一种垂直升船机平衡重轨道快速安装调整装置及其应用方法技术领域
本发明涉及轨道安装施工领域，尤其是一种垂直升船机平衡重轨道快速安装调整
装置及其应用方法。
背景技术
长江三峡所用升船机设计过船规模为3000t级，年单向通过能力350万吨，最
大垂直升降高度113m，升船机为单线一级垂直升船机，采用齿轮齿条爬升平衡重式
垂直升船机，具有工程规模大、提升高度大、提升重量重、上游通航水位变幅大及下
游水位变化速率快等特点，是目前世界上规模最大、技术难度最高的通航建筑物。
其平衡重轨道为二期埋件，分成T型和工型两种样式，其中T型有272根，工
型有288根，合计总工程量2548.078t。平衡重轨道共有32条(16套)，T型和工型
各16条。其中每条T型轨道由17个单根组成、工型轨道由18个单根组成，安装高
程从▽60.0m至▽192.6m。除工型轨道上下两节单根长3.9m外，其余轨道单根长均
为7.8m，轨道单重3.008t至6.01t不等，单节轨道轴线垂直度偏差1.0mm，整个高度
范围内，导轨轴线的垂直度偏差5.0mm。
因平衡重轨道安装在一期混凝土预留的宽槽和凹槽内，后浇二期混凝土。并与
筒体浇筑同步进行，安装时存在以下问题：
一、由于预留的宽槽和凹槽内仅有横向预埋钢筋，且轨道安装精度高，无法按
常规的轨道安装方法利用结构钢筋进行调整、加固。
二、由于平衡重轨道安装与筒体上升浇筑同步进行，上、下交叉作业，吊装手
段严重不足，且由于土建施工采用整体爬模，模板平台覆盖在平衡重轨道部位上，无
法用建塔直接吊装就位。
由于这些因素，导致进度和安装质量遇到了瓶颈。另一方面，平衡重轨道安装
精度要求高。因此，必须对平衡重轨道安装优质快速施工技术进行研究，以满足业主
的质量和工程进度需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种垂直升船机平衡重轨道快速安装调整装
置及其应用方法，可以解决垂直升船机平衡重轨道安装进度和安装质量遇到瓶颈的问
题，避免与土建钢筋相互影响，提高了定位安装准确性和质量的稳定性，轨道调整施
工环节流转顺畅，一次验收合格率高达100％。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种垂直升船机平衡重轨
道快速安装调整装置，
包括“∏”型调整架体，
“∏”型调整架体中，多块纵向钢板和多块横向钢板拼接形成长条固定架，长
条固定架的一侧长边上的设置有两块安装调整架，两块安装调整架沿长条固定架轴线
对称布置，两块安装调整架之间的距离与平衡重轨道的宽度相配合，长条固定架两端
安装有带固定螺栓孔的固定板；
安装调整架中，安装板体上紧贴平衡重轨道的侧面安装有调整板，调整板上开
设有多个调整螺孔。
当平衡重轨道为“工”字型轨道时，安装调整架的安装板体为直角五边形，直
角五边形上与开设有调整螺孔的侧边垂直的另一侧边上开设有侧调整螺栓孔。
当平衡重轨道为“T”字型轨道时，安装调整架的安装板体为长方形。
一种应用上述快速安装调整装置进行垂直升船机平衡重轨道快速安装调整的方
法，该方法包括以下步骤：
步骤1：浇筑混凝土一期凸墙，在混凝土一期凸墙内埋设多个与轨道安装用穿墙
螺杆相配合的平衡重轨道一期埋件PVC套管；
步骤2：将各轨道安装用穿墙螺杆安装在各平衡重轨道一期埋件PVC套管内；
步骤3：待土建钢筋处理完成后根据▽60m高程点焊接托架，托架上表面
