程利軍，劉憲敏

(湖北省送變電工程公司，湖北 武漢 430063)

人字輔助抱桿配合中心懸浮主抱桿吊裝1 000 kV酒杯塔橫擔(dān)施工技術(shù)的研究

程利軍，劉憲敏

(湖北省送變電工程公司，湖北 武漢 430063)

針對(duì)特高壓輸電線路架設(shè)施工中，酒杯型鐵塔的橫擔(dān)和地線支架至鐵塔中心水平距離較遠(yuǎn)，單獨(dú)采用中心懸浮主抱桿無(wú)法完成吊裝這一問(wèn)題，提出了人字輔助抱桿配合主抱桿吊裝組塔的施工方案。通過(guò)計(jì)算主要索具受力大小，確定施工器具的規(guī)格型號(hào)，并實(shí)施吊裝作業(yè)。工程實(shí)踐證明：該方案增加了主抱桿的有效吊裝高度，不僅解決了超長(zhǎng)、超重橫擔(dān)的吊裝問(wèn)題，而且能充分發(fā)揮內(nèi)懸浮抱桿組塔方便、靈活的優(yōu)勢(shì)，可為后續(xù)工程建設(shè)提供技術(shù)準(zhǔn)備。

特高壓；人字輔助抱桿；酒杯塔；橫擔(dān)；吊裝

0 引言

目前，國(guó)內(nèi)外輸電線路鐵塔組立（包括跨越高塔、鋼管塔）通常采用分解組立的方式[1-2]。具體方法有內(nèi)懸?。▋?nèi)）外拉線抱桿分解組塔、塔式雙平臂旋轉(zhuǎn)抱桿分解組塔、內(nèi)懸浮雙搖臂旋轉(zhuǎn)抱桿分解組塔、落地式搖臂抱桿分解組塔等[3-6]。

浙北-福州1 000 kV特高壓交流輸變電工程線路工程第4標(biāo)段主要采用內(nèi)懸浮外拉線組塔方案。該標(biāo)段單回路酒杯塔塔頭的重量為35.88～57.62 t，塔頭高32.1～33.6 m，寬49.8～57.8 m。由于酒杯塔橫擔(dān)長(zhǎng)、重量大，無(wú)法單獨(dú)采用中心懸浮主抱桿完成吊裝，需配合使用人字輔助抱桿吊裝鐵塔的地線支架和橫擔(dān)[7-9]。

1 橫擔(dān)吊裝方案制定

單回路酒杯塔橫擔(dān)及地線支架分段如圖1所示，各塔型分段吊裝參數(shù)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

圖1 單回路酒杯塔橫擔(dān)及地線支架分段圖Fig.1 The segmentation for the cross arm and the earth wire support of a single-circuit cup-type tower

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地形情況，考慮到表1中地線支架外端距塔身的水平距離過(guò)長(zhǎng)（24.9～28.9 m），而且吊重也較重（最大吊重4.5 t）。因此，采用人字輔助抱桿配合內(nèi)懸浮主抱桿吊裝地線支架及橫擔(dān)，擬定吊裝方案如圖2所示。

圖2 單回路酒杯塔橫擔(dān)及地線支架吊裝示意圖Fig.2 The diagram of installing the cross arm and the earth wire support of a single-circuit cup-type tower

表1 單回路酒杯塔各塔型分段吊裝參數(shù)統(tǒng)計(jì)Tab.1 The hoisting parameters summary for various models of a single-circuit cup-type tower

2 主要索具靜力計(jì)算

以組合吊裝ZBC271514型酒杯塔的①段地線支架和④-2段中橫擔(dān)為例，計(jì)算吊裝過(guò)程中主要索具靜力。

2.1 控制繩靜張力及起吊繩合力

起吊滑車(chē)組垂偏角 β取5°，控制繩對(duì)地夾角ω取45°，受力分析如圖3所示。

根據(jù)受力分析圖可得

式中：F為控制繩靜張力；T 為起吊繩合力；G=13+17.7=30.7 kN為①段地線支架和④-2段中橫

圖3 控制繩及起吊繩受力分析圖Fig.3 The force diagram of the controlling wire rope and the hoisting wire rope

選用三繩滑車(chē)組，則n=3，取滑車(chē)組工作效率η=0.96，計(jì)算可得T0=12.72 kN。

2.2 人字輔助抱桿受力分析

人字輔助抱桿垂偏角δ取32.68°，輔助抱桿拉線對(duì)地夾角φ取21°，受力分析如圖4所示。

擔(dān)總吊重。計(jì)算得F=4.16 kN，T=33.77 kN。

單根起吊繩受力為

圖4 人字輔助抱桿受力分析圖Fig.4 The force diagram of the auxiliary herringbone holding pole

根據(jù)受力分析圖可得

式中：T1為輔助抱桿拉線合力；N0為輔助抱桿綜合受力。計(jì)算得T1=21.08 kN，N0=31.00 kN。

考慮人字輔助抱桿的不平衡系數(shù)，則抱桿的軸向力為

式中：κ為人字抱桿夾角的1/2，取5.74°。計(jì)算得Na=Nb=20.25 kN。

2.3 主抱桿拉線合力及軸向壓力

中心懸浮主抱桿垂偏角α取10°。單根落地拉線對(duì)地夾角γ0取45°，則主抱桿拉線合力線對(duì)地夾角約為。受力分析如圖5所示。

根據(jù)受力分析圖可得

式中：Ph為主抱桿拉線合力；N為主抱桿軸向壓力。計(jì)算可得Ph=48.49 kN，N=47.88 kN。

圖5 主抱桿受力分析圖Fig.5 The force diagram of the main gin pole

3 主要工器具的配置

依據(jù)主要索具靜力計(jì)算結(jié)果，計(jì)及吊裝過(guò)程中因沖擊、震動(dòng)及荷載分配不均衡而導(dǎo)致受力增大的影響[10-11]，選擇主要工器具的強(qiáng)度與型號(hào)。

3.1 人字輔助抱桿參數(shù)

抱桿單根最大允許中心受壓為235 kN；組裝高度為3 m(下)+4 m+3 m(上)=10 m；連接形式為外法蘭；大端截面為300 mm×300 mm；小端截面為160 mm×160 mm；材質(zhì)為Q235；起吊負(fù)荷為60 kN；抱桿總重約800 kg.

