关键词：支铰；闸门；施工技术
前言：
超大型弧形闸门在门库移位更换支铰关节轴承的拆装技术；针对弧形闸门在门库移位要求高吨位重起重机吊点远不阻航等特点；在门库独立测量弧形闸门移位数据放样的工况下进行拆装；此施工方案在亚洲尚未有应用记载。
在2018年5月29日常州钟楼防洪控制管理所发现弧形闸门北侧支铰部分有声响；同年9月份发现南侧支铰部分也出现声响。经过领导和专家论证：采取更换关节轴承（采用新型材料）针对关节轴承增加环形润滑油槽对铰链采取外部提供润滑装置，确保铰链终身免维护和使用寿命长等特点；在这次施工中探索出独特的移位施工技术；可用于同类弧形闸门施工，具有较高的应用价值和推广前景。适用于全国水利枢纽：弧型闸门（支铰维修更换）；上卧式主滚轮关节轴承更换；全国水利交通：人字形闸三角形船闸（顶底枢维修更换）。
1特点
本工法针对常州钟楼支较应急修复工程吊装距离远，考虑沉井建筑物和护坡的安全：
1.1 在汽车吊等配合下进行现场施工踏勘与准备（搭建施工平台）闸门移位和定位支铰拆除等工作，确保大型汽车吊到场后的安全和顺利吊出；协同作业进行支铰拆卸转运；解决了通航河道航运“不阻航”与施工的矛盾问题。
1.2 支铰厂内解体，将轴与关节轴承解体铰链与外圈解体并分别测量实际尺寸，为下一步铰链内孔维修关节轴承定制支铰轴维修改造附件定制与优化等确定尺寸；实施维修与定制关节轴承；
1.3 厂内铰链装配调试，进行润滑系统试运行；钟楼防洪管理处现场作安装施工准备。
1.4 现场协同作业进行现场吊装并进行装配等一系列工作；装配后的联合调试运转。
2工艺原理与施工流程及操作要求
支铰轴承修复：在支臂下方做好固定平台（支撑点和限位），拆除铰链和支臂连接螺栓，用液压千斤顶（150吨）将支铰和支臂进行移位；确保铰链和铰座有足够的拆除距离，拆除铰座哈夫压盖并做好各部分标识；做好吊装前准备工作，确保汽车吊能够顺利将铰链和较座分离；回厂进行拆除并测量各部分尺寸（定制关节轴承）；组装成品（安拆除前标识一一对应）并厂内调试运行后运往到工地现场，采用汽车吊将铰链于铰座连接好后再将支臂用千斤顶机械移位并连接完好；拆除所有支撑和附件并作调试运行。钟楼防洪控制工程结构新颖，钢闸门单孔跨度为我国水利工程之最；在各个环节确保操作安全和产品质量。
2.1现场考察：
1）支铰位于控制室西侧，吊装距离在25m～26m；
2）根据支铰拆除要求：必须在平稳微动中进行操作，脱位和定位的精准，确定选用汽车吊；
2.2施工准备：
1）根据吊装工件的位置和距离，满足吊装安全的要求，选用300吨汽车吊；
2）为满足大型汽车吊的进场，现场道路要求在控制室15m左右用20厚的钢板进行铺设；
3）对于300t汽车吊的技术参数进行调研；300t汽车吊在旋转中心到吊物水平距离26m时，杆高30.5m，起吊重量为27.5t；杆高在35.7m时，起吊重量为27.5t详见《吊车技术参数》；本次吊件重量为15.8t；27.5t＞15.8t满足安全技术要求；
4）根据现场考察：确定吊车支腿位置：距离控制室3～4m,距离护坡距离4～5m，详见平面图；
5）汽车吊每个支腿铺设钢支架2.3m*2.3m，满足地面承载要求；
6）起吊高度要求：在起吊到100mm时必须进行试吊，观看沉井建筑物护坡等方面的变化，确认无安全隐患方可实施起吊；
2.3编制依据：
