一种大型门机负荷试验装置及方法与流程

本发明属于门机负荷试验技术领域，具体涉及一种大型门机负荷试验装置及方法。

背景技术：

水电站启闭机是水利、水电工程专用的永久设备，用于实现闸门的开启和关闭，以及拦污栅的起吊与安放。按启闭机的类型可分为固定卷扬式启闭机、移动式启闭机、液压启闭机及螺杆启闭机，这些设备按照规范要求在正式使用前，均需要做负荷试验，特别是大型移动门机、大型卷扬机，一般工作额定负荷在300t到600t，甚至有的大型门机额定工作负荷达到近1000t，按照规范要求，需要做25％、50％、100％、125％的静荷载试验，以及70％、100％、110％的动荷载试验，试验项目多，现场需要多次安装和拆除试验配重块；另外，水电站一般均布置有多台门机以及卷扬机，满足不同要求的闸门启闭，更加增加了实验的难度和工程量。

现有电站在做门机及卷扬机负荷试验时，对于吨位较小的门机以及卷扬机，大多采用钢丝绳作为实验主要起吊手段，对于吨位较大的门机和卷扬机，虽然也采用制作实验吊架，安装配重块的方式，但是基本上仍然采用钢丝绳作为起吊手段，由于试验配重大，对钢丝绳直径和型号要求较高，成本高，实验费用高，效率低下，钢丝绳容易折弯并损伤，存在安全隐患，而且大多电站由于试验装置不具有通用性，试验结束后，试验吊架基本上没有下次利用的可能，造成资源很大浪费，特别是一个大型水电站，需要多个门机及卷扬机做负荷试验，项目多，工作量大。负荷试验工作成为电站施工中的难点和重点。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种大型门机负荷试验装置，其设计新颖合理，充分利用门机启闭闸门时配备的门机自动抓梁，设计两个平衡梁与门机自动抓梁配合进行门机负荷试验动作，通过外滑移吊架在试验主吊架上滑动，满足不同抓梁尺寸的试验要求，摒弃了传统的钢丝绳作为吊装手段的不足和缺陷，无需人工操作，施工方便、工作效率高，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种大型门机负荷试验装置，其特征在于：包括用于承载试验配重的试验主吊架、安装在试验主吊架外的外滑移吊架和安装在外滑移吊架外且与门机自动抓梁连接的平衡梁，试验主吊架的底部安装有用于限定外滑移吊架移动位置的限位机构，门机自动抓梁的底部设置有平衡梁连接销，门机自动抓梁的顶部与门机动滑轮组配合，所述试验主吊架为立方体框架，所述立方体框架的前侧面、后侧面、左侧面、右侧面和底面上均安装有相交叉布设的斜支撑，所述立方体框架的顶面为敞口结构，外滑移吊架包括套设在试验主吊架外的滑移支撑箍架，滑移支撑箍架为顶部开口的u形滑移支撑箍架，所述u形滑移支撑箍架的u形槽深度大于试验主吊架的高度，所述u形滑移支撑箍架的顶部开口位置处安装有两个滑移支撑锁件，两个滑移支撑锁件的内侧间距小于试验主吊架的宽度，两个滑移支撑锁件的外侧间距大于滑移支撑箍架的宽度，滑移支撑锁件的底面上安装有与试验主吊架的顶面抵接的滚轮，所述u形滑移支撑箍架的侧面安装有与试验主吊架侧面连接的紧固螺栓。

上述的一种大型门机负荷试验装置，其特征在于：所述平衡梁包括平衡梁主梁和两个分别对称安装在平衡梁主梁两端的平衡梁卡装槽，平衡梁主梁的中间位置开设有与平衡梁连接销配合的平衡梁安装孔，平衡梁卡装槽为u形卡装槽，两个所述u形卡装槽的开口相对设置，滑移支撑锁件卡装在所述u形卡装槽上。

上述的一种大型门机负荷试验装置，其特征在于：所述限位机构的数量为三个，三个限位机构沿试验主吊架的长度方向依次安装在试验主吊架底部，三个限位机构中的一个限位机构安装在试验主吊架底部的中间位置，三个限位机构中的剩余两个限位机构分别安装在试验主吊架的两端。

上述的一种大型门机负荷试验装置，其特征在于：所述外滑移吊架的数量为两个，平衡梁的数量与外滑移吊架的数量相等且一一对应，外滑移吊架设置在试验主吊架位于相邻两个限位机构之间的部位上。

