猴子岩水电站主厂房350t+350t桥机负荷试验浅析
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摘要：2014年9月18日至25日，猴子岩水电站地下厂房2台桥式起重机顺利完成负荷试验。为确保桥机负荷试验及岩锚梁载荷试验的顺利完成，猴子岩公司组织成立了猴子岩地下厂房桥机及岩锚梁负荷试验工作领导小组及下属的四个工作组。试验过程中，利用多种实验仪器对桥机进行了负荷实验。此次负荷试验同时检验了岩锚梁的强度，在国内尚属少见。整个试验过程完成流畅，一次性通过检测验收，表明桥机安装质量完全达到设计要求标准，也表明岩锚梁施工质量能够满足设计规范要求。
关键词：桥机负荷实验；浅析
中图分类号：TU997文献标识码： A
工程概况
猴子岩水电站主厂房内2台350t+350t双小车桥式起重机担负电站4台单机额定容量425MW水轮发电机组及其辅助系统关键设备的安装、运行维护和检修的吊装任务。单台桥机主要构件由桥架、附属金属结构、起重机运行机构、350t主副小车、16t电动葫芦、司机室装置、电力拖动与控制系统等部分组成。小车沿着主梁轨道运行、整车沿着厂房轨道运行。本桥机安装在主厂房内，整机高度5.19M（大车轨顶以上总高度），宽度12.030M，轨顶高程为1716.00m。主要用于主厂房内水力发电设备安装和检修。小车主副起升机构均采用电气同步方式，电源滑触线布置在主厂房下游侧，驾驶室布置在主厂房上游侧。厂房安装间长55.1m，净宽24m，安装间地面高程1703.00m。
一、桥机试运转前的准备和检查
1、机械部分安装检查
对起升机构，应按制造厂家图纸及电动机、制动器、减速机和高度限位器、荷载限制器等的使用说明书检查，其安装应正确；钢丝绳绳端的固定应牢固，在卷筒、滑轮中缠绕方向应正确，两个吊点的钢丝绳应调至等长（如果不等长，将导致起吊时重物发行生倾斜）。对大、小车行走机构，按制造厂家图纸及电动机、制动器、减速机和行程开关、缓冲器等的使用说明书检查，其安装应正确；对桥架和小车，按制造厂家图纸检查，其安装应正确；各连接处的螺栓应按规定拧紧；对大、小车限位装置，按制造厂家图纸检查，其安装应正确；对小车供电装置和桥机电缆卷筒装置，按制造厂家图纸检查，其安装应正确；对各点进行检查，各点应按规定加油。盘动各运动机构的制动轮，应使转动系统中最后一根轴旋转一周不应有阻滞现象。对桥机轨道铺设情况按照有关规范和制造厂家要求（以要求高者为准）进行检查。
2、电气部分安装检查
对所有电动机、电气控制柜及电气设备零星件等作直观检查、绝缘电阻的测试，起重机电控设备中各电路的对地绝缘电阻应大于0.5M以上。对安装线缆测试，线缆应无短路、开路点，对地绝缘电阻值应大于0.5M以上。检查动力回路、控制回路和照明回路的电缆接线,接线均应正确、整齐、绝缘好；全部接线与制造厂家图纸相符，整个线路的绝缘电阻必须大于0.5M以上。不带电机情况下，对各机构操作回路进行模拟动作试验，其动作应正确可靠；操作联动台各主令控制器及主令按钮,各机构电动机旋转方向应符合设计要求。检查桥机各机构限位开关安装位置是否正确、动作灵敏。轨道接地检查应满足设计要求。
1、静负荷试运转
（1）桥机50%静负荷试验
桥机主钩50%静负荷试验时在试验吊笼里堆放配重物，配重物和吊笼总重量在350t左右（吊笼实际重量为74.2t还需加入配重275.8t）。确认各部位试验人员全部到位后，开始进行试验，试验分3次提升试验吊笼。第一次：提升100mm高约10秒，再提升至300mm高。第二次：降至100mm高位置，再次提升到400mm高。第三次：降至200mm高位置，再次提升到500mm高；静置10min。提升和降落配重物，测量提升和下降速度，起升电机的电流、电压。
（2）桥机80%静负荷试验
桥机主钩50%静负荷试验时在试验吊笼里堆放配重物，配重物和吊笼总重量在560t左右（吊笼实际重量为74.2t还需加入配重485.8t）。确认各部位试验人员全部到位后，开始进行试验，试验分3次提升试验吊笼。第一次：提升100mm高约10秒，再提升至300mm高。第二次：降至100mm高位置，再次提升到400mm高。第三次：降至200mm高位置，再次提升到500mm高；静置10min。提升和降落配重物，测量提升和下降速度，起升电机的电流、电压。
（3）桥机100%静负荷试验