1）原施工图纸；2）现场勘查分析；3）现行相关的国家行业企业标准；4）建筑施工安全检查标准《JG59-99》；5）起重机安全技术操作规程《22-0.6（91）》；6）以往类似工程施工经验；钟楼防洪控制工程是全国之最，单片闸门自重800吨，铰链和较座近30吨，要将800吨闸门移位是一个位置要精确到毫米；在施工过程中需要任何一道工序都要精确。
2.3施工工艺流程
2.4设备选用基本参数
为满足钟楼支较维修更换工程要求；订制300吨汽车，主要参数如下：
300吨汽车吊参数：
最大额定总起重量：220吨；额定重量：120吨；
吊物升级速度：8m/min；工作风速；不超过6级；
最长臂：96.2m；配重达到88.9吨；
四支腿距离达到8.5m*8.4m，四支腿垫板50m*2.3m*2.3m
3材料和设备
3.1 关节轴承材料
采用GEW600HFZB53-2RS自润滑关节轴承。该轴承结构形式：外圈为高强度铜合金，双半外圈型式，球面镶嵌固体润滑剂；内圈为双相不锈钢。轴承外圈自带密封，采用“O”形密封圈。
GEW600H FZB53-2RS轴承内圈材料为S31803(SAF2205)；外圈基体材料为三环公司2#配方高强铜合金。
本技术方案相比原有方案具备如下特点：
3.1.1本方案所采用的双相不锈钢为轴承内圈（Duplex Stainless Steel，简称DSS），指铁素体与奥氏体各约占50%的新型不锈钢，其各项机械强度等性能均能满足工程需要且有极好的耐腐蚀性能，将彻底解决处于水下工作或长期潮湿大气环境条件下轴承套圈的锈蚀问题。双相不锈钢00Cr22Ni5Mo3N（简称2205不锈钢）在正常固溶处理(1020℃～1100℃加热并水冷)后,钢中含有大约50%～60%奥氏体和50%～40%铁素体组织。其耐蚀性能与奥氏体不锈钢AISI 316L相当。该轴承套圈方案为大连三环率先开发成功并应用于多个水利工程，如广西邕宁枢纽工程广东高陂水利工程等等。
3.1.2本方案采用的自润滑轴承加装外部脂润滑的复合润滑方式，其目的是进一步提高轴承的润滑性能，在轴承本身具备自润滑性能的条件下提供一道保险。另外通过定期进行外部油脂润滑可以去除由于密封失效等原因造成的轴承内部的污染，使运行更加可靠。
3.2起吊设备
3.2.1汽车吊机：
劲性骨架的分节段和悬臂体系的安装需要汽车吊机配合，吊机的吨位根据吊装的荷载重量来选择。
最大额定总起重量：300吨；额定重量：120吨；
吊物升级速度：8m/min；工作风速；不超过6级；
最长臂：96.2m
4质量控制
4.1施工前编制施工万案，经审批后，编制成详细的施工作业指导书；施工严格按作业指导书进行；
4.2对全体员工进行岗前质量意识教育技能培训，提高全体施工人员质量意识和工作技能，工艺水平；认真做好施工前的技术交底工作，做到人人心中有数，不盲目施工；
4.3坚持工序交接制度，严格控制各道工序施工质量，坚持“三检制”；
4.4坚持现场材料管理和设备管理制度，不合格的材料不得用于工程施工，保证施工设备的正常运行；
4.5设置试验室，测量队并配备专业试验测量人员，对施工材料成品半成品和各工序质量按规范要求进行检验试验测量。测量检验试验设备按其检定周期定期送有资质的单位进行检定，保证其完好，精确，并建立台账；
4.6隐蔽工程在隐蔽前必须经有关人员验收签字后方可隐蔽；
4.7施工技术资料与工程形象进度同步，确保资料真实完整。建立质量记录归档制度，完善质量信息收集整理归档和质量反馈，指导工程施工的质量控制；
4.8对于技术要求高和特殊工种的操作人员要求持证上岗；
5安全措施
5.1安全管理措施
