一种水力式升船机提升系统施工方法及安装精度控制方法与流程

本发明属于升船机安装施工技术领域，涉及一种水力式升船机提升系统施工方法及安装精度控制方法，尤其适用于采用水力浮动式结构提升承船厢的升船机提升系统施工方法及安装精度控制方法。

背景技术：

随着水电资源的开发利用和高坝工程的兴建，作为主要通航建筑物的升船机也受到越来越多的应用。目前，用于高坝通航的升船机形式主要有钢丝绳卷扬式、齿轮齿条爬升式，而水力浮动式升船机是我国首创具有自主知识产权的一种新型垂直升船机，其原理是通过调节水位变化来改变浮筒受力，经钢丝绳带动承船厢侧升降运行。为水力浮动式升船机提供驱动力的提升系统结构有别于钢丝绳卷扬式及齿轮齿条爬升式，因设计无动力系统，其主要提升设备的安装施工尚无同类工程可以借鉴。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种水力式升船机提升系统施工方法及安装精度控制方法，以期实现升船机主要提升设备的高效优质安装与整组联调，解决水力浮动式提升系统的安装关键技术难题，以保证水力式升船机的安全、平稳顺畅运行。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

本发明的目的之一在于提供一种水力式升船机提升系统施工方法，包括以下步骤：

1)将浮筒各节组装并锁定在竖井井口，起吊动滑轮组，完成动滑轮组与浮筒顶部的连接；

2)安装固定卷筒支座，将卷筒起吊并与支座穿轴连接，在卷筒的侧面安装安全制动器；

3)安装连接轴支架，将连接轴吊运至卷筒之间，通过联轴器完成卷筒与连接轴的装配；

4)布设临时辅助驱动装置，接入安全制动器电源，转动卷筒，将绳盘上的钢丝绳缠绕上卷筒，继续向承船厢侧下放钢丝绳，至与承船厢连接；采用桥机将绳盘上的余下钢丝绳下放至浮筒侧，将钢丝绳穿过动滑轮组后，与均衡油缸连接；

5)将已安装钢丝绳的卷筒脱开联轴器并投入卷筒的安全制动器，重复步骤4)进行其它卷筒的钢丝绳安装；

6)全部卷筒钢丝绳安装完毕后，拆下临时辅助驱动装置，回装联轴器将卷筒重新联轴；

通过上述步骤，即完成升船机提升系统的组装与连接装配。

作为本发明所述一种水力式升船机提升系统施工方法的一个具体实施例，所述浮筒为分节到货，从下到上逐节组装；所述竖井井口安装有锁定装置。

作为本发明所述一种水力式升船机提升系统施工方法的一个具体实施例，所述动滑轮组设置于浮筒的顶部，所述动滑轮组转动安装在浮筒顶部支座上。

作为本发明所述一种水力式升船机提升系统施工方法的一个具体实施例，所述步骤2)之前还设置有测放卷筒及连接轴系的安装控制线；且所述安装控制线以承船厢中心线为基准。

作为本发明所述一种水力式升船机提升系统施工方法的一个具体实施例，所述临时辅助驱动装置与卷筒同轴向布置，经减速器与卷筒的连接轴固定连接，通过电动控制临时辅助驱动装置，可实现卷筒的正向或反向转动。

作为本发明所述一种水力式升船机提升系统施工方法的一个具体实施例，所述卷筒中间处设有定位点，在定位点处设有压板，用压板可将钢丝绳中间处固定，所述压板为多个。

作为本发明所述一种水力式升船机提升系统施工方法的一个具体实施例，所述绳盘与卷筒对齐布置，钢丝绳安装前，接入卷筒的安全制动器电源；钢丝绳卷绕及下放时，安全制动器可随时投入制动。

本发明另一个目的是提供一种采用上述施工方法进行提升系统安装精度控制方法，包括以下步骤：

a)浮筒组装完成后，将浮筒吊起并静止，进行浮筒称重及各组浮筒之间的平衡配重，检查浮筒全高度范围的垂直度符合要求后，将浮筒穿轴锁定在竖井井口；

b)动滑轮组安装时，调整各动滑轮中心高差及同轴度偏差达到要求后进行固定；

c)测放卷筒及连接轴系的安装控制线是在同一台测量仪器、同一测量站内、一次性完成测量定位；

d)采用桥机将卷筒吊装就位，调整时严格控制卷筒纵、横向中心轴线及相邻卷筒中心高差、卷筒组的同轴度，使其满足卷筒的安装基准要求；安全制动器与液压管路连接后，进行压力试验，试验合格后调整制动器间隙；

