申琳 李曉剛

摘 要：目前，抱桿作為一種起吊工具應(yīng)用較為普遍，但其研究多主要針對(duì)某一個(gè)項(xiàng)目，不具有普遍性。本項(xiàng)目為了將煙道順利吊裝到位，采用了倒落式人字抱桿。分析了倒落式人字抱桿相比較其他抱桿的優(yōu)點(diǎn)及其整體立桿的現(xiàn)場(chǎng)布置原則，并且用有限元軟件ANSYS分析了該抱桿在有風(fēng)荷載和無風(fēng)荷載作用下的靜力分析，結(jié)果表明該抱桿在無風(fēng)荷載作用和有風(fēng)荷載作用下的靜力分析均滿足要求，一定程度上保證了該抱桿起吊的安全性。

關(guān)鍵詞：抱桿；整體立桿；靜力分析

為了能夠順利的將煙道安裝到位，本項(xiàng)目使用了抱桿這類簡(jiǎn)單實(shí)用的起吊工具。抱桿是一種起重運(yùn)輸工具，主要用于架空輸電線路桿塔組立施工中。抱桿和其他起重運(yùn)輸工具相比較，主要用于地勢(shì)較高的的部位，比如崇山峻嶺地區(qū)，在這些地方，普通的起重工具難以工作，而抱桿可以是分段制作，運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)用螺栓連接成整體，所以在這些情況抱桿具有較大的優(yōu)越性。另外，抱桿還可以放在其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)面上進(jìn)行起吊工作，以此來增加其提升高度，減少起吊的難度。

大多數(shù)的抱桿其主要材料都是金屬制成的，分類方式比較多，可以按抱桿所用的材料來分，可以按照抱桿組裝的結(jié)構(gòu)形式分，也可以從抱桿的斷面形狀來分。但目前實(shí)際工程中使用較多的有以下幾類：倒落式人字抱桿、座腿式人字抱桿、內(nèi)懸浮內(nèi)拉線抱桿、內(nèi)懸浮外拉線抱桿、座地式搖臂抱桿、內(nèi)懸浮帶搖臂抱桿、外拉線抱桿、小抱桿。

倒落式人字抱桿抱桿立桿，設(shè)備簡(jiǎn)單，起立過程平穩(wěn)可靠。由于是整體組立減少高空作業(yè)的難度，其優(yōu)點(diǎn)可利用不太高的抱桿起吊2倍以上抱桿高度的電桿并且主要操作崗位遠(yuǎn)在導(dǎo)趕以外，起吊比較安全。其施工過程如圖1所示。

圖1

倒落式人字抱桿整體立桿的現(xiàn)場(chǎng)布置原則如下：（1）主牽引地錨中心、抱桿頂、制動(dòng)地錨中心應(yīng)成一直線，并和電桿平面中心線重合，以保證起吊平穩(wěn)、不擺動(dòng)和受力均勻。（2）各地錨坑中心距桿位中心不小于以下值：a.牽引地錨：1.2～1.5倍桿高。b.制動(dòng)地錨：1.3倍桿高。c.兩側(cè)地錨：1.2倍桿高。（3）抱桿的選擇和布置原則是：a.抱桿的材質(zhì)及截面形狀不限，有效高度按經(jīng)驗(yàn)取電桿重心高的0.8～1.1倍為宜。b.抱桿初始角取60°～70°。角度過小時(shí)，牽引繩、吊繩、抱桿等受力都過大。角度過大時(shí)，抱桿失效的太早，這時(shí)電桿離地不高，桿根不好控制，不能冒然放松制動(dòng)繩，使電桿就位，因而加大了制動(dòng)繩受力，將使吊繩最大受力由起始階段轉(zhuǎn)移到離地46°以后，增大了起吊風(fēng)險(xiǎn)。c.抱桿根部距電桿支點(diǎn)2～5m，以保證抱桿初始角為推薦值。d.抱桿根開2.5～4.5m，以穩(wěn)定不碰電桿為宜。（4）吊點(diǎn)位置應(yīng)按吊點(diǎn)分段后各段桿塔自重產(chǎn)生的最大彎矩基本相等且小于允許值來確定，否則應(yīng)增加吊點(diǎn)。一股15m及以下電桿，可在橫擔(dān)下方選一點(diǎn)單吊點(diǎn)起吊；對(duì)18～24m等徑桿，可用雙吊點(diǎn)起吊，上吊點(diǎn)在導(dǎo)線橫擔(dān)的電桿連接處，下吊點(diǎn)與上吊點(diǎn)的距離宜取6.5m左右；對(duì)雙混凝土桿，下吊點(diǎn)在下叉梁抱箍處，27～36m等徑桿宜用三點(diǎn)吊。酒標(biāo)型鐵塔宜選用雙吊點(diǎn)。