高程偏差不大于1mm，与轨道底部接触面平面度偏差不大于0.5mm，利用辅材与结构
钢筋对托架进行加固；
步骤4：在轨道下端焊接线架放点，要求控制点不少于2个；
步骤5：通过调节螺杆将多个调整装置安装在每根平衡重轨道上使其成为一个整
体；
步骤6：第一节平衡重轨道的转运和吊装：将平衡重轨道转运到塔吊位，将单股
钢丝绳挂在建塔吊钩上，用单根钢丝绳将平衡重轨道提起将平衡重轨道吊至安装高程
附近，用导链接钩，将轨道吊至托架上；
步骤7：第一节平衡重轨道初步就位，现场查看轨道焊钉与结构钢筋相对位置
关系，如还有相互干扰情况，原则上以金结埋件避让，割除锚钉为主，锚钉的割除量
不超过每节轨道上焊钉总数量的10％，如还存在钢筋与埋件干扰，则将干扰的钢筋割
断避让，待埋件就位后再焊接恢复钢筋，每节轨道割断的钢筋数量不超过3根，干扰
处理完成后，将第一节平衡重轨道向轨道槽内缓推基本就位后，在第一节平衡重轨道
下端通过最下方的调整装置定位，第一节平衡重轨道上端在摘钩前将最上方的调整装
置通过固定板上的固定螺栓孔与步骤2埋设的穿墙螺杆连接，完成初步加固；
步骤8：在平衡重井内距第一节平衡重轨道顶部450-550mm处焊接好线架，准
备好放点用钢板；通知测量队进行线架返点，测量队到现场后，配合测量队施工人员
进行返点，根据返点结果安装钢板；钢板安装完成后进行二次返点，在返点位置用锯
条做好标记，挂好线锤；
步骤9：通过线锤、钢直尺、钢角尺按照验收标准进行第一节轨道精调：
验收标准为：
同一轨道面的节间错边量≤0.2mm
节间端面顶紧状态的最大间隙≤1mm
节间两侧各1m范围内同一导轨面的平面误差≤0.5mm
在整个高度范围内，导轨轴线的垂直度偏差≤5mm
“T”字型轨道腹板顶面至升船机横轴的距离公差±2mm
“工”字型轨道正向导轨面至升船机横轴的距离公差±2mm
轨道中心至升船机纵轴的距离公差±2mm；
第一节轨道精调到位后，紧固调节螺杆进行加固，将轨道背后的轨道焊钉与钢筋
网焊接；
步骤10：第二层及以上轨道安装：重复上述步骤6-8完成各层轨道的安装及调
整加固；
步骤11：验收；
步骤12：验收合格后，进行各节轨道之间的焊接，按照腹板→翼板→不锈钢
的顺序施焊，焊前、焊后测量轨道垂直度、平面度，若有超标则应进行调整直至满足
要求；
步骤13：防腐处理；
步骤14：在平衡重轨道上浇筑二期混凝土；
步骤15：浇筑二期混凝土后检测；
步骤16：拆除各平衡重轨道上的调整装置，完成平衡重轨道的快速安装。
步骤4中，“T”字型轨道在轨道腹板顶和两侧基准板上各放一个控制点；“工”
字型轨道在正向导轨面和两侧基准板上各放一个控制点。
步骤11中，验收的测量方法如下：
步骤11-1：利用升船机纵轴和升船机横轴的交点为基准，采用高精度全站仪和数
字水准仪进行测量，放样出每条轨道安装的纵向和横向里程安装控制点和高程基准，
每一套平衡重导轨设置4个安装控制点，如图6所示，位于50m高程平台上的平衡重
井内，进行一个平衡重井内的4个安装控制点校核，采用钢尺量距方式测量四边形的
边长及对角线，与设计的长度之差应小于0.3mm；
步骤11-2：每隔4节轨道长度的距离设置安装托架，每套平衡重导轨设置5组托
架，托架设在分缝处，避开预埋设螺栓，对称布置。利用天顶仪将底板上安装平面控
制点垂直投测到安装托架上，利用全站仪采用光电测距的方法将底板上安装高程控制
点传递到安装托架上；
步骤11-3：轨道调整时，在托架上悬挂钢琴线，以钢琴线为基准调整第一节轨
道工作面的位置尺寸；
