【摘要】我公司在1000kV特高壓淮南—浙北—上海輸電線路工程09標(biāo)段工程中，應(yīng)用落地抱桿，人字抱桿輔助內(nèi)懸浮外拉線抱桿組立鋼管塔。對(duì)于采用多種類型抱桿，共同組立鐵塔工藝，進(jìn)行了分析，應(yīng)用和探討。

【關(guān)鍵詞】1000kV雙回路鋼管鐵塔；組立工藝設(shè)計(jì)；應(yīng)用與體會(huì)

1.引言

“皖電東送”淮南-浙北-上海1000kV等級(jí)輸電線路工程是世界電壓等級(jí)最高的交流輸電工程之一，也是我國(guó)第一條1000kV等級(jí)的雙回路特高壓輸電工程。本工程鐵塔采用鋼管結(jié)構(gòu)，與單回路1000kV鐵塔相比較具有塔身高，根開(kāi)大，橫擔(dān)長(zhǎng)，單根鋼管重量重和長(zhǎng)度長(zhǎng)的特點(diǎn)。這些特點(diǎn)是組塔施工的難點(diǎn)，也是本工程安全工作的重點(diǎn)，設(shè)計(jì)適宜的鐵塔組立工藝和施工方案是保證鐵塔吊裝施工安全基礎(chǔ)。

本文介紹我公司在吊車與大型機(jī)械不能到達(dá)的施工現(xiàn)場(chǎng)，采用內(nèi)懸浮外拉線抱桿為主，落地抱桿，人字抱桿為輔的組立1000kV雙回路鋼管鐵塔的施工方案和實(shí)施情況。

2.1000kV特高壓工程概況

“皖電東送”淮南-浙北-上海1000kV輸電線路起于安徽省淮南1000kV變電站，止于上海滬西變電站，線路總長(zhǎng)度為2×647km，線路途經(jīng)安徽、浙江、江蘇、上海4省市。

我公司承建施工的09標(biāo)段為一般線路工程，標(biāo)段起于E201塔，止于E274塔，線路長(zhǎng)為2×34.932km，有鐵塔78基，其中有部分鐵塔現(xiàn)場(chǎng)吊車和較大型施工機(jī)械不能進(jìn)入，對(duì)這些鐵塔的吊裝進(jìn)行專項(xiàng)工藝設(shè)計(jì)，形成了多抱桿工藝組塔方案，其中E242號(hào)鐵塔，塔型SJC307-51最為典型。

3.塔型分析

3.1 SJC307-51塔型分析

SJC307-51為轉(zhuǎn)角型鋼管塔，鐵塔全高107m，基礎(chǔ)水平根開(kāi)28.38m，塔頂水平根開(kāi)4.2m，上橫擔(dān)一側(cè)長(zhǎng)21.6m，另一側(cè)長(zhǎng)20.7m，地線橫擔(dān)一側(cè)長(zhǎng)31.04m，另一側(cè)長(zhǎng)19.93米，鐵塔總重411.97t。

鐵塔分段與吊件：全塔分為20段別，15段塔身吊件為塔身最大吊件，重5t，長(zhǎng)7.0m；85段塔腿吊件，長(zhǎng)7.0m，重3.5t；頂架段吊件，長(zhǎng)14.0m；重6t；上橫擔(dān)段吊件，長(zhǎng)21.6m，重7t。鐵塔結(jié)構(gòu)與參數(shù)詳見(jiàn)圖3-1、表3-1所示。

3.2 吊件最大參數(shù)選擇

SJC307-51塔吊件最大參數(shù)的選擇是組塔工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，15段塔身吊件吊重5t，單件長(zhǎng)7.0m；塔腿段吊件長(zhǎng)7.0m，重3.5t；頂架段吊件長(zhǎng)14.0m，吊件重6t均是全塔分段最重最長(zhǎng)的吊裝構(gòu)件，是SKJ307-51塔吊裝控制參數(shù)，詳見(jiàn)表3-1。

4.鐵塔組立工藝設(shè)計(jì)

根據(jù)SJC307-51塔特征，塔身高，根開(kāi)大，橫擔(dān)長(zhǎng)，單根鋼管重量重和長(zhǎng)度長(zhǎng)的特點(diǎn)，我們采取分項(xiàng)針對(duì)性工藝設(shè)計(jì)。

4.1 鐵塔總體組立工藝

采用25m□500cm2落地抱桿吊裝鐵塔腿部構(gòu)件；采用40m□900cm2內(nèi)懸浮外拉線抱桿吊裝塔身構(gòu)件，采用14m□350cm2人字抱桿吊裝頂架橫擔(dān)構(gòu)件，利用頂架和塔身吊裝導(dǎo)線橫擔(dān)。