e)连接轴装配时，先放松再收紧连接轴与联轴器的法兰螺栓，以降低连接轴的安装扭矩；

f)钢丝绳缠绕方向与卷筒运转方向一致；钢丝绳安装后，将浮筒解锁，进行浮筒及承船厢有水运行，待钢丝绳充分张拉后，再次调整均衡油缸，使各钢丝绳受力均匀。

g)全部主提升设备及附件安装完成后，进行复测检查验收并做好记录。

本发明提供的水力式升船机提升系统施工方法及安装精度控制方法，具有如下有益效果：

1、浮筒组装完成后进行称重比较及平衡配重，便于全部浮筒平衡重的均衡配置与重量匹配，有利于承船厢的对称平稳运行；

2、一次性完成卷筒及连接轴系安装控制线的测放，有利于整体控制提升系统的安装基准及安装精度；

3、采用临时辅助驱动装置与桥机配合钢丝绳安装，解决了无动力提升系统的大直径钢丝绳安装技术难题，方法便捷高效；钢丝绳安装过程中，卷筒的安全制动器可随时投入制动，钢丝绳下放时，通过卷筒上的压板将钢丝绳中部固定，可以避免溜滑，大幅提高了施工安全性；

4、连接轴装配时，通过先松再紧连接轴与联轴器的法兰螺栓，降低了连接轴的安装扭矩，保证了连接轴系的长期安全运转；

5、通过浮筒及承船厢有水运行，使钢丝绳充分张拉，再次调整均衡油缸，可使钢丝绳受力均匀，更有利于升船机的平稳顺畅运行。

附图说明

图1为本发明的水力式升船机提升系统设备结构布置图。

图2为卷筒与钢丝绳绳盘结构布置图。

图3为卷筒与连接轴系的俯视结构图。

附图标记：1-浮筒；2-动滑轮组；3-卷筒；4-连接轴；5-安全制动器；6-钢丝绳；7-绳盘；8-承船厢；9-均衡油缸；10-锁定装置；11-联轴器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明水力式升船机提升系统设备结构布置如图1，图2及图3所示。所述提升系统包括卷筒3，连接轴4，安全制动器5，绳盘7，动滑轮组2，浮筒1，均衡油缸9，联轴器11等部件。所述连接轴4位于两个卷筒3之间，用于连接卷筒3。所述安全制动器5位于卷筒3的侧面，用来对卷筒3进行控制；所述绳盘7与卷筒3对齐布置，为卷筒3的转动及整个系统运行提供钢丝绳6。所述动滑轮组2位于浮筒1顶部，所述均衡油缸9固定在粱上，主钢丝绳6的一端穿过动滑轮组2固定在均衡油缸9上。所述相邻的连接轴4之间设置有联轴器11，相邻的卷筒3之间也设置有联轴器11，卷筒3和连接轴4、卷筒3和卷筒3之间，它们的轴都通过联轴器11连接。

本发明水力式升船机提升系统总共有16个卷筒3，每个卷筒3对应于一个安全制动器5，4个绳盘7，一个动滑轮组2，一个浮筒1，一个均衡油缸9。两个卷筒3构成一个提升单元，连接轴4位于两个卷筒3之间，用来实现两个卷筒3的连接。本发明提升系统的16个卷筒3及设备被划分为8个单元，每个单元分别实现对承船厢8及浮筒1的连接，这样可以分散每个单元设备及钢丝绳6上所承受的拉力，增加提升系统的可靠性，提高设备及钢丝绳6的使用寿命，降低成本。

另外，本发明一个卷筒3对应4个绳盘7，在每个卷筒3上设置有4个绳槽，每个绳槽对应于一个绳盘7及一根钢丝绳6。

按照上述提升系统进行本发明所述一种水力式升船机提升系统施工方法，包括以下步骤：

1)将浮筒1各节组装并锁定在竖井井口，起吊动滑轮组2，完成动滑轮组2与浮筒1顶部的连接；

2)安装固定卷筒3支座，将卷筒3起吊并与支座穿轴连接，在卷筒3的侧面安装安全制动器5；

3)安装连接轴4支架，将连接轴4吊运至卷筒3之间，通过联轴器11完成卷筒3与连接轴4的装配；

4)布设临时辅助驱动装置，接入安全制动器5电源，转动卷筒3，将绳盘7上的钢丝绳6缠绕上卷筒3，继续向承船厢8侧下放钢丝绳6，至与承船厢8连接；采用桥机将绳盘7上的余下钢丝绳6下放至浮筒1侧，将钢丝绳6穿过动滑轮组2后，与均衡油缸9连接；

