第７期 ２０１１年７月 广东水利水电 ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ ＷＡＴＥＲ ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ ＡＮＤ ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ Ｎｏ．７ Ｊｕ１．２０１１ 大型弧形闸门边梁和侧水封现场加固技术 欧阳坚 （广东江海机电工程有限公司，广东广州 ５１０５００） 摘 要：阐述了飞来峡水利枢纽工程大型弧形闸门边梁和侧水封的现场加固方法，详细介绍了实施加固过程中的检测技 术、焊接工艺以及控制现场焊接变形的方案，并提供了详实的检测数据。 关键词：飞来峡水利枢纽工程；大型弧形闸门；边梁；侧水封；现场加固技术 中图分类号：ＴＶ６６３ ．２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００８—０１１２（２０１１）０７—００６７—０３ １概述 条件都不足。为确保焊接加固弧门边梁和侧水封后，弧 门曲率半径不会产生太大的变化，在制定边梁和侧水封 的加固技术时，首先做一个试验，为研究解决焊接变形 问题提供依据。 ２．１现场施工难点 飞来峡水利枢纽工程是广东省的重点工程项目，到 目前为止依然是广东省最大的水利枢纽工程，保卫珠江 三角洲的一道不可缺少的屏障，因此它带来的社会效益 是可想而知的。对于这样的重点工程，它能否按时保质 地完工是当时面临的非常重要的课题。 由于泄水闸门是潜孔闸门，并且所有闸门都已经完 成安装，因此现场加固过程中的吊装等所有施工都受空 间的限制。此外尽管是现场加固，但是所有仍然必须满 足闸门按照设计和《水利水电工程钢闸门制造安装及 主体工程溢流坝配设１５扇泄水潜孔弧形闸门，单 扇重量为２０４ｔ，外形尺寸为１５ ３８４ｍｍ×１３ ９８４ｍｍ。这 些弧形闸门对大坝的安全起着关键的作用，闸门的安全 性是整个工程的安全性的重要组成部分。在这些闸门 验收规范》（ＤＬ／Ｔ ５０１８—９４）的要求，规范中对弧门面 板曲率半径要求很高，面板外缘２０ｍ曲率半径允许偏 差仅为±３ｍｍ。这么高的技术质量指标，只有制订严密 的工艺技术方案并对全过程进行控制，方能达到要求。 ２．２现场处理方案试验模型 试验模型是按原图弧形闸门边梁的尺寸，重新造一 条边梁（９ ０００ｍｍ×６００ｍｍ Ｘ １ ０００ｍｍ），并按修改通知 安装完后，经过设计单位再三计算，发现最初设计中弧 形闸门边梁和侧水封的强度不够，为了消除工程将来运 行过程中的安全隐患，设计要求按图１要求进行现场 加固 的要求进行补强。试验目的是观测模型按要求补强后 因焊接引起的面板、边梁翼板的曲率变化和面板的塌边 值，并且确定各焊缝的高度和其它焊接参数。 ２．３模型现场焊接工艺试验 边梁加强板的焊接，按照分段、对称、间断、倒退的 焊接方式进行。将边梁加强板按修改通知就位后，按 ６００ｍｍ长度分成１、２、３、…等若干段，在各分段内按编 图１边梁和侧水封加固示意（单位：ｍｍ） 号顺序先对称焊接２００ｍｍ长度，施焊完毕后，倒退回１ 开始，按顺序再对称施焊２００ｎｎ，每１分段分３次完成。 在焊接时，采用 ｍｍ、Ｔ４２２焊条，严格控制焊接电流 在１６０～１７０Ａ的范围内和适当的焊接速度。 ２现场加固与处理方案试验模型 鉴于当时弧形闸门已经制造和安装完毕，现场施工 难度大，主要加固过程中焊接量大，而调整变形的设备、 收稿日期：２０１１—０５—１３： 修回日期：２０１１—０６—０３ 作者简介：欧阳坚（１９５３一），男，中专，助理工程师，长期从事金属结构检测和机械加工及生产管理工作。 ・６７・ ２０１１年７月 第７期 欧阳坚：大型弧形闸门边梁和侧水封现场加固技术 Ｎｏ．７ Ｊｕ１．２０１１ ２．４模型焊接变形监测 对模型按２．３进行补强后，按图２方法对其焊接变 形进行测量。 １ ２ ３ ４ Ｉ｛ 图２测量示意（单位：ｍｍ） 在面板的９ｍ长度方向上每隔０．５ｍ设置１个测量 点，测量时以Ｈｉ、ｈ 分别表示焊前面板弦高和焊后面板 弦高。其每１点的数据变化如图３所示。 图３面板弦高变化 在边梁翼板上设置２条测量线，每条测量线分别布 置在加强板每焊缝附近，并在翼板的９ｍ长度方向上每 隔１ｍ设置１个测量点，用 。 