3.2 主抱桿參數(shù)

中心受壓允許負(fù)荷為318 kN;組裝高度為2 m (下)+2 m(直)×22+2 m(上)=48 m;連接形式為內(nèi)法蘭;標(biāo)準(zhǔn)節(jié)截面為900 mm×900 mm;小端截面為400 mm×400 mm;材質(zhì)為Q345;起吊負(fù)荷為70 kN;抱桿總質(zhì)量約5 t。

3.3 主要施工器具規(guī)格參數(shù)

吊裝1 000 kV特高壓線路單回路酒杯塔的地線支架與橫擔(dān)，選擇主要施工器具規(guī)格如表2所示。

表2 單回路酒杯塔橫擔(dān)吊裝主要施工器具表Tab.2 The main auxiliary tools used for hoisting the cross arm of a single-circuit cup-type tower

4 人字輔助抱桿的安裝

將人字抱桿于地面組裝完畢，抱桿附件及滑輪組鋼絲繩等安裝就位，螺栓緊固到位。連接人字抱桿底座與鐵塔上的輔助抱桿支撐孔（見(jiàn)圖1中F），并可靠固定。

調(diào)整主抱桿向待安裝人字抱桿側(cè)傾斜，直至主抱桿頭與輔助抱桿座腳之間水平距離約2 m，主抱桿作為起吊點(diǎn)將人字輔助抱桿吊裝至橫擔(dān)。

擺正人字輔助抱桿角度，連接鉸鏈與鐵塔橫擔(dān)上的抱桿底座。通過(guò)人字輔助抱桿起吊滑輪組，使抱桿頭部向外側(cè)移動(dòng)，起吊系統(tǒng)受力后，放松主抱桿牽引繩，使人字抱桿繼續(xù)向外傾斜，直至滿足起吊距離要求。

主抱桿反向起吊系統(tǒng)固定在橫擔(dān)另一端，回調(diào)主抱桿（另一起吊繩同時(shí)放松）；觀察人字抱桿傾斜角是否符合要求。不符合，需再次調(diào)整；符合則將主抱桿牽引繩固定牢固。

為防止人字抱桿反向傾倒，于鐵塔外側(cè)在抱桿頭部用Φ11 mm鋼絲繩設(shè)置防反傾拉線。

5 吊裝地線支架及橫擔(dān)

組合段吊裝采用雙V字型套四點(diǎn)整體起吊方式，人字輔助抱桿向吊件方向傾斜約5.4 m，起吊繩為Ⅱ-Ⅰ三繩滑輪組，磨繩采用Φ13 mm鋼絲繩，如圖6所示。

圖6 ①段及④-2段組合吊裝施工圖Fig.6 The working drawings for hoisting the part①and the part④-2

邊導(dǎo)線橫擔(dān)②段采用雙V字型套四點(diǎn)整體起吊方式，上斜面的拉花鐵暫不安裝，待就位組裝完畢后補(bǔ)裝。起吊繩為Ⅰ-Ⅰ二繩滑輪組，磨繩采用Φ13 mm鋼絲繩，如圖7所示。

圖7 ②段邊橫擔(dān)吊裝施工圖Fig.7 The working drawings for hoisting the side cross arm of part②

6 結(jié)語(yǔ)

工程實(shí)踐證明：人字輔助抱桿配合中心懸浮主抱桿分解組塔增加了抱桿的有效吊裝高度，成功地解決了浙福1 000 kV交流輸變電工程酒杯塔組塔施工中，抱桿高度不夠、長(zhǎng)細(xì)比過(guò)大及大截面抱桿運(yùn)輸困難等問(wèn)題，完成了鐵塔組立施工的質(zhì)量目標(biāo)和安全要求，為1 000 kV交流輸電線路施工積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)工程建設(shè)提供了充分的技術(shù)儲(chǔ)備。

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Research on the Cross Arm Hoisting Technology of a 1 000 kV Cup-type Tower Using a Suspended Main Gin Pole Coupled with a Herringbone Pole

CHENG Lijun，LIU Xianmin
(Hubei Electric Transmission&Distribution Engineering Company,Wuhan Hubei 430063,China)

During the process of UHV transmission line construction,it is infeasible to install the cross arm and of a cup-type tower and the earth wire peak only by the aid of a suspended main gin pole because of their long horizontal distance to the center of the tower and heavy deadweight.In order to solve this problem,a construction scheme using a suspended main gin pole coupled with a herringbone pole was is proposed in this paper.After confirming the specification of appliances by based on the force analysis of major rigging,the construction scheme was is implemented.Engineer?ing practice has proved that by performing this scheme the valid hoisting height of main gin pole is increased.The scheme solves the problems of hoisting a overlength and overweight cross arm as well as gives full play to the convenient and flexible advantages of inside suspension pole,and last but not least,it provides sufficient technical preparation for further construction works.

ultra-high voltage；auxiliary herringbone holding poles；cup-type tower；cross arm；hoisting

TM754

A

1006-3986(2016)07-0000-0029-05

10.19308/j.hep.2016.07.007

2016-06-05

程利軍（1964），男，湖北黃梅人，工程師。