5.1.1 建立健全安全组织机构，全面负责整个施工过程中的安全组织管理，对所有参加施工的职工进行安全教育。在每一个工作小组内设置名一兼职安全员，负责本小组安全监督与管理。每个工作面设一专职安全员，负责整个工作面安全管理，项目经理部设安全管理领导小组，对基础施工安全统筹管理。
5.1.2 建立定期安全检查制度，规定每个月检查的频率，尤其对现场作业环境进行全面检查，及时发现安全隐患。
5.1.3 制定详细的应急救援预案，并定期进行演练，以预防突发情况的出现。
5.2安全技术措施
5.2.1 施工人员应穿好教生衣，戴好安全帽，穿好防滑鞋。套箱拼装人员还应该系好安全带。
5.2.2 吊装作业所用的钢丝绳卡环应经过计算确定。起吊设备的钢丝绳在吊装作业前应进行仔细检查，满足要求后，方可使用；风力大于六级时应停止吊装作业。
5.2.3 起吊设备应听从指挥，小心作业；指挥人员要指令清晰，信号明确。
5.2.4 施工船舶在规定区域内行驶，并由获得船员证件的人驾驶。
5.2.5 任何作业人员不得酒后进人操作区域。
8.2.6 施工用电由电工专门负责，电工持上岗证。
5.2.7 适当布置灭火器，做好防火，尤其是在经常使用氧气和乙炔和焊接部位。
6环境保护
6.1 成立对应的施工环境卫生管理机构，在施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律法规和规章，加强对施工材料设备废弃物等的控制和管理，随时接受相关单位的监督检查
6.2 在工程建设允许的范围内布置施工场地，进行施工作业，对施工场地进行合理布置，规范管理，做到标牌清楚齐全，标识醒目，施工现场整洁文明。
6.3 对施工垃圾进行及时清理转运，做到工完场清。
7效益分析
经过维修更换确保钟楼防洪控制工程弧形闸门正常运转，保证苏锡常和武澄锡地区万亩良田的用水及时得到有效控制，在每年的大水到来之前得到有效控制，确保千万人饮水问题，就是说“一门保三市”，上千万人口能够安居乐业。
8应用实例
钟楼防洪控制控制工程，为Ⅱ等2级水工建筑物；主体为一座单孔净宽90m的防洪闸，防洪闸居中布置，门库对称布置在运河两岸，闸门两岸为墙护岸；单片闸门自重800吨闸门弧长在60000mm；支臂长度为56500mm，铰链和较座自重近30吨，支较轴最大直径在630mm。
本工程结构新颖，钢闸门单孔跨度为我国水利工程之最；其支臂的关节轴承支较结构非标启闭机动力牵引闸门方式等关键技术为世界首创。工程荣获2010年度中国水利工程优质（大禹）奖。
善后枢纽烧香河节制闸始建于上世纪70年代，使用近30多年，承担了周边灌溉及民用与工业用水职能，发挥了很大的社会效益，在当地水利中占有很重要的位置。节制闸为弧形闸门，通过卷扬式启闭机开闭，闸门在启闭机垂直作用力的牵引下，门页通过支臂传递，支臂与支铰相连，支铰与埋设在混凝土中的铰座链接，在门页开闭过程中，门页围绕支铰旋转，达到门页开闭目的。因使用频繁，门页开闭过程中，支铰部门发现异常声响，且节制闸六孔闸门磨损各不一样。
经过现场更换支较轴和轴套，保证了6孔节制闸能够顺利运转，各项指标符合设计要求并取得了优良效果；给周边灌溉带来了很大便利。
论文作者:陈卫冲1 李淮东1 钟卫华2骆国强1 章勇2
论文发表刊物:《城镇建设》2019年2卷16期
论文发表时间:2019/11/20
标签：闸门论文; 钟楼论文; 铰链论文; 作业论文; 弧形论文; 现场论文; 轴承论文; 《城镇建设》2019年2卷16期论文;