上述的一种大型门机负荷试验装置，其特征在于：所述立方体框架的顶面沿宽度方向上安装有活动连接件，活动连接件包括两个连接杆安装座和安装在两个连接杆安装座之间的活动连接杆，活动连接杆通过连接杆锁紧销与连接杆安装座固定连接。

同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理、满足不同抓梁尺寸的试验要求的大型门机负荷试验的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一、确定试验门机：根据试验安排规程，选择施工现场待试验门机；

步骤二、外滑移吊架的安装：在试验主吊架底部沿试验主吊架的长度方向依次安装三个限位机构，三个限位机构中的一个限位机构安装在试验主吊架底部的中间位置，三个限位机构中的剩余两个限位机构分别安装在试验主吊架的两端，在试验主吊架外安装两个外滑移吊架，两个外滑移吊架和三个限位机构间隔布设；

步骤三、第一次添加试验配重：利用起吊机将试验配重从试验主吊架的顶部敞口添加至试验主吊架内，直至达到第一负荷试验要求配重；

步骤四、平衡梁的安装：在每个外滑移吊架上安装平衡梁，平衡梁包括平衡梁主梁和两个分别对称安装在平衡梁主梁两端的平衡梁卡装槽，平衡梁主梁的中间位置开设有与平衡梁连接销配合的平衡梁安装孔，平衡梁卡装槽为u形卡装槽，两个所述u形卡装槽的开口相对设置，滑移支撑锁件卡装在所述u形卡装槽上；

步骤五、平衡梁与门机自动抓梁的安装并完成第一负荷试验：调节两个外滑移吊架之间的间距，使两个外滑移吊架上的平衡梁与待试验门机的门机自动抓梁上安装的平衡梁连接销固定连接，并作单项第一负荷试验；

步骤六、平衡梁的移出：保持外滑移吊架不动，且门机自动抓梁的高度位置不变，利用门机自动抓梁带动平衡梁沿水平方向滑出试验主吊架；

步骤七、再次添加试验配重：利用起吊机往试验主吊架内继续添加试验配重，直至达到下一次负荷试验要求配重；

步骤八、平衡梁的移入并完成下一次负荷试验：保持外滑移吊架不动，且门机自动抓梁的高度位置不变，利用门机自动抓梁带动平衡梁沿水平方向滑入试验主吊架，直至两个平衡梁分别与两个外滑移吊架配合，保持平衡梁的中轴线与外滑移吊架的中轴线重合，并作单项下一次负荷试验；

步骤九、多次循环步骤六至步骤八，完成单项多次不同负荷试验；

步骤十、更换试验门机：将门机自动抓梁与平衡梁连接销分离，根据试验安排规程，更换新的试验门机，将新的试验门机上的门机自动抓梁视为待试验门机的门机自动抓梁后，循环步骤二。

上述的方法，其特征在于：所述多次不同负荷试验包括大型门机额定工作负荷的25％、50％、100％和125％的静荷载试验，以及大型门机额定工作负荷的70％、100％和110％的动荷载试验。

上述的方法，其特征在于：所述负荷试验的要求配重超过大型门机额定工作负荷的50％时，须在立方体框架的顶面沿宽度方向上安装活动连接件，活动连接件包括两个连接杆安装座和安装在两个连接杆安装座之间的活动连接杆，活动连接杆通过连接杆锁紧销与连接杆安装座固定连接。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明采用的试验装置，通过设计试验主吊架承载试验配重，便于实现试验配重的增加和减少，摒弃了传统的钢丝绳作为吊装手段的不足和缺陷，可重复使用，且满足大型门机额定工作负荷达到近1000t的要求，安全隐患小，试验装置具有通用性强，避免资源浪费，试验主吊架为立方体框架，立方体框架的前侧面、后侧面、左侧面、右侧面和底面上均安装有相交叉布设的斜支撑，保证立方体框架的强度，立方体框架的顶面为敞口结构试验配重的进出，便于推广使用。

2、本发明采用的试验装置，通过在立方体框架外安装外滑移吊架，便于沿立方体框架长度方向进行滑移，调节两个外滑移吊架的间距，适应不同尺寸抓梁，滑移支撑箍架采用顶部开口的u形滑移支撑箍架，提供承载立方体框架的同时不阻碍试验配重的进出，便于试验配重的增加，避免对外滑移吊架的拆卸，减少试验工序，u形滑移支撑箍架的u形槽深度大于试验主吊架的高度，保证安装滑移支撑锁件后，可实现滑移支撑锁件对立方体框架的限位，同时便于滚轮的安装；两个滑移支撑锁件的外侧间距大于滑移支撑箍架的宽度，实现滑移支撑锁件较立方体框架而言，为突出结构，便于与平衡梁配合。

