坝顶门机
额定起重量 25 t – 500 t
跨度(轨距) 8 m – 60 m
起升高度 30 m – 140 m
起升速度 0.5 m/min – 5 m/min
大车运行速度 15 m/min – 30 m/min
小车运行速度 5 m/min – 10 m/min
回转吊起重量 16 t – 50 t
回转半径 7 m – 12 m
工作级别 A3 – A8
坝顶门式起重机是安装在水电站大坝坝顶上的门式起重机。多为双向或单向移动式门机,由主起升小车、回转起升机构、大车行走机构、门架、司机室、各种电器设备和保护装置组成。主要用于启闭进水口检修闸门、船闸上闸首挡洪门、水轮机大件吊运及船闸冲沙闸工作闸门和其固定起闭机的安装和检修,将有关闸门吊运至闸门检修室进行检修与存放;回转吊用于坝顶小型设备的吊运等工作。
按移动方向分类
单向坝顶门机:小车无运行机构,只有大车运行机构,整机仅沿坝体一个方向运动。
双向坝顶门机:大车沿坝体方向运动,小车沿水流方向运动,可覆盖更大的作业范围。
按功能配置分类
普通坝顶门机:配备主起升小车和回转起升机构,主要用于闸门启闭和一般吊运作业。
斜拉坝顶门机:具有斜拉功能,可起吊倾斜角度的闸门。
按运行轨道形式分类
直轨门机:在直线轨道上运行,传统坝顶门机的常见形式。
弧形轨道门机:在圆弧形轨道上运行。
按起升机构数量分类
单小车坝顶门机:只有一套主起升机构。
双小车坝顶门机:配备主、副两套起升机构或多套起升机构。
按取物装置分类
吊钩式门机:使用普通吊钩进行起吊作业。
抓梁式门机:配备液压抓梁等专用吊具,用于自动抓取和释放闸门。
组合式清污门机:将液压抓斗清污机集成到门式启闭机上,使其同时具有闸门启闭和清污功能,特别适用于水工建筑物空间狭窄的场合。
坝顶门机整体结构与门式起重机基本一致,主要由以下几大部分构成:
门架:门架是整机的支撑骨架,采用箱形梁焊接结构。门架设计除满足强度刚度外,还需满足水平刚度、整体稳定和防止倾翻的要求。
主起升小车:主起升小车是坝顶门机的核心作业机构,负责主要闸门的启闭和吊运。大型门机起升机构突破了传统的螺旋形缠绕,采用折线卷筒技术。卷筒绳槽为直线→斜线→直线→斜线形成封闭线性,可以实现钢丝绳正向→反向→正向→反向多次往返缠绕,排列有序而不致乱槽、脱槽,还可改善钢丝绳在多层缠绕过程中的磨损、挤压等不利因素。
回转起升机构(回转吊):坝顶门机通常在下游侧或门腿中横梁上设置回转吊,用于安装和检修表孔液压启闭机、吊运坝顶小型设备等。回转吊的起升机构也常采用折线卷筒技术,具备扬程高、臂杆长的特点。回转机构的回转范围一般为180°,回转半径根据需求定制。
大车运行机构:驱动整台门机沿坝顶轨道纵向移动,以覆盖不同孔口位置的作业需求。大车运行距离可达数百米,大车运行速度一般较低(约20m/min),以适应精准定位的要求。
小车运行机构(双向门机配置):对于双向坝顶门机,小车运行机构驱动小车沿水流方向运动,运行距离相对较短(如8.6m),运行速度较低(约6m/min)。
吊具与抓梁:坝顶门机配备专用吊具进行闸门启闭作业。常用的吊具包括抓梁,用于自动抓取和释放闸门。抓梁可配备液压装置实现自动挂钩和脱钩功能。
电气控制系统:坝顶门机的电气控制系统通常采用变频电机驱动起升机构和大、小车行走机构。为保证在恶劣环境下的可靠运行,所有电机的绝缘等级适应水电工程高海拔、温差大的环境特点。控制系统可支持现场操作和远程控制两种模式。
安全装置:坝顶门机配备完善的安全装置,包括超载限制器、限位开关、风速仪、夹轨器(顶轨器)、缓冲器、防风锚定装置等。在恶劣天气条件下,夹轨器和锚定装置可确保设备安全。
主要应用场景
泄洪闸门启闭与吊运:在溢流坝段,坝顶门机用于启闭泄洪表孔事故检修门、深孔工作闸门、排沙底孔事故检修门等各类泄洪闸门。
电站进水口闸门及拦污栅启闭:在水电站进水口坝段,坝顶门机用于启闭电站进口检修门、快速门以及拦污栅等水工设施。
闸门安装、检修与转运:坝顶门机可将各种闸门吊运至闸门检修室进行检修与存放。当需闸门检修或更换时,坝顶门机联动启闭机,待闸门降至指定位置后,完成闸门吊装、转运,检修完毕后再协同将闸门复位,重启运行。
液压启闭机及其他设备的安装与检修:坝顶门机的回转吊主要用于下游侧表孔液压启闭机的安装、检修等工作。清污作业:组合式清污门机将液压抓斗清污机集成到门式启闭机上,利用坝顶门机作为行走机构及起升机构的悬吊点,工作区域覆盖拦污栅,同时实现清污作业。
机组设备吊运:坝顶门机可用于水轮机大件(如转轮、顶盖、主轴等)的吊运及安装检修作业。
核心特点
起重量大、起升高度高:坝顶门机承担的作业对象(水工闸门)重量极大,因此起重量要求非常高。
运行高度平稳、精确定位:起升速度和大、小车运行速度均设计得较低,通常在15m/min的范围内。速度虽然较低,但对起升机构的稳定性、运行的均匀性以及定位的精确性提出了极高的要求。
工作级别高、安全要求严苛:坝顶门机虽然不是经常吊运,但一旦使用工作繁重且涉及大坝运行安全,对其安全可靠性要求极高。坝顶门机需要较高的工作级别(A6~A8),以确保在长期服役过程中能够承受高强度的使用频率和复杂的应力工况。
耐候性强、适应恶劣环境:坝顶门机安装在水电站大坝顶部,长期暴露在高海拔、强风沙、大温差、高湿度的自然环境当中。坝顶门机在极端恶劣环境下需保持常年可靠的运行能力。因此,设备的金属结构须进行高强度、高抗疲劳设计;电气系统须具有良好的防潮、抗冻能力;整机也须具备防腐蚀、抗风雪能力
自动化和智能化程度高:起升机构和大、小车行走机构均采用变频电机驱动,实现无级调速和平稳启停。控制系统可采用现场操作和远程控制两种模式。