步骤11-4：第一节平衡重轨道验收采用仪器测量，混凝土浇筑后复测时在基础节
轨道底部标识实际偏差，后续轨道采用悬挂钢琴线方式进行验收。
步骤16中，拆除方法为：首先用1个3t倒链将被拆的调整装置挂在上一层平
台上，然后先松开轨道上的各穿墙螺杆和调节螺杆，再将穿墙螺杆向外推离被拆的调
整装置，最后将调整装置摆放在一旁排架空隙中用塔吊吊下即可。
本发明提供的一种垂直升船机平衡重轨道快速安装调整装置及其应用方法，有益
效果如下：
1、可以解决垂直升船机平衡重轨道安装进度和安装质量遇到瓶颈的问题，避免
与土建钢筋相互影响，提高了定位安装准确性和质量的稳定性，轨道调整施工环节流
转顺畅，一次验收合格率高达100％。
2、解决了轨道吊装难题，采用导链溜放轨道吊装技术，解决了附壁式塔机起吊
不能就位在土建结构钢筋上挂装倒链进行斜拉吊装的安全施工问题，提高了劳动效
率。
3、创新轨道安装方法，采用快速安装调整装置从外部进行调整加固的方法进行
施工，避免与土建钢筋相互影响，提高了定位安装准确性和质量的稳定性，解决了传
统安装加固变位反弹的难题。
4、采用轨道投点调控技术，解决了全站仪观测不到的难题，并消除了全站仪仪
器放点的累计误差，提高了安装质量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明中平衡重轨道为“工”字型时采用的快速安装调整装置的主视图；
图2为本发明中图1的A向视图；
图3为本发明中平衡重轨道为“T”字型时采用的快速安装调整装置的主视图；
图4为本发明中图3的B向视图；
图5为本发明多个快速安装调整装置安装于第一节平衡重轨道将轨道吊至托架
12时的示意图；
图6为本发明混凝土一期凸墙两侧均有轨道，且一侧是“工”字型轨道，一侧是
“T”型轨道的安装示意图，当两侧均有轨道时，利用一根穿墙螺杆即可实现“工”
字型轨道和“T”型轨道上的调整装置与混凝土一期凸墙的固定；
图7为本发明方法步骤11-1中每一套平衡重导轨设置4个安装控制点的位置图；
图8为按本发明方法安装完成平衡重轨道安装后的示意图，此时混凝土一期凸墙
两侧均有轨道，且一侧是“工”字型轨道，一侧是“T”型轨道。
具体实施方式
实施例一
如图1和2所示，一种垂直升船机平衡重轨道快速安装调整装置，包括“∏”
型调整架体，
“∏”型调整架体中，多块纵向钢板和多块横向钢板拼接形成长条固定架1，
长条固定架1的一侧长边上的设置有两块安装调整架2，两块安装调整架2沿长条固
定架1轴线对称布置，两块安装调整架2之间的距离与平衡重轨道的宽度相配合，长
条固定架1两端安装有带固定螺栓孔3的固定板4；
安装调整架2中，安装板体2-1上紧贴平衡重轨道的侧面安装有调整板2-1，调
整板上开设有多个调整螺孔2-2。
当平衡重轨道为“工”字型轨道8时，安装调整架2的安装板体2-1为直角五
边形，直角五边形上与开设有调整螺孔2-2的侧边垂直的另一侧边上开设有侧调整螺
栓孔2-3。
实施例二
如图3和4所示，一种垂直升船机平衡重轨道快速安装调整装置，包括“∏”
型调整架体，
“∏”型调整架体中，多块纵向钢板和多块横向钢板拼接形成长条固定架1，
长条固定架1的一侧长边上的设置有两块安装调整架2，两块安装调整架2沿长条固
定架1轴线对称布置，两块安装调整架2之间的距离与平衡重轨道的宽度相配合，长
条固定架1两端安装有带固定螺栓孔3的固定板4；
安装调整架2中，安装板体2-1上紧贴平衡重轨道的侧面安装有调整板2-1，调