5)将已安装钢丝绳6的卷筒3脱开联轴器11并投入卷筒的安全制动器5，重复步骤4)进行其它卷筒3的钢丝绳6安装；

6)全部卷筒3钢丝绳6安装完毕后，拆下临时辅助驱动装置，回装联轴器11将卷筒3重新联轴；

通过上述步骤，即完成升船机提升系统的组装与连接装配。

进一步，步骤1)中，所述浮筒1为分节到货，从下到上逐节组装；所述竖井井口安装有锁定装置10。所述动滑轮组2设置于浮筒1的顶部，所述动滑轮组2转动安装在浮筒1顶部支座上。

进一步，所述步骤2)之前还设置有测放卷筒3及连接轴4系的安装控制线；且所述安装控制线以承船厢8中心线为基准。本发明卷筒3及连接轴4的安装控制线的测放是16个卷筒3一起完成的(以两两为一组，分为8组)，按照卷筒3及连接轴4的具体安装要求对安装控制线进行测量和规划，然后将16个卷筒3进行安装定位。当全部的卷筒3安装定位完毕后，对卷筒3的中心及各个卷筒3的位置进行调整，有利于提高卷筒3的安装基准及安装精度。

进一步，上述步骤4)中，所述临时辅助驱动装置与卷筒3同轴向布置，经减速器与卷筒3的连接轴固定连接，通过电动控制临时辅助驱动装置，可实现卷筒3的正向或反向转动。临时辅助驱动装置用来对卷筒3的转动方向进行控制，为卷筒3的转动提供临时动力，节省人力。

进一步，上述步骤4)中，在卷筒3中间处设有定位点，在定位点处设有压板，用压板可将钢丝绳6中间处固定，所述压板为多个。由于卷筒3设有4个绳槽、每绳槽中装设一根钢丝绳6，为保持钢丝绳6之间的间距、避免交叉滑移，在卷筒3中间处设计有定位点及压板、在钢丝绳6对应距离处设有定位标记。所述钢丝绳6缠绕前，根据定位标记到绳头的距离及卷筒3直径精确计算出钢丝绳绳头在卷筒3绳槽内的初始位置，将绳盘上的钢丝绳6绳头解开，牵引至卷筒3绳槽内的初始位置处并临时固定。转动卷筒3，当钢丝绳6缠绕到定位标记处时，正好与卷筒3上的定位点及压板重合，安装压板将钢丝绳6中部定位。由于精确计算了绳头的初始位置，缠绕时，钢丝绳6上的定位标记正好与卷筒3上的定位点重合，可以避免钢丝绳6缠绕的定位偏差超标而重复返工。更进一步，所述定位点在距钢丝绳6绳头约92.5米处，用定位压板将钢丝绳6中间处固定在卷筒3上，可实现卷筒3本体及钢丝绳6中部的可靠固定，使钢丝绳6不易产生窜动及溜放滑移，卷筒3上的每根钢丝绳6独立运行、互不干扰，保证了提升系统的稳定性。

进一步，所述绳盘7与卷筒3对齐布置，钢丝绳6安装前，接入卷筒3的安全制动器5电源；钢丝绳6卷绕及下放时，安全制动器5可随时投入制动。安全制动器5用来对卷筒3的转动及方向进行控制，保证卷筒3装置的安全性。

安全制动器5电源接入后，转动卷筒3，将绳盘7上的钢丝绳6缠绕上卷筒3，继续向承船厢8侧下放钢丝绳6，至与承船厢8连接；进一步，承船厢8上设置有固定装置，下放的钢丝绳6与承船厢8上设置的规定装置连接。通过此步骤即实现钢丝绳6与承船厢8的连接。

然后采用桥机将绳盘7上的余下钢丝绳6下放至浮筒1侧，穿过动滑轮组2后，与均衡油缸9连接。本发明采用桥机一次性下放一个绳盘7上的剩余的钢丝绳6至浮筒1一侧，将这根钢丝绳6穿过浮筒1顶部的动滑轮组2上的一个绳槽后，与设在固定粱座上的均衡油缸9连接。然后按照上述逐根下放安装方式将其它三个绳盘7上剩余钢丝绳6分别通过动滑轮组2上的绳槽后与设在固定梁座上的均衡油缸9连接。为了和四个绳盘7上的四根钢丝绳6相对应，所述动滑轮组2上设置有4个绳槽。通过此步骤即实现钢丝绳6与浮筒1的连接。

