水电站导流洞门槽水下检查的试槽架及施工方法技术

本发明专利技术公开了水电站导流洞门槽水下检查的试槽架及施工方法，试槽架包括边柱、主梁及纵梁，主梁包括主梁腹板及主梁翼缘；边柱包括边柱腹板及边柱翼缘；纵梁包括纵梁腹板及纵梁翼缘；边柱上连接有滑块，边柱上设有筋板，筋板上连接有侧边滑块；主梁上连接有吊耳，吊耳上连接有吊轴。使用该试槽架进行水下检查的施工方法包括如下步骤：(a)施工准备；(b)试槽架设计；(c)试槽架应力应变分析；(d)起吊系统布置；(e)试槽架安装；(f)试槽架试运行；(g)门槽检查；(h)底坎检查。该施工方法直接使用水下摄像机等检查设备对门槽及底坎进行水下摄像检查，可以在水位不上抬的情况下完成导流洞门槽及底坎的检查。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水电站导流洞门槽水下检查的试槽架，及利用该试槽架对导流洞门槽作水下检查的施工方法。
技术介绍
水电站是将水能转换为电能的综合工程设施，又称水电厂。它包括为利用水能生产电能而兴建的一系列水电站建筑物及装设的各种水电站设备。利用这些建筑物集中天然水流的落差形成水头，汇集、调节天然水流的流量，并将它输向水轮机，经水轮机与发电机的联合运转，将集中的水能转换为电能，再经变压器、开关站和输电线路等将电能输入电网。有些水电站除发电所需的建筑物外，还常有为防洪、灌溉、航运、过木、过鱼等综合利用目的服务的其他建筑物。这些建筑物的综合体称水电站枢纽或水利枢纽。水电站经过多年建设后具备下闸封堵截流蓄水的条件。但是当导流洞运行数年，并经历过多次泄洪后，在闸门下闸过程中易出现阻碍及卡死现象导致蓄水失败。为确保一次下闸顺利到位，防止出现闸门被卡或局部破损出现渗漏而影响永久封堵施工，在下闸前，要求对导流洞进口闸门的门槽及底坎检查，确定无损坏或障碍后方可下闸封堵。由于导流洞进水口闸门均已经安装结束，检查前无法拆除，对门槽及底坎的磨损或冲刷破坏情况的检查有一定的限制和影响。同时，在流速较高状态下进行水下检查，一般的检查设备和器械无法进行，
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供水电站导流洞门槽水下检查的试槽架及施工方法，利用试槽架进行水下检查。该技术直接使用水下摄像机等检查设备对门槽及底坎进行水下摄像检查，故无需对导流洞下游进行封堵平压，可以在水位不上抬的情况下完成导流洞门槽的检查。该检查方法操作简便，无需使用一般的检查设备及器械。为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：水电站导流洞门槽水下检查的试槽架，包括边柱、主梁及纵梁，其特征在于：主梁的两端均垂直连接边柱，主梁上垂直连接有纵梁，边柱与纵梁相互平行；主梁包括主梁腹板及主梁翼缘，主梁腹板位于主梁内，主梁腹板上均匀设有排水孔，主梁翼缘位于主梁的外侧；边柱包括边柱腹板及边柱翼缘，边柱腹板位于边柱内，边柱腹板垂直连接主梁腹板，边柱翼缘位于边柱的外侧，边柱翼缘垂直连接主梁翼缘；纵梁包括纵梁腹板及纵梁翼缘，纵梁腹板位于纵梁内，纵梁腹板垂直连接主梁腹板，纵梁翼缘位于纵梁的外侧，纵梁翼缘垂直连接主梁翼缘；边柱翼缘上连接有滑块，边柱腹板上设有筋板，筋板上连接有侧边滑块；主梁腹板上连接有吊耳，吊耳上连接有吊轴。边柱、主梁及纵梁构成试槽架的基本框架，均为钢结构，采用焊接方法连接，连接牢固，使得试槽架具有优异的强度及刚度，确保试槽架能够承受大流速水流的冲击，使水下检查顺利进行；同时，试槽架可同时水下检查门槽与底坎，适用范围广，简化了水下检查的施工工序。