T2T800雙平臂落地抱桿塔頂?shù)难芯?/h1>
2022-10-19 01:26:50張曉華彭旺欒勇江海濤潘宏承周立宏
建筑機械化 2022年10期
張曉華，彭旺，欒勇，江海濤，潘宏承，周立宏
（1.山東送變電工程有限公司，山東 濟南 250118；2.國家電網(wǎng)有限公司特高壓建設(shè)分公司，北京 100032；3.浙江省建設(shè)工程機械集團有限公司，浙江 杭州 310014)
1 項目概況
螺山長江大跨越工程是南陽-荊門-長沙特高壓輸電工程跨越長江、連接湘鄂兩省的重要節(jié)點，左岸位于湖北省洪湖市，右岸位于湖南省臨湘市，本工程是特高壓第一跨。
針對工程輸電鐵塔特點，研制T2T800 雙平臂落地抱桿，額定起重力矩800tm，最大起重量20t，工作幅度4～40m。該大跨越鐵塔天窗尺寸只有6.5m，相對其他大跨越工程較小。常規(guī)落地抱桿塔頂分為塔頂塔帽節(jié)和塔頂標準節(jié)，塔頂標準節(jié)為整體焊接式，在收臂后，收口尺寸較大，無法通過本次大跨越鐵塔天窗。所以如何在滿足抱桿強度的情況下，縮小抱桿收口尺寸是一個難題。
2 解決方案
為了保證抱桿強度，創(chuàng)新性地改進塔頂標準節(jié)結(jié)構(gòu)，應用空間X 型塔頂標準節(jié)結(jié)構(gòu)（斜對角線方向)，提高了塔頂?shù)膹姸?，將塔頂標準?jié)兩側(cè)（靠近大臂的側(cè)面)橫腹桿、斜腹桿改成可拆式腹桿，在大臂收臂時，將有更多空間，使得收口尺寸減小，提高抱桿適用性。
3 塔頂結(jié)構(gòu)
3.1 主要結(jié)構(gòu)介紹
塔頂（圖1)主要由塔頂塔帽節(jié)與塔頂標準節(jié)所組成，塔頂內(nèi)側(cè)裝有爬梯，便于施工人員攀爬；塔頂標準節(jié)如圖2 所示，塔頂標準節(jié)主要由4 根主弦桿和其他橫、斜腹桿等所組成，各視圖中心斜對角方向為空間X 型斜腹桿結(jié)構(gòu)，分別焊接在4 根主弦桿上，空間X 型斜腹桿交叉處焊接有筋板，提高強度；在主弦桿上焊接有耳座，左右兩側(cè)可拆式橫腹桿（吊臂收臂方向)，通過銷軸與主弦桿連接，橫腹桿側(cè)邊為平臺，方便施工人員站在該位置敲擊銷軸。
圖1 塔頂結(jié)構(gòu)圖
圖2 塔頂標準節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖
如圖3 所示，當雙側(cè)吊臂朝塔頂收攏時，塔頂標準節(jié)兩側(cè)橫腹桿被拆除，雙側(cè)吊臂內(nèi)嵌入塔頂中（常規(guī)落地抱桿收臂后，因塔頂標準節(jié)兩側(cè)焊接有橫、斜腹桿，吊臂無法內(nèi)嵌其中)，減小抱桿收口尺寸，便于通過該類型大跨越鐵塔天窗。
圖3 抱桿收臂俯視圖
3.2 塔頂結(jié)構(gòu)設(shè)計計算
塔頂結(jié)構(gòu)本次創(chuàng)新性設(shè)計，需對塔頂?shù)膹姸群头€(wěn)定性進行計算，及時發(fā)現(xiàn)危險工況并提出有效的建議。
3.2.1 塔頂截面力學特性計算
1)塔頂截面積A=4A1；A1為單個主弦桿截面積。
2)主弦桿截面慣性矩
I0表示單支角鋼慣性矩；A0表示單支角鋼截面積；Z0表示單支角鋼重心距離（塔頂單支主弦桿由角鋼拼方而成)。