当按照上述安装方法将一组提升系统安装完成后，将已安装钢丝绳6的卷筒3脱开联轴器11并投入卷筒的安全制动器5，重复步骤4)进行其它组卷筒3的钢丝绳6安装，直到八组提升系统安装完毕。当全部卷筒3钢丝绳6安装完毕后，拆下临时辅助驱动装置，回装联轴器11将卷筒3重新联轴。由于已安装钢丝绳6的卷筒3整体转动惯量较大，而且钢丝绳6的两端已与承船厢8及均衡油缸9连接固定，在完成一组提升系统安装后，将已安装钢丝绳6的卷筒3脱开联轴器11并投入卷筒3的安全制动器5，可使已安装钢丝绳6的卷筒3不再转动、保持稳定，脱开联轴器11后，便于进行其它空载卷筒3的钢丝绳6安装。在八组提升系统安装完成后，拆下临时辅助驱动装置，回装联轴器11将卷筒3重新联轴，形成整体的卷筒连接轴提升系统。所述临时辅助驱动装置仅在安装期间临时提供驱动力、解决了安装期间大直径卷筒3无动力驱动的技术难题，在提升系统安装完成后即可退出使用，转由浮筒及钢丝绳6提供驱动力。

通过上述步骤即实现钢丝绳6与承船厢8和浮筒1的连接，当将八组卷筒3及钢丝绳6安装完成后，通过浮筒1在竖井内上下浮动，经钢丝绳6带动承船厢8侧上下运动，实现升船机提升系统的升降运行。

一种采用上述施工方法进行提升系统安装精度控制方法，包括以下步骤：

1)浮筒1组装完成后，将浮筒1吊起并静止，进行浮筒1称重及各组浮筒1之间的平衡配重，检查浮筒1全高度范围的垂直度符合要求后，将浮筒1穿轴锁定在竖井井口；

2)动滑轮组2安装时，调整各动滑轮中心高差及同轴度偏差达到要求后进行固定；

3)测放卷筒3及连接轴4系的安装控制线是在同一台测量仪器、同一测量站内、一次性完成测量定位；

4)采用桥机将卷筒3吊装就位，调整时严格控制卷筒3纵、横向中心轴线及相邻卷筒3中心高差、卷筒3组的同轴度，使其满足卷筒3的安装基准要求；安全制动器5与液压管路连接后，进行压力试验，试验合格后调整制动器间隙；

5)连接轴4装配时，先放松再收紧连接轴4与联轴器11的法兰螺栓，以降低连接轴4的安装扭矩；

6)钢丝绳6缠绕方向与卷筒3运转方向一致；钢丝绳6安装后，将浮筒1解锁，进行浮筒1及承船厢8有水运行，待钢丝绳6充分张拉后，再次调整均衡油缸9，使各钢丝绳6受力均匀。

7)全部主提升设备及附件安装完成后，进行复测检查验收并做好记录。

实施过程中，将浮筒1解除锁定并向其中注水，注水量到达设定值时，浮筒1重量与承船厢8重量相等、卷筒3两侧转矩达到平衡状态；向浮筒1所在的竖井内输水或排水，通过控制竖井水位变化使浮筒1在竖井内上下浮动，经钢丝绳6带动承船厢8侧上下运动，实现升船机提升系统的升降运行。

采用本发明实施例所述施工方法及安装精度控制方法对水力式升船机设备及钢丝绳6进行安装施工，具有以下有益效果：

1、浮筒1组装完成后进行称重比较及平衡配重，便于全部浮筒1平衡重的均衡配置与重量匹配，有利于承船厢8的对称平稳运行；

2、一次性完成卷筒3及连接轴4系安装控制线的测放，有利于整体控制提升系统的安装基准及安装精度；

3、采用临时辅助驱动装置与桥机配合钢丝绳6安装，解决了无动力提升系统的大直径钢丝绳6安装技术难题，方法便捷高效；钢丝绳6安装过程中，卷筒3的安全制动器5可随时投入制动，钢丝绳6下放时，通过卷筒3上的压板将钢丝绳6中部固定，大幅提高了施工安全性；

4、连接轴4装配时，通过先松再紧连接轴4与联轴器11的法兰螺栓，降低了连接轴4的安装扭矩，保证了连接轴4系的长期安全运转；

5、通过浮筒1及承船厢8有水运行，使钢丝绳6充分张拉，再次调整均衡油缸9，可使钢丝绳6受力均匀，更有利于升船机的平稳顺畅运行。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。