5、结语
经过三峡船闸六扇人字门顶枢拉架预应力锚杆成功地安装与张拉，实践检验了本文所述的安装技术科学可靠。
论文作者:彭翰林
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/15
标签：锚杆论文; 船闸论文; 人字论文; 预应力论文; 高程论文; 拉杆论文; 千分表论文; 《基层建设》2018年第34期论文;