3)主弦桿單枝長細比需滿足λ0=其中[λ]為結(jié)構(gòu)件許用長細比，按GB/T 3811 2008《起重機設(shè)計規(guī)范》取值[λ]=150，L表示單支主弦桿長度。
4)塔頂軸心受壓穩(wěn)定性系數(shù)
b表示塔頂?shù)捉孛娉叽?/p>
其中A1x為構(gòu)件截面所垂直于x-x軸的平面內(nèi)各斜綴條的毛截面面積之和。
5)歐拉臨界載荷
3.2.2 塔頂強度和穩(wěn)定性計算
塔頂根部截面受力計算
沿吊臂方向彎矩MX；垂直吊臂方向彎矩：MY=F塔頂L塔頂＋F拉桿L拉桿；其中F塔頂為塔頂風載荷，L塔頂為作用點與根部截面距離，F(xiàn)拉桿為拉桿所受風載，L拉桿為作用點與根部截面距離。
其中，[σ]為拉壓極限設(shè)計應力，n為安全系數(shù)，Wx為抗彎截面模量，Wy為抗彎截面模量，A為塔頂截面積。
通過以上計算，可以驗證空間X 型塔頂結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足相關(guān)強度要求。
3.3 收臂試驗
出廠前對T2T800 雙平臂落地抱桿塔頂進行收臂試驗。啟動機構(gòu)后，隨著雙側(cè)吊臂緩緩搖起直至搖起90°后，雙側(cè)吊臂嵌入塔頂中，滿足收口尺寸≤6.5m，能夠通過該類型塔頂天窗，解決了施工難題。
4 結(jié)語
落地抱桿是輸電鐵塔的重要起吊設(shè)備，加強對抱桿結(jié)構(gòu)的設(shè)計十分重要。不同的大跨越工程，鐵塔天窗的收口尺寸不盡相同。在保證抱桿強度的情況下，保證抱桿通過鐵塔天窗（大跨越工程鐵塔)，對抱桿塔頂?shù)难芯坑兄匾饬x。只有突破對傳統(tǒng)抱桿塔頂結(jié)構(gòu)的認知，打破傳統(tǒng)思想束縛，才能夠讓創(chuàng)新得到發(fā)揚，創(chuàng)新的思維火花得到閃耀。
張曉華，彭旺，欒勇，江海濤，潘宏承，周立宏
（1.山東送變電工程有限公司，山東 濟南 250118；2.國家電網(wǎng)有限公司特高壓建設(shè)分公司，北京 100032；3.浙江省建設(shè)工程機械集團有限公司，浙江 杭州 310014)
1 項目概況
螺山長江大跨越工程是南陽-荊門-長沙特高壓輸電工程跨越長江、連接湘鄂兩省的重要節(jié)點，左岸位于湖北省洪湖市，右岸位于湖南省臨湘市，本工程是特高壓第一跨。
針對工程輸電鐵塔特點，研制T2T800 雙平臂落地抱桿，額定起重力矩800tm，最大起重量20t，工作幅度4～40m。該大跨越鐵塔天窗尺寸只有6.5m，相對其他大跨越工程較小。常規(guī)落地抱桿塔頂分為塔頂塔帽節(jié)和塔頂標準節(jié)，塔頂標準節(jié)為整體焊接式，在收臂后，收口尺寸較大，無法通過本次大跨越鐵塔天窗。所以如何在滿足抱桿強度的情況下，縮小抱桿收口尺寸是一個難題。
2 解決方案
為了保證抱桿強度，創(chuàng)新性地改進塔頂標準節(jié)結(jié)構(gòu)，應用空間X 型塔頂標準節(jié)結(jié)構(gòu)（斜對角線方向)，提高了塔頂?shù)膹姸?，將塔頂標準?jié)兩側(cè)（靠近大臂的側(cè)面)橫腹桿、斜腹桿改成可拆式腹桿，在大臂收臂時，將有更多空間，使得收口尺寸減小，提高抱桿適用性。
3 塔頂結(jié)構(gòu)
3.1 主要結(jié)構(gòu)介紹