且相互之间连接简单，易于制作，节约成本。主梁腹板、纵梁腹板及边柱腹板具有优异的强度及刚度，相互连接后进一步放大其强度及刚度，使试槽架抗水流冲击力强。滑块及侧边滑块方便了移动试槽架，使得吊起下放试槽架作业变得更加轻松，省时省力。吊耳与吊轴实现可吊起下放试槽架，吊耳固定于试槽架，起吊装置仅需抓紧吊轴便可实现吊起下放试槽架，结构简单，操作方便。进一步，边柱腹板的下端连接有垫板。垫板起缓冲作用，防止边柱腹板被磨损。进一步，筋板包括第一筋板、第二筋板及第三筋板，第二筋板与第三筋板相互连接。进一步加强试槽架的强度及刚度。进一步，第二筋板与第三筋板上连接有钢板，钢板上连接有侧边滑块。钢板起缓冲连接作用。进一步，吊耳包括第一吊耳板与第二吊耳板，第一吊耳板与第二吊耳板上均设有吊轴孔，吊轴孔与吊轴相匹配。吊轴通过吊轴孔连接吊耳，安装拆卸方便。进一步，第一吊耳板与第二吊耳板上均设有吊耳加强板。加固吊耳。进一步，吊轴的一端连接有开口销。开口销用于固定，避免吊轴与吊耳相互滑移。水电站导流洞门槽水下检查的施工方法，其特征在于包括如下步骤：(a)施工准备：组织技术人员熟悉图纸，测量复核图纸尺寸、工程量等参数，归纳整理提出质疑；在由监理、设计组织的技术交底会上清楚说明，领会设计意图，编写《施工组织设计》及《作业指导书》，编制各分项工程施工计划网络图，报监理部审批；分别在H1与H2的高程分别布置第一起吊平台与第二起吊平台，其中H1大于H2；施工采用变压器供电，变压器布置于进水口的辅助施工通道内，变压器低压端采用低压四芯电缆引至配电箱，小型施工设备用电从配电箱引出，低压四芯电缆为300m；试槽架设计、加工期间，必须对各部位的尺寸进行复核和检查；加工结束后，需全面检查各连接点、吊点的焊接质量和螺栓紧固程度，确认符合设计要求后，对试槽架编号拆解、运至现场进行安装；安装作业前，对设置在试槽架下游侧的滚轮装置进行灵活性检查，确保滚轮转动灵活，防止试槽架下落或起吊时被卡；(b)试槽架设计：试槽架采用钢结构制作，试槽架的强度及刚度设计标准按照上游水位、上游水位对应流量及最大流速；(c)试槽架应力应变分析：根据上游水位、上游水位对应流量计最大流速，采用单项留固耦合分析试槽架，包括如下步骤：①建模：分别建立试槽架模型和水流模型，根据试槽架的尺寸确定试槽架模型及水流模型的尺寸，将试槽架模型放置于水流模型内的设计水深处，然后对试槽架模型与水流模型建立耦合模型；②划分网格：对试槽架模型与水流模型进行网格划分；③求解：a、流场求解：边界条件：水流进口处流速V，水流出口处压强P；设置重力加速度、湍流模型、迭代步及残差收敛标准，从而获得收敛曲线；b、结构求解：约束条件：流场对试槽架各个表面的压力，试槽架的背水面固定；根据网格尺寸、杨氏模量及泊松比获得应力云图；根据上述结果分析试槽架的强度；(d)起吊系统布置：首先在导流洞的顶部安装闸门启闭机，再在第一起吊平台上布置起吊系统，起吊系统的布置采用如下方法：①卷扬机布置：试槽架的顶部设有两个吊点(吊点为吊耳及吊轴)，吊点及卷扬机相互配合作业；在第一起吊平台的下游方向距离门槽边缘8m处布置两台卷扬机，卷扬机采用锚杆植筋的方式固定；②转点导向布置：在第一起吊平台布置6个起重导向转点，起重导向转点采用单滑轮，起重导向转点的排距为3m，间距为3m；起重导向转点采用锚杆固定：首先采用水钻及风钻对锚杆进行成孔，从而获得锚杆的植筋孔，然后在植筋孔内植入带劈口及铁碶的圆钢，锚杆表面采用钢板及钢筋焊接；首先将卷扬机的的牵引钢丝绳连接至第一起吊平台上的起重导向转点，然后本文档来自技高网...