整板上开设有多个调整螺孔2-2。
当平衡重轨道为“T”字型轨道10时，安装调整架2的安装板体2-1为长方形。
实施例三
一种应用上述快速安装调整装置进行垂直升船机平衡重轨道快速安装调整的方
法，该方法包括以下步骤：
步骤1：浇筑混凝土一期凸墙5，在混凝土一期凸墙5内埋设多个与轨道安装用
穿墙螺杆6相配合的平衡重轨道一期埋件PVC套管7；
步骤2：将各轨道安装用穿墙螺杆6安装在各平衡重轨道一期埋件PVC套管7内；
步骤3：待土建钢筋处理完成后根据▽60m高程点焊接托架12，托架12上表面
高程偏差不大于1mm，与轨道底部接触面平面度偏差不大于0.5mm，利用辅材与结构
钢筋对托架进行加固，托架12要求从钢筋网根部及混凝土基面生根，保证牢固可靠，
材料采用各类型材均可；
步骤4：在轨道下端焊接线架放点，要求控制点不少于2个；
步骤5：通过调节螺杆9将多个调整装置安装在每根平衡重轨道上使其成为一个
整体；
步骤6：第一节平衡重轨道的转运和吊装：将第一节平衡重轨道转运到84m高程
处的塔吊位后，将单股钢丝绳挂在建塔吊钩上，用单根钢丝绳将平衡重轨道提起将平
衡重轨道吊至安装高程附近，用导链接钩，将第一节平衡重轨道吊至托架12上；
步骤7：第一节平衡重轨道初步就位，现场查看轨道焊钉11与结构钢筋相对位
置关系，如还有相互干扰情况，原则上以金结埋件避让，割除锚钉为主，锚钉的割除
量不超过每节轨道上焊钉总数量的10％，如还存在钢筋与埋件干扰，则将干扰的钢筋
割断避让，待埋件就位后再焊接恢复钢筋，每节轨道割断的钢筋数量不超过3根，干
扰处理完成后，将第一节平衡重轨道向轨道槽内缓推基本就位后，在第一节平衡重轨
道下端通过最下方的调整装置定位，第一节平衡重轨道上端在摘钩前将最上方的调整
装置通过固定板4上的固定螺栓孔3与步骤2埋设的穿墙螺杆6连接，完成初步加固；
步骤8：在平衡重井内距第一节平衡重轨道顶部450-550mm处焊接好线架，准
备好放点用钢板；通知测量队进行线架返点，测量队到现场后，配合测量队施工人员
进行返点，根据返点结果安装钢板；钢板安装完成后进行二次返点，在返点位置用锯
条做好标记，挂好线锤；
步骤9：通过线锤、钢直尺、钢角尺按照验收标准进行第一节轨道精调：
验收标准为：
同一轨道面的节间错边量≤0.2mm
节间端面顶紧状态的最大间隙≤1mm
节间两侧各1m范围内同一导轨面的平面误差≤0.5mm
在整个高度范围内，导轨轴线的垂直度偏差≤5mm
各“T”字型轨道腹板顶面至升船机横轴的距离公差±2mm
各“工”字型轨道正向导轨面至升船机横轴的距离公差±2mm
轨道中心至升船机纵轴的距离公差±2mm；
第一节轨道精调到位后，紧固调节螺杆9进行加固，将轨道背后的轨道焊钉11
与钢筋网焊接；
图6为本发明混凝土一期凸墙两侧均有轨道，且一侧是“工”字型轨道，一侧是
“T”型轨道的安装示意图，当两侧均有轨道时，利用一根穿墙螺杆即可实现“工”
字型轨道和“T”型轨道上的调整装置与混凝土一期凸墙的固定；
步骤10：第二层及以上轨道安装：重复上述步骤6-8完成各层轨道的安装及调
整加固；
步骤11：验收；
步骤12：验收合格后，进行各节轨道之间的焊接，按照腹板→翼板→不锈钢的
顺序施焊，焊前、焊后测量轨道垂直度、平面度，若有超标则应进行调整直至满足要
求；
轨道安装焊缝主要有节间对接缝、焊钉与钢筋网加固。轨道腹板、翼板为深度
12mm的单面V型坡口，材质Q345D-Z25。轨道板为深度8mm的单面V型坡口，材质
