在水電站的大直徑鋼管安裝工程中，因空間彎管的直徑較大、分節(jié)較多，并且其空間位置計(jì)算較為復(fù)雜，給安裝工作帶來了一定的難度。

　　1、工程概況

　　楊村電站采用一管三機(jī)聯(lián)合供水，由一條主管（包括兩個彎管），兩條岔管和三條支管組成。其中主管直徑為4.2m，壁厚20～30mm， 鋼管材質(zhì)全部采用16MnR.

　　該工程壓力鋼管的斜坡段鋼管軸心線與水平夾角為22.686°，接斜坡段的下彎管為空間彎管，轉(zhuǎn)角后進(jìn)入水平段。下彎管中心線半徑20m，內(nèi)徑4.2m，壁厚28mm，下彎段夾角62.5279°。

　　因該空間彎管噸位較重、管徑較大，根據(jù)設(shè)備情況及現(xiàn)場吊裝能力，將下彎管等分為16個小節(jié)，每小節(jié)重約4.2噸，在鋼管廠將每兩個小節(jié)組焊成一個大節(jié)，在現(xiàn)場安裝8個大節(jié)彎管。因下彎管無法整體安裝，如每節(jié)彎管不能準(zhǔn)確定位，加之空間彎管安裝時有一定的空間轉(zhuǎn)角，將比直管的安裝產(chǎn)生更大的累積誤差。因此，每節(jié)彎管的準(zhǔn)確定位也顯得尤其重要。

　　2、安裝方法

　　2.1 空間彎管安裝前的準(zhǔn)備：

　　在制作階段將每節(jié)彎管的上下左右中心（鋼管水平放置中心，非空間位置中心）在鋼管的管壁上做出明顯標(biāo)記（可在管口處用樣沖打出中心，并用紅油漆標(biāo)出）。

　　將每節(jié)彎管的橢圓度調(diào)整到規(guī)范要求范圍內(nèi)并用足夠強(qiáng)度的井字型支撐固定。

　　將與下彎管相接的水平段鋼管作為定位節(jié)，精確安裝定位并用足夠強(qiáng)度的工字鋼加固。重點(diǎn)應(yīng)控制定位節(jié)與下彎管相接管口的橢圓度、垂直度，上、下中心吊垂線應(yīng)在同上，左、右中心應(yīng)在同一高程。

　　由測量人員根據(jù)彎管分節(jié)情況計(jì)算出的結(jié)果放出各節(jié)彎管中心的高程點(diǎn)及其在地面的投影點(diǎn)，作為今后鋼管安裝時的控制點(diǎn)。

　　以上幾點(diǎn)準(zhǔn)備工作必須認(rèn)真仔細(xì)的做好，這對之后空間彎管的安裝精度起重要影響。

　　2.2 空間彎管的安裝及控制點(diǎn)的計(jì)算

　　安裝時，將與定位節(jié)鋼管相接的首節(jié)下彎管中心按計(jì)算出的角度旋轉(zhuǎn)后掛裝，其旋轉(zhuǎn)角度可按以下方法控制：通過計(jì)算求出彎管首節(jié)下中心旋轉(zhuǎn)的弧長，將旋轉(zhuǎn)后的下中心對準(zhǔn)定位節(jié)的下中心掛裝。其中心旋轉(zhuǎn)弧長的計(jì)算方法如下：

　　l=r×α×2π/360式中l(wèi)：彎管中心旋轉(zhuǎn)的弧長r：鋼管的半徑α：鋼管旋轉(zhuǎn)的角度（∠O2′O′O2″）

　　當(dāng)首節(jié)彎管安裝加固好后，其余各節(jié)彎管即可以中心對中心的方法依次安裝。每節(jié)彎管在加固之前應(yīng)通過事先放的中心控制點(diǎn)檢查其安裝尺寸是否符合設(shè)計(jì)尺寸，如有出入應(yīng)找出誤差原因并給出處理方案。中心控制點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算方法如下：

　　∵ O1D＝2×R×sin（β/2）

　　∠DO1N=β/2∠DNM=α（注：α為鋼管旋轉(zhuǎn)角）

　　∴ AD=MN= O1D×sin（β/2）

　　O1N＝O1D×cos（β/2）

　　MM′＝ MN×sinα

　　根據(jù)上述計(jì)算方法，即可求出每節(jié)彎管管口（A～G點(diǎn)）的三維坐標(biāo)。除計(jì)算方法外，也可用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方法簡便的求出彎管中心坐標(biāo)點(diǎn)。筆者就是用Auto－CAD按1：1畫出整段彎管的平面圖，然后轉(zhuǎn)換到主視圖中，以首節(jié)彎管中心軸線的切線為原心將圖形旋轉(zhuǎn)之前所計(jì)算出的鋼管旋轉(zhuǎn)角度，再轉(zhuǎn)換到平面圖中，將坐標(biāo)系原點(diǎn)移動到O1點(diǎn)，用坐標(biāo)查詢工具即可得出空間彎管中心線上任一點(diǎn)的三維坐標(biāo)。這種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方法即可減少計(jì)算量，也可對計(jì)算出的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。

　　2.3 空間彎管安裝尺寸檢查

　　當(dāng)然，計(jì)算出了結(jié)果，如何通過它檢查鋼管的安裝尺寸也是一個難點(diǎn)。在本工程的做法是，在測量人員放點(diǎn)時，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在邊墻上放出每節(jié)鋼管管口中心的高程點(diǎn)，在地面放出管口中心的投影點(diǎn)。彎管安裝時，在鋼管管口的上、下、左、右中心焊上線架并繃上鋼絲線，鋼絲線的十字交點(diǎn)即為管口中心點(diǎn)，用事先放出的控制點(diǎn)檢查該點(diǎn)的空間尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求。如果條件允許，在每節(jié)彎管安裝好后用全站儀檢查中心點(diǎn)誤差效果更好。

　　在下彎管的安裝中還應(yīng)注意，切不可裝好一節(jié)鋼管焊接一節(jié)，這是因?yàn)殇摴芎负髸a(chǎn)生一定的焊接變形，從而導(dǎo)致鋼管中心偏移，影響以后彎管的安裝精度。正確的做法是將全部空間彎管安裝完后加固牢實(shí)，再整體焊接。

　　上述方法在楊村電站空間彎管的安裝中取得了較好的效果，安裝尺寸控制在了規(guī)范范圍內(nèi)。

　　3、結(jié)束語

　　空間彎管安裝的重點(diǎn)，筆者認(rèn)為在于文中所述的準(zhǔn)備工作的前3點(diǎn)，如在安裝過程中發(fā)現(xiàn)管口中心尺寸有偏差也不易處理，因空間彎管的特殊性，即使勉強(qiáng)處理過來也會對之后的彎管安裝有一定影響。因此，做好準(zhǔn)備工作，以使每節(jié)鋼管的安裝誤差均控制在規(guī)范范圍內(nèi)，也是空間彎管安裝質(zhì)量保證的關(guān)鍵所在。

　　空間彎管在一般電站的壓力鋼管工程中應(yīng)用較少，因此這方面的安裝方法資料也較少，筆者通過本工程，根據(jù)安裝經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合實(shí)際情況，總結(jié)出空間彎管的安裝方法，希望為同行在類似的安裝工程中提供參考。（考試大編輯整理）