分别表示其中１条测 量线上焊前边梁翼板弦高和焊后边梁翼板弦高；用 、 分别表示另１条测量线上焊前边梁翼板弦高和焊后 边梁翼板弦高。其每１点的数据变化如图４所示。 图４边梁翼板弦高变化 在面板边的９ｍ长度方向上每隔０．５ｍ设置１个测 量点，用△ 表示焊后面板塌边值。每ｌ点的塌边值如 图５所示。 ・６８・ 奏； 图５焊面板塌边值△ｉ 根据图３、图４和图５对焊接后引起的变形进行评 定，其结果如表１所示。 表１边梁评定 从表１可见，边梁加固焊接试验时，引起面板曲率 变化最大变形量为３ｍｍ，基本满足要求。侧水封加强 筋板焊接后，引起面板横向不平度的变化较大，其原冈 是在焊接筋板时，角焊缝高度超过５ｍｍ，达到６～８ｍｍ， 在实际焊接时，应控制此焊缝的高度绝不能超过５ｒａｍ； 与边梁筋板的焊缝高度以８ｍｍ为宜，这样可以减少变 形，从而能提高质量。工艺技术试验的结果说明，所采 取的焊接工艺技术方案是可行的，闸门的变形量是可控 制在合格范围内的。 ３现场加固方案 根据模型试验结果，为了使实际加同效果与试验效 果接近，还进一步组织技术人员和老工人进行了认真研 究，最终定出如下工地现场施工方案。 ３．１下料加工 加强板尺寸为３０ｍｍ ｘ２７０ｍｍ×１１ ０９２ｍｍ（弧长）， 分２节下料，筋板尺寸为２０ｍｍ×１００ｒａｍ×１５ ２５４ｍｍ （弧长），分５节下料，外弧半径为１９ ９８４ｍｍ，材料采用 Ｑ２３５Ａ，加强板上卷板机滚圆弧，内弧半径为１９ ３７０ｒａｍ，用不少于１ ５００ｒａｍ长样板检查，侧面直线度不 超过不过４ｍｍ，用样板检查。 ３．２组装 ３．２．１组装加强板 组装加强板时，首先将加强板吊到边梁上，从下往 上组装。用简易龙门框架和千斤顶，逐段将加强板与上 边梁翼板压贴，局部间隙不大于２ｍｍ。要求上节的下 端部开４５。单面焊接坡口，钝边为３ｍｍ，组装时留４ｒａｍ 间隙，装配后点焊固定。 ３．２．２组装侧水封筋板 ２０１１年７月第７期 广东水利水电 从下往上逐节进行，侧水封筋板的弧度为Ｒ＝ １９ ９８４ｍｍ，应与闸门面板相吻合，间隙不得大于２ｍｍ。 要严格控制侧水封筋板到闸门面板外侧距离１３０ｒａｍ， 以保证闸门水封的预压缩量２～４ｍｍ。筋板与面板问 隙不大于２．５ｍｍ，接头开“ｘ”型焊接坡口。 ３．３焊接 ３．３．１加强板的焊接 加强板的焊接采用 ｍｉｌｌ、Ｔ４２２焊条，焊接电流为 １６０～１７０Ａ。首先将中间对接接头焊好。加强板与原 后翼板的角焊缝为１２ｍｍ。从下往上进行分２道焊接。 按分段、对称、间断、倒退的焊接方式进行，将边梁加固 焊接位置，按６００ｒａｍ长度分成若干段，在各分段内对称 焊接２００ｍｍ长度，施焊完毕后，按分段顺序再对称施焊 ２００ｍｍ，每１分段分３次焊完。在焊接时，严格控制焊 接电流和焊接速度。 ３．３．２侧水封筋板的焊接 先采用 ４ｍｍ、Ｔ４２２焊条，焊好对接接头和筋板 ８ｍｍ的立焊缝，焊侧水封筋板与闸门面板的连续焊缝， 采用 ２．５～３．２焊条，焊接时同样也要采用分段焊接 方式，从下往上２边对称进行，焊缝高度不得大于 ５ｒａｍ。最后，清除焊渣、焊疤、飞溅。 ４关健质量点的检验 ４．１焊缝质量检验 检查焊缝外观时，用焊缝检验尺检查焊缝的余高， 超过或者不足，则要求用砂轮机进行打磨或补焊，不得 超出规定的要求。 ４．２边梁加固后形状尺寸和曲率半径检验 按２．４的测量方法，对现场施工的闸门的边梁进行检 测，１ 闸门检验测量分别如图６、图７和图８所示。 丽而 厕 Ｊ！鳗亘画堑鏊直 Ｌ Ｊ测量点 图６边梁面板弦高变化 图７边梁翼板弦高变化 图８焊面板塌边值△ｉ 根据图６、图７和图８对焊接后引起的变形进行评 定，其结果如表２所示。 表２边梁评定 ５ 结语 由于做了成功的焊接工艺试验，采取了合理的焊接 工艺及防变形的措施，特别是控制了侧水封加强板与面 板、筋板的角焊缝高度，１５扇弧形闸门的边梁加固后， 经检测，焊缝质量达到设计要求，闸门的曲率半径能控 制在技术规范要求内，验收合格。 事实证明，这种加固技术对大型弧形闸门边梁补强 产生的变形，起到有效的控制效果。 参考文献： ［１］ＤＬ／Ｔ５０１８—９４水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范 ［Ｓ］．北京：水利电力出版社，１９９４． ［２］ ＳＤＪ１３水利水电工程钢闸门设计规范［Ｓ］． （本文责任编辑马克俊） ・６９・
