本文选自《起重运输机械》杂志，如需转载，请注明出处作者：周继红 杨 杰 于万成摘 要：以溪洛渡水电站20t GIL 母排安装起重机为例，由于绝缘金属封闭输电（GIL）母排的安装高度较高，固定过程中不能对其进行位置调整，运行轨迹要求严，作业空间受限，一般的安装起重机难以满足要求，故文中介绍了狭小空间的超大起升高度安装用桥式起重机的结构组成、设计及技术特点等。
Abstract: Taking the installation crane of 20t GIL bus for Xiluodu Hydropower Plant as the example, the structure, designand technical characteristics of the bridge crane for installation of super-large lifting height in narrow space are introducedbecause the installation height of GIL bus is high and the bus cannot be adjusted during fixing, the requirements of runningtrack are strict, and the operation space is limited.关键词：桥式起重机；超大起升高度；狭小空间；特点Keywords: bridge crane; super-high lifting height; narrow space; characteristics0 引言 近年来，我国大型水电站输电多采气体绝缘金属封闭输电（GIL），GIL 母排通常安装在地下厂房到山顶变电厂之间的竖井之中。
各水电站为了减小GIL 安装施工量，缩短施工时间，节约工程成本，多采用GIL 在竖井内底部组装，由下至上一次吊装到位的安装方式。
当GIL 全部吊装到位需要对其进行固定，由于从竖井底部到顶部没有导轨为GIL 导向，而GIL 的总高度达200 m 以上，如在GIL 固定过程中不能对其进行位置调整，就要求起重机吊钩从最低点到最高点的运行轨迹始终在一条垂直线内。
1 溪洛渡水电站GIL 安装起重机 溪洛渡水电站左右岸550 kV 出线由GIL 从地下主变压器洞通过两个垂直高差470 m( 左岸) 和480 m（右岸）的出线竖井（引出线洞）引出到地面现场。
该出线方式要求GIL 安装起重机的起升高度为280 m。
如图1所示，起升机构工作级别为M5，起重量为20 t。
根据GIL 母排的安装要求，吊具在整个起升高度内始终需要运行在截面为850 mm×850 mm 的立体空间内。
起重机包括桥架、小车、吊具以及附属钢结构等。
起重机由两根主梁、两根端梁组成一个桥架，主梁为中轨箱形梁。
在桥架的四角设有支撑点，支撑点通过螺栓固定在厂房结构上，其中一端可沿主梁方向滑动。
小车由小车架、起升机构、运行机构等组成。
起升机构采用双电机、双卷筒多层缠绕、双减速器的双驱动方式。
小车运行机构要求布置紧凑，以达到安装维护方便的要求，采用电机、减速器和制动器三合一集中驱动形式。
起重机的电源为三相380 kV/50 Hz 的交流电。
小车采用小型电缆滑车供电，设置在主梁的下方。
起重机还设置小车锚定装置、起升机构棘轮棘爪逆止定位装置、质量指示装置、各机构的限位保护装置。
起重机运行轨道的高度差必须控制在一定范围内。
固定桥式起重机的4 个支撑点的高低可参考轨道式起重机大车轨道的技术条件，该起重机的厂房结构采用混凝土结构，由于混凝土结构的浇筑存在一定误差，高度可调的支撑可减少现场的施工量。
2 起升机构技术特点 通过对大起升高度起升机构设计方法对比，综合考虑分析确定该起重机采用双起升机构折线卷筒多层缠绕的方案，如图2 所示。
起升机构由两套对称的机构组成，每套机构包括电动机、制动器、联轴器、减速器、卷筒装置等部件。