3、本发明采用的试验装置，通过充分利用门机启闭闸门时配备的门机自动抓梁，设计两个平衡梁与门机自动抓梁配合进行门机负荷试验动作，实际试验时，门机动滑轮组、门机自动抓梁和平衡梁三者形成一个整体，可靠稳定，在每个试验项目安装试验配重及拆除试验配重过程中，全部利用门机大车的完成试验，自动化程度高，大大减小了现场工人的劳动强度，施工高效。

4、本发明采用的方法，步骤简单，根据待试验门机尺寸调节两个外滑移吊架之间的间距，使两个外滑移吊架上的平衡梁与待试验门机的门机自动抓梁上安装的平衡梁连接销配合，利用起吊机将试验配重从试验主吊架的顶部敞口添加或取出，无需人工操作，施工方便，平衡梁与门机动滑轮组和门机自动抓梁安装为一体，利用门机自动抓梁带动平衡梁沿水平方向滑出或滑入，完成不同负荷试验，工作效率高，摒弃了传统的钢丝绳作为吊装手段的不足和缺陷，便于推广使用。

综上所述，本发明设计新颖合理，充分利用门机启闭闸门时配备的门机自动抓梁，设计两个平衡梁与门机自动抓梁配合进行门机负荷试验动作，通过外滑移吊架在试验主吊架上滑动，满足不同抓梁尺寸的试验要求，摒弃了传统的钢丝绳作为吊装手段的不足和缺陷，无需人工操作，施工方便、工作效率高，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明试验装置的结构示意图。

图2为图1的左视图。

图3为本发明平衡梁的结构示意图。

图4为图1的a-a剖视图。

图5为本发明外滑移吊架与试验主吊架的安装关系示意图。

图6为本发明添加试验配重的结构示意图。

图7为本发明平衡梁、活动连接件与外滑移吊架的安装关系示意图。

图8为本发明平衡梁与门机自动抓梁的安装关系示意图。

图9为本发明平衡梁的移出示意图。

图10为本发明平衡梁的移入示意图。

图11为本发明方法的方法流程框图。

附图标记说明:

1—门机动滑轮组；2—门机自动抓梁；3—平衡梁连接销；

4—平衡梁；4-1—平衡梁主梁；4-2—平衡梁安装孔；

4-3—平衡梁卡装槽；5—外滑移吊架；5-1—滑移支撑锁件；

5-2—滑移支撑箍架；5-3—滚轮；5-4—紧固螺栓；

6—试验主吊架；7—活动连接件；7-1—连接杆安装座；

7-2—活动连接杆；7-3—连接杆锁紧销；8—试验配重；

9—限位机构；10—起吊机。

具体实施方式

如图1至图4所示，本发明所述的一种大型门机负荷试验装置，包括用于承载试验配重8的试验主吊架6、安装在试验主吊架6外的外滑移吊架5和安装在外滑移吊架5外且与门机自动抓梁2连接的平衡梁4，试验主吊架6的底部安装有用于限定外滑移吊架5移动位置的限位机构9，门机自动抓梁2的底部设置有平衡梁连接销3，门机自动抓梁2的顶部与门机动滑轮组1配合，所述试验主吊架6为立方体框架，所述立方体框架的前侧面、后侧面、左侧面、右侧面和底面上均安装有相交叉布设的斜支撑，所述立方体框架的顶面为敞口结构，外滑移吊架5包括套设在试验主吊架6外的滑移支撑箍架5-2，滑移支撑箍架5-2为顶部开口的u形滑移支撑箍架，所述u形滑移支撑箍架的u形槽深度大于试验主吊架6的高度，所述u形滑移支撑箍架的顶部开口位置处安装有两个滑移支撑锁件5-1，两个滑移支撑锁件5-1的内侧间距小于试验主吊架6的宽度，两个滑移支撑锁件5-1的外侧间距大于滑移支撑箍架5-2的宽度，滑移支撑锁件5-1的底面上安装有与试验主吊架6的顶面抵接的滚轮5-3，所述u形滑移支撑箍架的侧面安装有与试验主吊架6侧面连接的紧固螺栓5-4。