X4CrNiMo16-5-1。碳钢采用E5015焊条，不锈钢焊条与制造一致。在碳钢与不锈钢焊
缝接触面位置，碳钢焊接应略低，以保证不锈钢的焊接厚度。对接焊缝打磨平整，且
错压不超过0.2mm。
轨道焊接应在其调整加固完成后进行，首先将腹板与翼板从中心向四周点焊牢
固，然后按此顺序对称焊接。原则上按照腹板→翼板→不锈钢的顺序施焊，焊后测量
轨道垂直度、平面度，若有超标则应进行调整直至满足要求。实际施工中由于轨道节
间隙不确定，可以根据实际监测变形情况调整焊序或在混凝土浇筑后再进行焊接。
步骤13：防腐处理：
现场防腐包括焊缝区域和埋件最后一道面漆。手工打磨除锈、表面清理、高压无
气喷涂。表面清洁度：与混凝土接触面达到Sa2级，外露面达到Sa2.5级，表面粗糙
度Ra40～80μm。
底漆：无机富锌底漆一道，干膜厚50μm；
中间漆：环氧云铁漆二道，干膜厚100μm；
面漆：耐磨环氧面漆二道，干膜厚120μm。
干膜总厚270μm。面漆颜色银灰色。
步骤14：在平衡重轨道上浇筑二期混凝土；
步骤15：浇筑二期混凝土后检测：
检测在二期混凝土浇筑28天后进行，环境要求与浇筑前一致，17℃、无风。保
留混凝土浇筑后数据与测量点，作为下一仓位安装基准。
步骤16：拆除各平衡重轨道上的调整装置，完成平衡重轨道的快速安装
当焊件温度低于0℃时，所有钢材的焊缝应在始焊部位100mm范围内预热到15℃以上；
步骤11：验收：根据平衡重轨道整体长度及测量仪器精度，将一条平衡重轨道
分为第1节、第2节～第5节、第6节～第9节、第10节～第13节、第14节～第
17节等5个安装段进行测量验收和基准点返点，前一安装段的砼后复测数据，作为
后一安装段的安装定位基准点；
步骤12：验收合格后，拆除各平衡重轨道上的调整装置，完成平衡重轨道的快
速安装。
步骤4中，“T”字型轨道10在轨道腹板顶和两侧基准板上各放一个控制点；
“工”字型轨道8在正向导轨面和两侧基准板上各放一个控制点。
步骤11中，验收的测量方法如下：
步骤11-1：利用升船机纵轴和升船机横轴的交点为基准，采用高精度全站仪和数
字水准仪进行测量，放样出每条轨道安装的纵向和横向里程安装控制点和高程基准，
每一套平衡重导轨设置4个安装控制点，如图7所示，位于50m高程平台上的平衡重
井内，进行一个平衡重井内的4个安装控制点校核，采用钢尺量距方式测量四边形的
边长及对角线，与设计的长度之差应小于0.3mm；
步骤11-2：每隔4节轨道长度的距离设置安装托架，每套平衡重导轨设置5组托
架，托架设在分缝处，避开预埋设螺栓，对称布置。利用天顶仪将50m高程平台的底
板上安装平面控制点垂直投测到安装托架上，利用全站仪采用光电测距的方法将50m
高程平台的底板上安装高程控制点传递到安装托架上；
步骤11-3：轨道调整时，在托架上悬挂钢琴线，以钢琴线为基准调整第一节轨
道工作面的位置尺寸；
步骤11-4：第一节平衡重轨道验收采用仪器测量，混凝土浇筑后复测时在基础节
轨道底部标识实际偏差，后续轨道采用悬挂钢琴线方式进行验收。
步骤16中，拆除方法为：首先用1个3t倒链将被拆的调整装置挂在上一层平台
上，然后先松开轨道上的各穿墙螺杆6和调节螺杆9，再将穿墙螺杆6向外推离被拆
的调整装置，最后将调整装置摆放在一旁排架空隙中用塔吊吊下即可，拆除调整工装
后已安装好的平衡重轨道如图8所示，此时混凝土一期凸墙两侧均有轨道，且一侧是
“工”字型轨道，一侧是“T”型轨道。