塔頂（圖1)主要由塔頂塔帽節(jié)與塔頂標準節(jié)所組成，塔頂內(nèi)側(cè)裝有爬梯，便于施工人員攀爬；塔頂標準節(jié)如圖2 所示，塔頂標準節(jié)主要由4 根主弦桿和其他橫、斜腹桿等所組成，各視圖中心斜對角方向為空間X 型斜腹桿結(jié)構(gòu)，分別焊接在4 根主弦桿上，空間X 型斜腹桿交叉處焊接有筋板，提高強度；在主弦桿上焊接有耳座，左右兩側(cè)可拆式橫腹桿（吊臂收臂方向)，通過銷軸與主弦桿連接，橫腹桿側(cè)邊為平臺，方便施工人員站在該位置敲擊銷軸。
圖1 塔頂結(jié)構(gòu)圖
圖2 塔頂標準節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖
如圖3 所示，當雙側(cè)吊臂朝塔頂收攏時，塔頂標準節(jié)兩側(cè)橫腹桿被拆除，雙側(cè)吊臂內(nèi)嵌入塔頂中（常規(guī)落地抱桿收臂后，因塔頂標準節(jié)兩側(cè)焊接有橫、斜腹桿，吊臂無法內(nèi)嵌其中)，減小抱桿收口尺寸，便于通過該類型大跨越鐵塔天窗。
圖3 抱桿收臂俯視圖
3.2 塔頂結(jié)構(gòu)設(shè)計計算
塔頂結(jié)構(gòu)本次創(chuàng)新性設(shè)計，需對塔頂?shù)膹姸群头€(wěn)定性進行計算，及時發(fā)現(xiàn)危險工況并提出有效的建議。
3.2.1 塔頂截面力學特性計算
1)塔頂截面積A=4A1；A1為單個主弦桿截面積。
2)主弦桿截面慣性矩
I0表示單支角鋼慣性矩；A0表示單支角鋼截面積；Z0表示單支角鋼重心距離（塔頂單支主弦桿由角鋼拼方而成)。
3)主弦桿單枝長細比需滿足λ0=其中[λ]為結(jié)構(gòu)件許用長細比，按GB/T 3811 2008《起重機設(shè)計規(guī)范》取值[λ]=150，L表示單支主弦桿長度。
4)塔頂軸心受壓穩(wěn)定性系數(shù)
b表示塔頂?shù)捉孛娉叽?/p>
其中A1x為構(gòu)件截面所垂直于x-x軸的平面內(nèi)各斜綴條的毛截面面積之和。
5)歐拉臨界載荷
3.2.2 塔頂強度和穩(wěn)定性計算
塔頂根部截面受力計算
沿吊臂方向彎矩MX；垂直吊臂方向彎矩：MY=F塔頂L塔頂＋F拉桿L拉桿；其中F塔頂為塔頂風載荷，L塔頂為作用點與根部截面距離，F(xiàn)拉桿為拉桿所受風載，L拉桿為作用點與根部截面距離。
其中，[σ]為拉壓極限設(shè)計應力，n為安全系數(shù)，Wx為抗彎截面模量，Wy為抗彎截面模量，A為塔頂截面積。
通過以上計算，可以驗證空間X 型塔頂結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足相關(guān)強度要求。
3.3 收臂試驗
出廠前對T2T800 雙平臂落地抱桿塔頂進行收臂試驗。啟動機構(gòu)后，隨著雙側(cè)吊臂緩緩搖起直至搖起90°后，雙側(cè)吊臂嵌入塔頂中，滿足收口尺寸≤6.5m，能夠通過該類型塔頂天窗，解決了施工難題。
4 結(jié)語
落地抱桿是輸電鐵塔的重要起吊設(shè)備，加強對抱桿結(jié)構(gòu)的設(shè)計十分重要。不同的大跨越工程，鐵塔天窗的收口尺寸不盡相同。在保證抱桿強度的情況下，保證抱桿通過鐵塔天窗（大跨越工程鐵塔)，對抱桿塔頂?shù)难芯坑兄匾饬x。只有突破對傳統(tǒng)抱桿塔頂結(jié)構(gòu)的認知，打破傳統(tǒng)思想束縛，才能夠讓創(chuàng)新得到發(fā)揚，創(chuàng)新的思維火花得到閃耀。
