水电站机电技术
Mechanical & Electrical Technique of Hydropower Station
第44卷第5期
2021年5月
Vol.44 No.5
May.2021
40
黄奋飞
（福建省水利水电工程局有限公司，福建泉州362300）
摘要：在水利枢纽工程中自动抓梁作为移动式启闭设备的一项重要配套设备，现在广泛运用于操作闸门及拦污 栅的提升。本文以福建省罗源霍口水库工程SME2X250 kN 门式起重机配套的液压抓梁为例，主要介绍了液压式
自动捉梁的设计制造，以及对可能出现一些常见的问题，进行初步的探讨与研究，并提出点建议和解决方法。
关键词：液压式自动抓梁；梁架；吊耳板；液压穿轴
中图分类号:TV53
文献标识码：B
文章编号:1672-5387 （2021）05-0040-03
DOI : 10.13599/jki.ll-5130.2021.05.012
工程概况
福建省罗源霍口水库工程SME2 x 250 kN 门式 起重机安装在尾水检修闸门检修平台上，可以分别
操作2套液压式自动抓梁（大机组尾水检修闸门抓 梁和小机组尾水检修闸门抓梁）来启吊两扇大小机 城市规划模型
组尾水检修闸门。
表1罗源霍口水库工程检修闸门主要参数
项目大机组尾水检修闸门
小机组尾水检修闸门
孔口宽
4.636 m
3.01 m
吊点数22吊点距 3.1 m
1.17 m
支承跨度
5.14 m 3.51m 设计水头
23.2 m
20.4 m
门槽尺寸（宽X 深） 1.227 m X 0.5 m 1.227 m X 0.5 m
由于大小机组两扇检修闸门的吊点距不同，因 此在设计SME2 x 250 kN 门式起重机时将门式起重
机吊点距定为3.1 m，与大机组尾水检修闸门吊点距 相一致。
1自动抓梁选型
自动抓梁有许多类型，可根据自动抓梁与闸门
吊耳之间起吊的原理、机械结构以及驱动方式等，主 要分为两大类，分别为机械式自动抓梁和液压式自
动抓梁。机械式自动抓梁形式有：重锤式、吊钩式、
雨水回用手动穿销式等等。机械式抓梁通常具有结构简易、 其操作及维护过程方便等优点，但是由于起吊力小、
只适用于中小型启闭设备。液压自动抓梁是通过液
压泵站驱动，通过液压力推动液压销轴进行横向位
移，能够自动完成闸门的穿销和脱销，液压穿销由于
精度较高通常挂脱钩准确，而且销轴具备较大的承 载能力，因此被广泛应用于各种大中型水电站门式
起重机或移动式启闭机上，用于提升大吨位的闸门0
2液压抓梁的结构
液压自动抓梁主要由抓梁结构件、液压系统、电 气控制系统三大部件组成。自动抓梁的结构件由梁
架、上下吊板、导向装置、正反滑块等组成，液压系统 由液压穿销装置、液压泵站、油管系统等组成，电气 控制系统由下降感应和穿脱销感应信号装置、电气
柜、水密封接线盒等构成。其中液压系统和感应系 统、水密封接线盒均装在横梁上，工作时随闸门一起 潜入水中并在水下进行工作。
2.1梁架
自动检票
自动抓梁梁架的结构一般采用的是箱型梁结 构，以减小抓梁体在水中所受到浮力的原则来进行 梁体结构设计，因此梁体不能做成密封式的箱体结 构，方便抓梁的下落及与闸门的定位和对位。箱体
结构横截面通常都设计成双“工字型”拼接结构，其
梁体中间通过多块筋板固定相连接，其连接筋板中
收稿日期：2021-02-23
作者简介：黄奋飞（1982-），男，工程师，从事水利水电工程工作。
第5期黄奋飞：液压自动抓梁设计及其制造41
图］小机组尾水检修闸门液压抓梁示例
6fan间可开通孔，方便将液压穿销的油管和感应信号装置的电缆均布置在箱型梁的内部，这样布置既紧凑又美观。
为保证自动抓梁梁架的加工质量，梁架需在胎机具平台上拼装，首先在胎机具平台上进行放样，考虑焊缝收缩，按照1/1000比例进行放大放样，下料时上下翼缘板和腹板长度均留有100缩余量，以
保证梁体焊接完成梁体收缩后能够达到设计尺寸。梁架焊接时以抓梁的吊点中心线为基准，先分别拼接主梁上下翼缘板和腹板，然后焊接两根工字梁之间的连接筋板及吊板，最后焊接梁体两侧的两根支梁。
2.2吊耳板
吊耳板是自动抓梁的承重部件及连接部件，分别与门式起重机的吊具装置及闸门吊耳配合。本自动抓梁设计启闭力为2X250kN，门机产生的启闭力需要通过抓梁吊耳板传递到尾水检修闸门。抓梁上部吊板通过吊耳轴与门机的吊具装置相连接，下部吊板通过液压装置的销轴连接检修闸门的吊耳，吊耳板的板厚选取25mm的Q235-B钢板，可以承受250kN的载荷。其中吊板的吊耳孔加工是液压抓梁制作中最重要的一道工艺，其加工精度要求较高，必须在吊板整体焊接在梁架后才能进行加工吊耳孔。其主要加工流程是：先将上下吊耳板焊接在梁架上，然后在吊板上划出纵向立体中心线和孔位线，以中心线为基准正，用落地笹直角锂铳头分别加工上、下吊耳孔，且必须同时保证抓梁的左右两侧两个吊耳孔的同轴度和上下吊耳孔之间的平行度以及以保证下吊耳孔与穿轴装置连接的结合面垂直度，经此加工后吊耳孔的精度得到保证，穿轴装置销轴在穿销过程中才能够精准穿过下吊耳孔，不会出现卡阻等异常现象。