每套机构的卷筒为双联折线卷筒，起升机构共采用两根钢丝绳。
钢丝绳一端固定在一个卷筒上，绕出卷筒经过动滑轮后绕入另一个卷筒并加以固定，如图3 所示。
1）双起升机构 采用双缠绕系统即将原来一个卷筒的承载由两个卷筒承担，一个大卷筒分解成两个小卷筒，同时将原来的一个大减速器分解成两个小减速器，这样可使起升高度增加。
同时, 采用对称布置，即两个卷筒上的钢丝绳处于对称位置，这样可保证吊具在水平方向不发生偏移。
2）折线卷筒的运用 双折线卷筒绳槽的斜绳槽和直绳槽交替出现，在卷筒表面一圈绳槽中出现两个斜绳槽区和两个直绳槽区。
斜绳槽约占圆周长的25%，直绳槽约占75%。
为保证上层钢丝绳能落在下层钢丝绳形成的绳槽中，减小同层钢丝绳导向的磨损，折线绳槽节距通常为钢丝绳直径的1.05 ～ 1.09 倍。
绳槽的槽型采用标准槽型绳槽。
折线卷筒绳槽的两侧都必须设置过渡段引导钢丝绳的层与层之间的换向爬升。
折线卷筒的多层缠绕具有钢丝绳排列整齐、磨损较小等优点，但必须严格的控制钢丝绳与卷筒的偏角。
桥式起重机的钢丝绳在绕出卷筒后即绕入吊具的动滑轮，由于动滑轮与卷筒之间的距离一直在变化，吊具运行过程中钢丝绳偏角的控制较困难。
钢丝绳偏斜角过大会造成钢丝绳沿卷筒轴向分力过大，在换层过程中出现跳绳现象；偏角过小会造成钢丝绳沿卷筒轴向分力过小，在换层过程中出现骑绳现象。
因此，偏斜角要控制在0.5°～ 1.5°范围内。
钢丝绳在折线卷筒上进行多层缠绕时，其层数一般不超过三层。
第一层向第二层过渡的时候，在跨越前过渡段的钢丝绳比第二层的钢丝绳低，形成的绳槽不规则，如果第三层钢丝绳缠绕过此处会掉入其中，这样会产生背绳、跳绳现象，无法确保第四层钢丝绳的反向折送和整齐排列。
由于20 t 桥式起重机吊具要运行在850 mm ×850mm 的立体空间内，整个卷筒的绳槽总长度不能超过850 mm，故在卷筒的中部应安装钢丝绳爬升换向引导挡环，如图4 所示。
3）吊具 吊具是起重机上用于取物的装置，它由吊钩、吊钩螺母、推力轴承、吊钩横梁、滑轮装置、拉板等组成。
吊钩装置的滑轮一般都装配在同一轴上，起升机构钢丝绳缠绕过吊具滑轮后，通过平衡滑轮或平衡臂来调节钢丝绳的长度，以便使吊钩装置的滑轮轴保持水平。
由图3 可以看出，本次设计的起升机构钢丝绳两端均固定在卷筒上，不能通过调节钢丝绳的长度达到吊具平衡，只能在吊具上增加平衡调节装置，如图5 所示。
该吊具装置由滑轮、滑轮罩、滑轮支架、滑轮轴、吊钩横梁、吊钩等组成。
装有滑轮的滑轮轴固定在滑轮支架上，滑轮罩安装在滑轮支架上，滑轮支架下部安装有吊钩横梁，吊钩与吊钩横梁连接。
吊具应保证两个滑轮零高度差，采用四连杆结构，即两个滑轮支架上端之间设有上部连杆，并用两个上部铰轴分别将两个滑轮支架与上部连杆铰接；两个滑轮支架下端的内口两侧面之间设有侧板，并用两个下部铰轴分别将两个滑轮支架与两个侧板铰接，吊钩横梁安装在两个所述侧板之间。
两个滑轮支架与上部连杆、下部连板通过铰轴组成平行四边形结构。
通过平行四连杆结构，能使吊钩处于平衡状态，达到钢丝绳缠绕系统平衡调节。
4）钢丝绳的选择 对于多层缠绕的钢丝绳，其型号的选择直接影响到钢丝绳缠绕的整齐。
在多层缠绕结构中，上层钢丝绳会对下层钢丝绳产生压力，如果钢丝绳变形过大，在换向爬升时会产生乱绳现象，加剧钢丝绳的磨损。
钢丝绳直径都具有一定的公差，公差过大会造成钢丝绳在折线卷筒上爬升换向不平顺，最终造成钢丝绳缠绕混乱，而且必须将钢丝绳直径公差控制在2% 以内。
多层缠绕系统起升高度大，为避免吊具在起升过程中吊具旋转与钢丝绳打结，应选择不旋转钢丝绳，同时去除钢丝绳内预紧力。
20 t 桥式起重机顺利的将溪洛渡水电站各GIL 母排安装到位，钢丝绳在折线卷筒上缠绕非常整齐，磨损较小，吊具的运行轨迹符合设计预期要求，说明本次设计的可保证狭小空间的超大起升高度安装用桥式起重机在性能特点等方面符合实际工作要求，具有一定的实用性。
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