桥机主钩100%静负荷试验时在试验吊笼里堆放配重物，配重物和吊笼总重量在700吨左右（吊笼实际重量为74.2t还需加入配重625.8t）。确保各部位试验人员到位后，分3次提升试验吊笼。第一次：提升配重物100mm高约10秒，再提升至300mm高。第二次：降至100mm高位置，再次提升到400mm高。第三次：降至200mm高位置，再次提升到500mm高；静置10min。双小车往返运行至少三次，按前面空负荷试验规定的各项目对小车行走机构进行检查。提升和降落配重物，测量提升和下降速度，起升电机的电流、电压。
（4）125%静载荷试验
桥机主钩125%静负荷试验前先通知设计是否对桥机行走时岩锚梁梁作受力分析及变形监测。试验时在试验吊笼里堆放配重物，配重物和吊笼总重量875吨左右（吊笼实际重量为74.2t还需加800.8t）。确保各部位试验人员到位后，无冲击提升配重物至100mm高，静置10分钟。测量主梁下绕度。卸载后，小车行至跨端，测量上拱度。检查桥机静刚度（100%负荷时主梁跨中实际上拱值与125%静载荷主梁上拱值之差）不应大于S/800＝32mm（其中S为桥机跨度）或满足国家相关规范要求，以要求高者为准。吊笼落地后，检查桥机各零部件应无裂纹等损伤现象，各连接处不得有松动现象。静载荷试验全部结束。
2、动负荷试运转
现场动负荷试运转的目的是检验桥机各机构（起升、运行）、制动性能的承载安全性。动负荷试运转步骤如下：各个起升机构先分别进行动负荷试运转。各机构的动负荷试运转应分步在全行程和整个起吊范围内进行。最大起重量应为额定起重量的110%。各机构的动作应灵敏、平稳、可靠，安全保护、联锁装置和限位开关的动作应准确、可靠。如果各部件能完成其功能试验，并在随后的检查项目中，未发现机构或构件有损坏，连接处没有出现松动或损坏，并达到相关规程规范规定的要求，则认为这项试验结果合格。每次试验时测量并几率相关数据，如拱度、下挠值、各运行电机稳态运行电流、尖峰电流等数据。
3、空载实验
试验人员到位后，将小车停在大梁跨中，起升机构起到上限位置，将大车在安装间左右侧之间全程来回行走3次，行走过程中需不同档位相互切换。最后将大车停在靠近1#机组段位置处，启动主副起升机构，在全行程范围内起降3次。第一次全行程行走时，分别在每一档降落并且每一档运行时间不得少于5分钟，提升时与降落方法相同。在各档位运行状态下，测量各部位参数并记录。大车空载完成后，将大车开回安装间位置并停稳；启动小车上下游全行程行走3次，第一次全行程行走时，分别在每一挡间互换。
三、此次桥机负荷实验的难点和重点
1、难点：猴子岩水电站地质条件较差，大多为灰岩，风化较严重，地下厂房不稳固，为增加厂房的稳固程度，设计增加了一千多根锚索加固，主厂房稳定后，承载桥机的岩锚梁少数部位仍存在较小的裂纹（最大约4mm），而且主厂房机组段砼浇筑基本未实施，试验时吊笼最低处高程为EL1706m，机坑最低高程是EL1663m，即试验吊笼离地高约43m，试验过程中悬空较严重；鉴于这些原因，有人提出110%的动载负荷试验存在安全问题，经会议讨论和分析计算，得出在机组段做110%的动载负荷无安全隐患的结论。在110%的动载负荷过程中监测数据表明（原裂纹未见扩大）此次试验是成功的。
2、重点：此次桥机负荷试验重点为对桥机上拱度的测量，测量方式是采用在桥机本体上悬挂钢卷尺，通过水准仪进行监测，监测数据下表。监测结果表明，杭州新华厂生产的桥机满足规范要求。
桥机大梁上拱度值实测表
桥机号 大梁上拱度（mm)
电气梁 非电气梁
1#机 33 32
2#机 33 33
说明 通过测量知1#桥机电气梁的上拱度为33mm,非电气梁的上拱度为32mm。2#机电气梁和非电气梁的上拱度均为33mm。均＞S/800=31.875mm（S为大梁跨度25.5m）。满足GB/T14405-2011《通用桥式起重机》规范要求。
结束语
本桥机的安装工艺，结合实际情况，充分考虑了现场的条件，克服了安装空间及场地的限制，取得了良好的效果。猴子岩水电站桥机负荷试验及岩锚梁载荷试验的圆满成功，为后续水轮发电机组大型设备的顺利吊装提供了可靠手段，为机组及相关设备安装提供了可靠保障。
参考文献
[1]田大学，陈长友.水轮发电机组安装监理质量控制实践[J].人民长江，2012年3月，81-84.
[2]蔡海英.桥式起重机载荷试验与设计理论的分析与综述[J].科技视界.2012，49（34）：52-53.