需要说明的是，通过设计试验主吊架6用于承载试验配重8，便于实现试验配重8的增加和减少，摒弃了传统的钢丝绳作为吊装手段的不足和缺陷，可重复使用，且满足大型门机额定工作负荷达到近1000t的要求，安全隐患小，试验装置具有通用性强，避免资源浪费，试验主吊架6为立方体框架，立方体框架的前侧面、后侧面、左侧面、右侧面和底面上均安装有相交叉布设的斜支撑，保证立方体框架的强度，立方体框架的顶面为敞口结构试验配重的进出；通过在立方体框架外安装外滑移吊架5，便于沿立方体框架长度方向进行滑移，调节两个外滑移吊架的间距，适应不同尺寸抓梁，省时省力，操作简单，滑移支撑箍架5-2采用顶部开口的u形滑移支撑箍架，提供承载立方体框架的同时不阻碍试验配重8的进出，便于试验配重8的增减，避免对外滑移吊架5的拆卸，减少试验工序，u形滑移支撑箍架的u形槽深度大于试验主吊架的高度，保证安装滑移支撑锁件5-1后，可实现滑移支撑锁件5-1对立方体框架的限位，同时便于滚轮5-3的安装；两个滑移支撑锁件5-1的外侧间距大于滑移支撑箍架5-2的宽度，实现滑移支撑锁件5-1较立方体框架而言，为突出结构，便于与平衡梁4配合，所述u形滑移支撑箍架的侧面安装有与试验主吊架6侧面连接的紧固螺栓5-4的目的是将外滑移吊架5与试验主吊架6固定为一体，同时增加试验主吊架6顶部的剪力，避免试验主吊架6的变形；通过充分利用门机启闭闸门时配备的门机自动抓梁2，设计两个平衡梁4与门机自动抓梁2配合进行门机负荷试验动作，实际试验时，门机动滑轮组1、门机自动抓梁2和平衡梁4三者形成一个整体，可靠稳定，在每个试验项目安装试验配重8及拆除试验配重8过程中，全部利用门机大车的完成试验，自动化程度高，大大减小了现场工人的劳动强度，施工高效。

本实施例中，所述平衡梁4包括平衡梁主梁4-1和两个分别对称安装在平衡梁主梁4-1两端的平衡梁卡装槽4-3，平衡梁主梁4-1的中间位置开设有与平衡梁连接销3配合的平衡梁安装孔4-2，平衡梁卡装槽4-3为u形卡装槽，两个所述u形卡装槽的开口相对设置，滑移支撑锁件5-1卡装在所述u形卡装槽上。

需要说明的是，平衡梁安装孔4-2开设在平衡梁主梁4-1的中间位置的目的是保证门机自动抓梁2与平衡梁4工作的平衡性，同时两个所述u形卡装槽的开口相对设置，且分别与两个滑移支撑锁件5-1卡装配合，实现对外滑移吊架5的抓举，进而实现对试验主吊架6和试验配重的抓举。

本实施例中，所述限位机构9的数量为三个，三个限位机构9沿试验主吊架6的长度方向依次安装在试验主吊架6底部，三个限位机构9中的一个限位机构9安装在试验主吊架6底部的中间位置，三个限位机构9中的剩余两个限位机构9分别安装在试验主吊架6的两端。

本实施例中，所述外滑移吊架5的数量为两个，平衡梁4的数量与外滑移吊架5的数量相等且一一对应，外滑移吊架5设置在试验主吊架6位于相邻两个限位机构9之间的部位上。

需要说明的是，限位机构9的数量设计为三个的目是对试验主吊架6进行二等分，将两个外滑移吊架5分别安装在二等分后的试验主吊架6上，三个限位机构9中的一个限位机构9安装在试验主吊架6底部的中间位置的目的是避免两个外滑移吊架5中的任意一个外滑移吊架5超过中线而增加外滑移吊架5的调节复杂度，三个限位机构9中的剩余两个限位机构9分别安装在试验主吊架6的两端的目的是避免两个外滑移吊架5滑移出试验主吊架6，造成安全隐患。

本实施例中，所述立方体框架的顶面沿宽度方向上安装有活动连接件7，活动连接件7包括两个连接杆安装座7-1和安装在两个连接杆安装座7-1之间的活动连接杆7-2，活动连接杆7-2通过连接杆锁紧销7-3与连接杆安装座7-1固定连接。