在本項(xiàng)目中，由于起吊點(diǎn)較高，位于地面上94米處，再加上預(yù)熱器塔架周圍場(chǎng)地受限，使的在選擇吊裝方式方法時(shí)有很大的難度。如果采用吊車吊裝，需要起吊重量450噸以上的吊車，選擇塔吊，施工時(shí)間長(zhǎng)，并且投入較大。綜合考慮以上情況，從實(shí)際情況和成本考慮，最終選用了12m高的倒落式人字抱桿，將該抱桿立于預(yù)熱器塔塔頂。圖2為臨機(jī)抱桿簡(jiǎn)易圖：

圖2

在抱桿起吊過程中，吊鉤最重吊裝件為煙道斜閥，其重約為8噸。由于該抱桿所處位置比較高，受風(fēng)荷載影響比較大，為了保證該抱桿在起吊過程中的安全，所以本項(xiàng)目對(duì)該抱桿用有限元進(jìn)行了在無風(fēng)荷載作用和有風(fēng)荷載作用下的靜力分析。

從上圖可以看出：

不考慮風(fēng)荷載時(shí)，最大應(yīng)力出現(xiàn)在接近底端部分，大小43.08MPa。各個(gè)要求截面均未出現(xiàn)大于屈服應(yīng)力的應(yīng)力分布?？紤]風(fēng)荷載時(shí)最大應(yīng)力也出現(xiàn)在接近底端部分，大小56.79MPa。各個(gè)要求截面均未出現(xiàn)大于屈服應(yīng)力的應(yīng)力分布。

本項(xiàng)目在起吊前，分析了該抱桿的整體立桿的現(xiàn)場(chǎng)布置原則，并且用有限元軟件ANSYS對(duì)該抱桿進(jìn)行了靜力分析。從靜力分析結(jié)果可以看出，有風(fēng)荷載作用和無風(fēng)荷載作用，該抱桿的靜力分析均滿足要求，不會(huì)發(fā)生靜力破壞。并且可以進(jìn)一步分析得出：在有風(fēng)荷載時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意槽鋼與鋼管的焊接處應(yīng)力較大，所以在實(shí)際施工過程中，應(yīng)注意焊接工藝避免形成尖角應(yīng)力集中。

參考文獻(xiàn)

[1]郭紹忠.國(guó)內(nèi)外輸電線鐵塔的發(fā)展和展望[J].特種結(jié)構(gòu)，1998，15（3）：43-46

[2]王偉，陳淮，馬成剛，等.金屬塔架結(jié)構(gòu)靜態(tài)力學(xué)性能研究[J].鄭州工學(xué)院學(xué)報(bào)，1995，16（4）.

[3]夏紹凱.大型輸電鐵塔吊裝抱桿的力學(xué)試驗(yàn)和有限元分析[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2006.

[4]寧高德.國(guó)內(nèi)大型設(shè)備的抱桿吊裝工藝[J].化工施工技術(shù)，2000（2）：8-9.

[5]范欽珊.工程力學(xué)教程（I）[M].北京：高等教育出版社，1998.