【技术保护点】
水电站导流洞门槽水下检查的试槽架，包括边柱、主梁及纵梁，其特征在于：所述主梁的两端均垂直连接所述边柱，所述主梁上垂直连接有所述纵梁，所述边柱与所述纵梁相互平行；所述主梁包括主梁腹板及主梁翼缘，所述主梁腹板位于所述主梁内，所述主梁腹板上均匀设有排水孔，所述主梁翼缘位于所述主梁的外侧；所述边柱包括边柱腹板及边柱翼缘，所述边柱腹板位于所述边柱内，所述边柱腹板垂直连接所述主梁腹板，所述边柱翼缘位于所述边柱的外侧，所述边柱翼缘垂直连接所述主梁翼缘；所述纵梁包括纵梁腹板及纵梁翼缘，所述纵梁腹板位于所述纵梁内，所述纵梁腹板垂直连接所述主梁腹板，所述纵梁翼缘位于所述纵梁的外侧，所述纵梁翼缘垂直连接所述主梁翼缘；所述边柱翼缘上连接有滑块，所述边柱腹板上设有筋板，所述筋板上连接有侧边滑块；所述主梁腹板上连接有吊耳，所述吊耳上连接有吊轴。

【技术特征摘要】
1.水电站导流洞门槽水下检查的试槽架，包括边柱、主梁及纵梁，其特征在
于：所述主梁的两端均垂直连接所述边柱，所述主梁上垂直连接有所述纵
梁，所述边柱与所述纵梁相互平行；所述主梁包括主梁腹板及主梁翼缘，
所述主梁腹板位于所述主梁内，所述主梁腹板上均匀设有排水孔，所述主
梁翼缘位于所述主梁的外侧；所述边柱包括边柱腹板及边柱翼缘，所述边
柱腹板位于所述边柱内，所述边柱腹板垂直连接所述主梁腹板，所述边柱
翼缘位于所述边柱的外侧，所述边柱翼缘垂直连接所述主梁翼缘；所述纵
梁包括纵梁腹板及纵梁翼缘，所述纵梁腹板位于所述纵梁内，所述纵梁腹
板垂直连接所述主梁腹板，所述纵梁翼缘位于所述纵梁的外侧，所述纵梁
翼缘垂直连接所述主梁翼缘；所述边柱翼缘上连接有滑块，所述边柱腹板
上设有筋板，所述筋板上连接有侧边滑块；所述主梁腹板上连接有吊耳，
所述吊耳上连接有吊轴。
2.根据权利要求1所述水电站导流洞门槽水下检查的试槽架，其特征在于:所
述边柱腹板的下端连接有垫板。
3.根据权利要求1所述水电站导流洞门槽水下检查的试槽架，其特征在于:所
述筋板包括第一筋板、第二筋板及第三筋板，所述第二筋板与所述第三筋
板相互连接。
4.根据权利要求3所述水电站导流洞门槽水下检查的试槽架，其特征在于:所
述第二筋板与所述第三筋板上连接有钢板，所述钢板上连接有所述侧边滑
块。
5.根据权利要求1所述水电站导流洞门槽水下检查的试槽架，其特征在于:所
述吊耳包括第一吊耳板与第二吊耳板，所述第一吊耳板与所述第二吊耳板
上均设有吊轴孔，所述吊轴孔与所述吊轴相匹配。
6.根据权利要求5所述水电站导流洞门槽水下检查的试槽架，其特征在于:所
述第一吊耳板与所述第二吊耳板上均设有吊耳加强板。
7.根据权利要求1所述水电站导流洞门槽水下检查的试槽架，其特征在于:所
述吊轴的一端连接有开口销。
8.水电站导流洞门槽水下检查的施工方法，其特征在于包括如下步骤：
(a)施工准备：
组织技术人员熟悉图纸，测量复核图纸尺寸、工程量等参数，归纳整理提
出质疑；在由监理、设计组织的技术交底会上清楚说明，领会设计意图，
编写《施工组织设计》及《作业指导书》，编制各分项工程施工计划网络
图，报监理部审批；
分别在H1与H2的高程分别布置第一起吊平台与第二起吊平台，其中H1大于H2，
施工采用变压器供电，变压器布置于进水口的辅助施工通道内，变压器低
压端采用低压四芯电缆引至配电箱，小型施工设备用电从配电箱引出，低
压四芯电缆为300m；
试槽架设计、加工期间，必须对各部位的尺寸进行复核和检查；加工结束
后，需全面检查各连接点、吊点的焊接质量和螺栓紧固程度，确认符合设
计要求后，对试槽架编号拆解、运至现场进行安装；安装作业前，对设置
在试槽架下游侧的滚轮装置进行灵活性检查，确保滚轮转动灵活，防止试
槽架下落或起吊时被卡；
(b)试槽架设计：
试槽架采用钢结构制作，试槽架的强度及刚度设计标准按照上游水位、上
游水位对应流量及最大流速；
(c)试槽架应力应变分析：
根据上游水位、上游水位对应流量计最大流速，采用单项留固耦合分析试
槽架，包括如下步骤：
①建模：
分别建立试槽架模型和水流模型，根据试槽架的尺寸确定试槽架模型及水
流模型的尺寸，将试槽架模型放置于水流模型内的设计水深处，然后对试
槽架模型与水流模型建立耦合模型；
②划分网格：
对试槽架模型与水流模型进行网格划分；
③求解：
a、流场求解：
边界条件：水流...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡洋，姜骏骏，张云，孔令浩，刘学应，
申请(专利权)人：杭州华能大坝安全工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33