1000kV雙回路鋼管塔組立工藝設計與應用

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

【關鍵詞】1000kV雙回路鋼管鐵塔；組立工藝設計；應用與體會

1.引言

“皖電東送”淮南-浙北-上海1000kV等級輸電線路工程是世界電壓等級最高的交流輸電工程之一，也是我國第一條1000kV等級的雙回路特高壓輸電工程。本工程鐵塔采用鋼管結構，與單回路1000kV鐵塔相比較具有塔身高，根開大，橫擔長，單根鋼管重量重和長度長的特點。這些特點是組塔施工的難點，也是本工程安全工作的重點，設計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。

本文介紹我公司在吊車與大型機械不能到達的施工現場，采用內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，線路總長度為2×647km，線路途經安徽、浙江、江蘇、上海4省市。

我公司承建施工的09標段為一般線路工程，標段起于E201塔，止于E274塔，線路長為2×34.932km，有鐵塔78基，其中有部分鐵塔現場吊車和較大型施工機械不能進入，對這些鐵塔的吊裝進行專項工藝設計，形成了多抱桿工藝組塔方案，其中E242號鐵塔，塔型SJC307-51最為典型。

3.塔型分析

3.1 SJC307-51塔型分析

SJC307-51為轉角型鋼管塔，鐵塔全高107m，基礎水平根開28.38m，塔頂水平根開4.2m，上橫擔一側長21.6m，另一側長20.7m，地線橫擔一側長31.04m，另一側長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7.0m；85段塔腿吊件，長7.0m，重3.5t；頂架段吊件，長14.0m；重6t；上橫擔段吊件，長21.6m，重7t。鐵塔結構與參數詳見圖3-1、表3-1所示。

3.2 吊件最大參數選擇

SJC307-51塔吊件最大參數的選擇是組塔工藝設計的基礎，15段塔身吊件吊重5t，單件長7.0m；塔腿段吊件長7.0m，重3.5t；頂架段吊件長14.0m，吊件重6t均是全塔分段最重最長的吊裝構件，是SKJ307-51塔吊裝控制參數，詳見表3-1。

4.鐵塔組立工藝設計

根據SJC307-51塔特征，塔身高，根開大，橫擔長，單根鋼管重量重和長度長的特點，我們采取分項針對性工藝設計。

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件；采用40m□900cm2內懸浮外拉線抱桿吊裝塔身構件，采用14m□350cm2人字抱桿吊裝頂架橫擔構件，利用頂架和塔身吊裝導線橫擔。

4.2 塔腿段構件吊裝工藝

85段塔腿，垂高22m，吊件長7.0m，重3500kg。在基礎對角連線方向，距基礎5.8m位置立25m□500cm2的落地抱桿，抱桿向基礎中心傾斜13o，吊裝第1節塔腿（此作為工況驗算1）；調整抱桿傾角至5o，吊裝第2節塔腿；再調整抱桿向塔中心傾角至5o吊裝第3節塔腿；至此，85段吊裝完畢。詳見圖4-1塔腿吊裝示意圖。

4.3 塔身段構件吊裝工藝

1）25段構件吊裝工藝

25段垂高6m；吊件長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（此作為工況驗算2）詳見圖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。詳見圖4-5塔身段吊裝示意圖。

5）頂架橫擔吊裝工藝

利用內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；移動人字抱桿，移至橫擔頂面施工孔固定，分別傾斜26o，24o，吊裝遠塔身部分橫擔。2段最重吊件6000kg（此作為工況驗算3）。詳見圖4-6頂架橫擔吊裝示意圖。

6）吊裝導線橫擔工藝

用內懸浮抱補強頂架橫擔，用頂架橫擔與塔身兩點依次吊裝導線上橫擔、中橫擔和下橫擔，至此，全塔吊裝結束。

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件為懸掛拆除抱桿。

5.抱桿驗算與試驗

為了滿足工藝的要求，對吊裝主要工具3類型抱桿須進行驗算和檢驗，以保證方案的安全，驗算內容包括現場主要工況因素，現將計算過程與結果列表如表5-1所示。

5.1 抱桿組件參數

5.2 抱桿結構參數

1）抱桿計算

懸浮抱桿、落地抱桿、人字抱桿長細比計算按變截面，兩端鉸支方式計算，并按《鋼規》要求格構式軸心受壓構件換算長細比。

抱桿長細比計算式：

抱桿長細比換算式：

抱桿臨界壓力計算式：

抱桿臨界壓強計算式：

2）抱桿整體特性

5.3 抱桿工況驗算

抱桿工況驗算，核算抱桿整體穩定與強度、主材與綴材單支穩定與強度。

1）工況參數

抱桿工況參數，如表5-3所示

2）穩定與強度驗算式

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算，由合力分配至單根抱桿進行驗算。

3）工況驗算結果

計算結果：懸浮抱桿、落地抱桿、人字抱桿驗算結果滿足《規范》和《導則》的要求，并有裕度。

5.4 □350人字抱桿試驗

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

試驗吊件重8000kg，人字抱桿傾斜30o、45o和60o，人字抱桿轉動靈活，內懸浮抱桿受力10735kg，小于最大靜壓力，全部參數滿足了施工受力要求。

6.應用與分析（E242塔）

原計劃采用本方案對E228、E242、E253、E254、E255、E256、E258、7基鐵塔進行組立，后因運輸環境變化，有2處鐵塔現場可以通車，吊車替代落地抱桿，余下5基鐵塔采用本工藝施工，現場實施情況分析如下。

6.1 工藝適用性

該工藝設計比較周全，用三種類型的抱桿分別解決鐵塔水平根開大、塔身結構長和頂架橫擔距離遠，結構大，重量重的3組矛盾。在吊裝過程中通過調整抱桿傾角，吊件能準確到位，不用強拉吊件控制繩，極大方便吊裝作業，同時現場的安全狀況和組塔的質量得到有效的控制，本工藝適用性強。

6.2 進度與工效

組塔進度，以E242塔例，計劃1個立塔隊用40天時間，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天時間，其中有雨天和供料延滯的影響，原定計劃進度基本實現。工效情況，E242塔，塔高104m，重411.97t，立塔隊有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，進度有所加快，工效有所提高。

6.3 注意事項

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《導則》推薦10°要求，在承托繩和拉線計算與配置上要充分考慮其受力，而且是單繩受力。

2）頂架橫擔吊裝最好兩側同時吊裝，或一側吊裝一側錨固平衡，以利于浮懸抱桿平衡受力。

3）懸浮抱桿長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.體會與探索

經過5基鐵塔的組立，體會到工藝內容適用，但在提高進度和規范作業方面，我們想從下面2個方面進行改進與探索。

1）改進抱桿起立工藝：40m□900cm2抱桿起立作業比較費工費時，目前的工藝影響進度，探索用兩付25m□500cm2抱桿提升40m□900cm2抱桿，并同時吊裝塔腿，可提高吊裝速度。

2）改進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，實現規范作業，提高安全狀況。

8.結束語

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大、構件重，吊件遠，分段節距大的施工難點。可為后續特高壓雙回路鋼管塔或近似結構鐵塔的組立提供了借鑒。

參考文獻

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[3]鋼結構設計規范[S].GB50017-2003.

[4]李博之.高壓架空輸電線路施工技術手冊（起重運輸部分）[S].

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