4.2 塔腿段構(gòu)件吊裝工藝

85段塔腿，垂高22m，吊件長(zhǎng)7.0m，重3500kg。在基礎(chǔ)對(duì)角連線方向，距基礎(chǔ)5.8m位置立25m□500cm2的落地抱桿，抱桿向基礎(chǔ)中心傾斜13o，吊裝第1節(jié)塔腿（此作為工況驗(yàn)算1）；調(diào)整抱桿傾角至5o，吊裝第2節(jié)塔腿；再調(diào)整抱桿向塔中心傾角至5o吊裝第3節(jié)塔腿；至此，85段吊裝完畢。詳見(jiàn)圖4-1塔腿吊裝示意圖。

4.3 塔身段構(gòu)件吊裝工藝

1）25段構(gòu)件吊裝工藝

25段垂高6m；吊件長(zhǎng)6m，重3500kg，采用40m□900cm2抱桿根坐鐵塔中心，分別向鐵塔主柱方向傾20.6o吊裝主材段。詳見(jiàn)圖4-2塔身段吊裝示意。

2）第1次提升抱桿與塔身吊裝

第1次提升抱桿坐根15米高，抱桿向四主柱方向傾斜18.5o、13.8o、11.9o，吊裝23、17、16段主材。3段中16段吊件最重，4000kg。詳見(jiàn)圖4-3塔身段吊裝示意圖。

3）第2次提升抱桿與塔身吊裝

第2次提升抱桿坐根39米高，抱桿向四主柱方向傾斜10.7o、10.2o、8.9o，吊裝15、14、13段主材。3段中15段吊件最重：5000kg（此作為工況驗(yàn)算2）詳見(jiàn)圖4-4塔身段吊裝示意圖。

4）第3次提升抱桿與塔身吊裝

第3次提升抱桿坐根71米高，抱桿向主柱方向傾斜8.4o、7o、6.2o、5.1o吊裝12、11、10、9段。詳見(jiàn)圖4-5塔身段吊裝示意圖。

5）頂架橫擔(dān)吊裝工藝

利用內(nèi)懸浮抱桿起吊和固定14m□350cm2人字抱桿，坐在最上段主柱頂口處，分別傾斜16o，26o吊裝近塔身部分橫擔(dān)；移動(dòng)人字抱桿，移至橫擔(dān)頂面施工孔固定，分別傾斜26o，24o，吊裝遠(yuǎn)塔身部分橫擔(dān)。2段最重吊件6000kg（此作為工況驗(yàn)算3）。詳見(jiàn)圖4-6頂架橫擔(dān)吊裝示意圖。

6）吊裝導(dǎo)線橫擔(dān)工藝

用內(nèi)懸浮抱補(bǔ)強(qiáng)頂架橫擔(dān)，用頂架橫擔(dān)與塔身兩點(diǎn)依次吊裝導(dǎo)線上橫擔(dān)、中橫擔(dān)和下橫擔(dān)，至此，全塔吊裝結(jié)束。

7）抱桿起立與拆除工藝

采用9m□350cm2抱桿整體起立25m□500cm2抱桿；采用倒裝架或已吊裝好的腿提升40m□900cm2懸浮抱桿；采用懸浮抱桿安裝14m□350cm2人字抱桿；采用組立好的鐵塔構(gòu)件為懸掛拆除抱桿。

5.抱桿驗(yàn)算與試驗(yàn)

為了滿足工藝的要求，對(duì)吊裝主要工具3類型抱桿須進(jìn)行驗(yàn)算和檢驗(yàn)，以保證方案的安全，驗(yàn)算內(nèi)容包括現(xiàn)場(chǎng)主要工況因素，現(xiàn)將計(jì)算過(guò)程與結(jié)果列表如表5-1所示。

5.1 抱桿組件參數(shù)

5.2 抱桿結(jié)構(gòu)參數(shù)

1）抱桿計(jì)算

懸浮抱桿、落地抱桿、人字抱桿長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算按變截面，兩端鉸支方式計(jì)算，并按《鋼規(guī)》要求格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件換算長(zhǎng)細(xì)比。

抱桿長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算式：

抱桿長(zhǎng)細(xì)比換算式：

抱桿臨界壓力計(jì)算式：

抱桿臨界壓強(qiáng)計(jì)算式：

2）抱桿整體特性

5.3 抱桿工況驗(yàn)算

抱桿工況驗(yàn)算，核算抱桿整體穩(wěn)定與強(qiáng)度、主材與綴材單支穩(wěn)定與強(qiáng)度。

1）工況參數(shù)