2.3液压穿轴装置
抓梁的液压穿轴装置主要由销轴、套筒总成、活塞杆、穿脱销传感器和密封件等部件组成。闸门启吊上升时，液压穿轴装置的销轴将直接承受启闭载荷，主要包括闸门自重、水下水压力等，因此销轴的强度和刚度必须要留有足够的余量，以避免穿销轴由于挠度较大而产生弯曲变形，从而导致自动抓梁穿销轴和闸门吊耳孔的对位不准，影响了液压抓梁进行穿脱销的正常工作。因此根据液压自动抓梁的起重量，我们选用了300kN规格XGL88系列的液压自动抓梁穿轴装置，该销轴穿轴直径为©125，材料为40Cr合金钢，经调质处理，硬度可达到HB260-280，满足其强度和刚度的要求。由于液压自动抓梁需长期在水底下工作，销轴表面必需镀层硬箔，以满足其防腐的需要。
3自动抓梁强度校核
设计梁架主梁截面尺寸时需根据自动抓梁的起重量，在满足其刚度和强度的要求下，依据闸门门槽的尺寸，来确定梁的高度和宽度，尽量减少梁架的截面面积，以减轻自动抓梁的自身重量，然后初步估算梁的腹板、上下翼缘板的厚度，进行梁架纵向截面的几何性质计算，再进行验算，经适当调整，宜到合适为止。
小机组尾水闸门液压自动抓梁为双吊点抓梁，由于闸门与门式起重机的吊点距不一致，上下吊板不在同一条垂直线上，当自动抓梁在启闭闸门时，抓梁梁体不仅要承受抓梁自身的重力，还要承受闸门启闭力产生的弯矩。在弯曲应力和剪切力的共同作用下，为防止梁体出现弯曲变形，还需对梁体进行强度校核。服务器监测
图2横梁受力简图
（下转第73页
）
第5期李广峰：水利水电工程中水闸施工技术与管理的研究分析73 强，应用性更强。
5.2完善管理结构
完善管理体制是解决水电工程水闸施工技术和管理问题的重要措施，管理框架包含整个管理项目的主要工作内容，有利于管理者充分了解水闸施工技术和管理。
5.3提高管理的专业化水平
要提高管理人员的业务水平，必须从管理人员的管理能力和管理人员的理论知识两个方面着手。首先，提高关系经理人员的学术水平，提高公司整体水平，相关部门加大理论审査，检查工程师施工技术理论的掌握情况，督促导师不断加强理论学习。其次，将技术理论应用到施工实践中，使技术的价值越大，管理者的实践能力就越强，对相关专业人员进行管理者的培训，增强其管理能力和管理能力。也就是说，水闸施工管理者在提高理论知识和技术实践的综合能力后，才能提高专业技术水平。
5.4加强建筑工人的安全和责任教育
在水闸工程施工中，施工人员的安全是一个重要的环节，但施工过程中经常发生安全事故，施工过程中缺乏安全教育。为解决这一问题，一是可以加强对水闸施工人员在水电施工中的能力考核，加大对参与水闸施工人员的安全和责任教育，只有通过安全教育考试的员工才能进行施工。二是确保水闸建设者树立责任心，严格规定建设者职责分工，按期完成工作。最后，加强水闸施工人员的自我防卫和
安全意识，做好施工中的安全防护工作，突出安全隐患，详细记录水闸施工中出现的安全问题，是做好施工人员安全教育的关键，确保水闸施工顺利完成。
6结束语
遥控机器人随着我国经济的快速发展，建筑施工企业的数量逐渐增多，促进了建筑业的发展。水闸作为水利水电工程的核心结构，有关部门应重视水闸施工的技术和管理问题，确保水闸能够安全使用。本文阐述了水利水电工程水闸施工技术和管理中存在的主要问题，并结合实际施工情况，提出了改进措施，提出了提高水闸工程施工质量，促进水利工程应用的解决方案。
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(上接第41页)
小机组尾水闸门液压自动抓梁主梁结构为刚性
框架结构，受力复杂，计算时分解成简支梁计算，横梁受力简图如图20
4自动抓梁平衡试验
在液压自动抓梁各大主要部件拼装完成后，需对主梁整体做静平衡试验，防止抓梁在启闭时出现倾斜的现象，从而导致液压穿销时出现抓梁吊板与闸门的吊耳定位配合不准的问题。可在抓梁较轻的一侧增设配重块，通过调整，使得抓梁在自由悬吊的情况下，整体保持水平静止的状态为止。5结束语
两组液压自动抓梁在2020年7月整体组装完成后，进行了出厂前的试运行。在试运行中，液压穿销过程灵活，无出现卡阻现象，抓梁与SME2x250kN 门式起重机启吊的配合良好，其行程限位信号发讯正确，调试达到设计预期要求。
参考文献：
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