需要说明的是，活动连接件7的数量根据实际需要设计安装，利用活动连接杆7-2将立方体框架的顶面沿宽度方向拉紧，起到加强立方体框架强度和刚度的作用。

如图5至图11所示的一种大型门机负荷试验的方法，包括以下步骤：

步骤一、确定试验门机：根据试验安排规程，选择施工现场待试验门机；

步骤二、外滑移吊架的安装：在试验主吊架6底部沿试验主吊架6的长度方向依次安装三个限位机构9，三个限位机构9中的一个限位机构9安装在试验主吊架6底部的中间位置，三个限位机构9中的剩余两个限位机构9分别安装在试验主吊架6的两端，在试验主吊架6外安装两个外滑移吊架5，两个外滑移吊架5和三个限位机构9间隔布设；

步骤三、第一次添加试验配重：利用起吊机10将试验配重8从试验主吊架6的顶部敞口添加至试验主吊架6内，直至达到第一负荷试验要求配重；

步骤四、平衡梁的安装：在每个外滑移吊架5上安装平衡梁4，平衡梁4包括平衡梁主梁4-1和两个分别对称安装在平衡梁主梁4-1两端的平衡梁卡装槽4-3，平衡梁主梁4-1的中间位置开设有与平衡梁连接销3配合的平衡梁安装孔4-2，平衡梁卡装槽4-3为u形卡装槽，两个所述u形卡装槽的开口相对设置，滑移支撑锁件5-1卡装在所述u形卡装槽上；

需要说明的是，若将平衡梁4的直接安装在门机自动抓梁2底部的平衡梁连接销3上，门机自动抓梁2首次与外滑移吊架5配合时，还需测量识别外滑移吊架5的高度，操作复杂，将平衡梁4开始直接安装在外滑移吊架5上，便于后期门机自动抓梁2直接移动至平衡梁4的平衡梁安装孔4-2位置处，无需调节门机自动抓梁2高度，控制简洁。

步骤五、平衡梁与门机自动抓梁的安装并完成第一负荷试验：调节两个外滑移吊架5之间的间距，使两个外滑移吊架5上的平衡梁4与待试验门机的门机自动抓梁2上安装的平衡梁连接销3固定连接，并作单项第一负荷试验；

步骤六、平衡梁的移出：保持外滑移吊架5不动，且门机自动抓梁2的高度位置不变，利用门机自动抓梁2带动平衡梁4沿水平方向滑出试验主吊架6；

步骤七、再次添加试验配重：利用起吊机10往试验主吊架6内继续添加试验配重8，直至达到下一次负荷试验要求配重；

步骤八、平衡梁的移入并完成下一次负荷试验：保持外滑移吊架5不动，且门机自动抓梁2的高度位置不变，利用门机自动抓梁2带动平衡梁4沿水平方向滑入试验主吊架6，直至两个平衡梁4分别与两个外滑移吊架5配合，保持平衡梁4的中轴线与外滑移吊架5的中轴线重合，并作单项下一次负荷试验；

步骤九、多次循环步骤六至步骤八，完成单项多次不同负荷试验；

步骤十、更换试验门机：将门机自动抓梁2与平衡梁连接销3分离，根据试验安排规程，更换新的试验门机，将新的试验门机上的门机自动抓梁2视为待试验门机的门机自动抓梁2后，循环步骤二。

本实施例中，所述多次不同负荷试验包括大型门机额定工作负荷的25％、50％、100％和125％的静荷载试验，以及大型门机额定工作负荷的70％、100％和110％的动荷载试验。

本实施例中，所述负荷试验的要求配重超过大型门机额定工作负荷的50％时，须在立方体框架的顶面沿宽度方向上安装活动连接件7，活动连接件7包括两个连接杆安装座7-1和安装在两个连接杆安装座7-1之间的活动连接杆7-2，活动连接杆7-2通过连接杆锁紧销7-3与连接杆安装座7-1固定连接。

本发明使用时，充分利用门机启闭闸门时配备的门机自动抓梁，设计两个平衡梁与门机自动抓梁配合进行门机负荷试验动作，通过外滑移吊架在试验主吊架上滑动，满足不同抓梁尺寸的试验要求，摒弃了传统的钢丝绳作为吊装手段的不足和缺陷，无需人工操作，施工方便、工作效率高。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。