抱桿工況參數(shù)，如表5-3所示

2）穩(wěn)定與強(qiáng)度驗(yàn)算式

懸浮抱桿、落地抱桿靜壓力式：

起吊滑車組靜張力式：

人字抱桿按初始布置計(jì)算，由合力分配至單根抱桿進(jìn)行驗(yàn)算。

3）工況驗(yàn)算結(jié)果

計(jì)算結(jié)果：懸浮抱桿、落地抱桿、人字抱桿驗(yàn)算結(jié)果滿足《規(guī)范》和《導(dǎo)則》的要求，并有裕度。

5.4 □350人字抱桿試驗(yàn)

在組塔前，對(duì)14m□350人字抱桿進(jìn)行了工況試驗(yàn)，主要目的是檢驗(yàn)抱桿與鐵塔構(gòu)件連接性、靈活性及人字抱桿和內(nèi)懸浮抱桿的工況受力情況。

試驗(yàn)吊件重8000kg，人字抱桿傾斜30o、45o和60o，人字抱桿轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，內(nèi)懸浮抱桿受力10735kg，小于最大靜壓力，全部參數(shù)滿足了施工受力要求。

6.應(yīng)用與分析（E242塔）

原計(jì)劃采用本方案對(duì)E228、E242、E253、E254、E255、E256、E258、7基鐵塔進(jìn)行組立，后因運(yùn)輸環(huán)境變化，有2處鐵塔現(xiàn)場(chǎng)可以通車，吊車替代落地抱桿，余下5基鐵塔采用本工藝施工，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況分析如下。

6.1 工藝適用性

該工藝設(shè)計(jì)比較周全，用三種類型的抱桿分別解決鐵塔水平根開(kāi)大、塔身結(jié)構(gòu)長(zhǎng)和頂架橫擔(dān)距離遠(yuǎn)，結(jié)構(gòu)大，重量重的3組矛盾。在吊裝過(guò)程中通過(guò)調(diào)整抱桿傾角，吊件能準(zhǔn)確到位，不用強(qiáng)拉吊件控制繩，極大方便吊裝作業(yè)，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的安全狀況和組塔的質(zhì)量得到有效的控制，本工藝適用性強(qiáng)。

6.2 進(jìn)度與工效

組塔進(jìn)度，以E242塔例，計(jì)劃1個(gè)立塔隊(duì)用40天時(shí)間，自2012年10月24日至2012年12月6日止，鐵塔組立完畢，共用了43天時(shí)間，其中有雨天和供料延滯的影響，原定計(jì)劃進(jìn)度基本實(shí)現(xiàn)。工效情況，E242塔，塔高104m，重411.97t，立塔隊(duì)有20技工、20輔助工，平均每天吊裝量9.58t，每天每人吊裝量0.24t。并在后序的施工中工藝熟練，進(jìn)度有所加快，工效有所提高。

6.3 注意事項(xiàng)

1）工具配置，由于懸浮抱桿傾角較大，在14段之下傾角都大于《導(dǎo)則》推薦10°要求，在承托繩和拉線計(jì)算與配置上要充分考慮其受力，而且是單繩受力。

2）頂架橫擔(dān)吊裝最好兩側(cè)同時(shí)吊裝，或一側(cè)吊裝一側(cè)錨固平衡，以利于浮懸抱桿平衡受力。

3）懸浮抱桿長(zhǎng)40m，加上傾角較大，自重彎矩較大，中間連接螺栓一定要緊固。

7.體會(huì)與探索

經(jīng)過(guò)5基鐵塔的組立，體會(huì)到工藝內(nèi)容適用，但在提高進(jìn)度和規(guī)范作業(yè)方面，我們想從下面2個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)與探索。

1）改進(jìn)抱桿起立工藝：40m□900cm2抱桿起立作業(yè)比較費(fèi)工費(fèi)時(shí)，目前的工藝影響進(jìn)度，探索用兩付25m□500cm2抱桿提升40m□900cm2抱桿，并同時(shí)吊裝塔腿，可提高吊裝速度。

2）改進(jìn)人字抱桿吊裝與布置：人字抱桿依靠懸浮抱桿吊裝和布置，在吊裝和布置上解決整體起吊、就位和移位靈活，實(shí)現(xiàn)規(guī)范作業(yè)，提高安全狀況。

8.結(jié)束語(yǔ)

采用多種類型抱桿，共同組立鐵塔工藝，有效解決了鐵塔根開(kāi)大、構(gòu)件重，吊件遠(yuǎn)，分段節(jié)距大的施工難點(diǎn)。可為后續(xù)特高壓雙回路鋼管塔或近似結(jié)構(gòu)鐵塔的組立提供了借鑒。

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作者簡(jiǎn)介：胡友琦（1977—），安徽蕪湖人，畢業(yè)于上海電力學(xué)院電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)，上海電力公司華東送變電工程公司工程師。