特高壓輸電鐵塔曲臂橫擔吊裝方法探討

馬鳳臣，丁寶民，王東波，單軍，喬耀華

（1.山東送變電工程公司，山東濟南250118；2.國網山東省電力公司檢修公司，山東濟南250118）

特高壓輸電鐵塔曲臂橫擔吊裝方法探討

馬鳳臣1，丁寶民1，王東波1，單軍1，喬耀華2

（1.山東送變電工程公司，山東濟南250118；2.國網山東省電力公司檢修公司，山東濟南250118）

為解決1 000 kV特高壓酒杯型鐵塔曲臂外橫擔吊裝的難題，以浙江至福州特高壓交流輸電工程酒杯塔曲臂外側橫擔吊裝為主要研究對象，針對其橫擔長、重量大、邊橫擔距塔中心遠的特點，采用強度高、穩定性好的高強鋼，創新設計高強輔助臂架，利用高強輔助臂架進行整體吊裝曲臂外側橫擔，詳細分析了吊裝施工方法。

臂架；酒杯塔；橫擔；吊裝

0 引言

浙北—福州1 000 kV輸電線路工程大部分采用單回路設計，直線塔以酒杯塔為主。由于酒杯型角鋼塔橫擔較長，部分達到70 m，導致曲臂外側橫擔因距離塔中心較遠，重量較大，且一般組塔抱桿受長度、傾斜角度的限制，沒法直接吊裝邊橫擔和地線支架。為解決酒杯塔邊橫擔吊裝的難題，根據工程酒杯型角鋼塔曲臂外側橫擔（包含地線支架）重量、尺寸，曲臂上方橫擔頂部長、寬尺寸等數據，設計開發了一套高強輔助臂架用于吊裝邊橫擔和地線支架，高強輔助臂架直接固定于曲臂上方橫擔上頂部，通過大角度傾斜直接吊裝鐵塔曲臂外側橫擔部分，解決普通抱桿吊裝就位困難的問題，降低曲臂外側橫擔吊裝過程中人員和機械傷害的幾率，提高酒杯型角鋼塔的整體施工效率，降低組塔施工安全風險。

1 吊裝方案的選擇

浙北—福州1 000 kV輸電線路工程1294基酒杯型角鋼塔的曲臂外側橫擔的重量、尺寸如表1、表2所示，其中吊裝最重為11.847 t，吊裝尺寸最長為21.30 m。

表1 曲臂外側橫擔重量數據統計

表2 曲臂外側橫擔長度范圍統計

由表1可知，10 t吊重以下的曲臂外橫擔占總數的86.71%，10 t吊重以上的曲臂外橫擔只占總數的13.29%。由表2可知，20 m以下的曲臂外橫擔占總數的94.28%，20 m以上的曲臂外橫擔只占總數的5.72%。根據以上統計數據，初步設計輔助臂架長度為15 m、12 m兩種工況，在水平夾角50°（水平距離9.65m，滿足大部分橫擔吊裝需要）下最大吊重為10 t，對個別鐵塔外側橫擔重心超過10 m的，可采用調整輔助臂架幅度分段吊裝方式進行吊裝。

2 高強輔助臂架結構性能

2.1 高強輔助臂架設計參數

高強輔助臂架結構如圖1所示。

1）臂架主桿D57 mm×4 mm，材質Hiten-780，屈服強度685 MPa，抗拉強度780 MPa；

2）臂架副桿D20 mm×2.5 mm，材質Q345B；使用過程中，搬起架與臂架的角度始終為100°；

3）12 m及15 m工況，由3節3 m標準節和1節6 m基本節，臂架工作角度區間為18°～60°，設計吊重10 t；

4）臂架根部與鐵塔連接點耳板的中心距為2～4m；

5）臂架根部與拉索同鐵塔的連接點耳板的距離為3.5～5.3 m；

6）輔助臂架總重量1.8 t；

7）臂架拉索為鋼絲繩，D28mm，破斷拉力為547 kN，搬起架拉索為拉板，高強度鋼板T16。

圖1 高強輔助臂架結構

2.2 高強輔助臂架配置方案

高強輔助臂架有15 m、12 m兩種工況配置，配置方案見表3。

表3 高強輔助臂架配置方案

2.3 高強輔助臂架性能曲線

15 m、12 m臂架起重性能曲線如圖2、圖3所示。

圖2 15 m臂架起重性能曲線

圖3 12m臂架起重性能曲線

3 高強輔助臂架吊裝方案

輔助臂架吊裝曲臂外側橫擔應在主抱桿吊裝完成曲臂上方及中間橫擔后進行，采用整體吊裝方式。先將輔助臂架在地面組裝完成，再吊裝、翻轉、固定輔助臂架于曲臂上方橫擔上頂部，利用輔助臂架整體吊裝曲臂外側橫擔，吊裝完成后用主抱桿將輔助臂架拆卸，最后拆卸主抱桿，完成鐵塔輔件安裝及緊固工作。

3.1 輔助臂架吊裝工藝流程

輔助臂架吊裝工藝流程如圖4所示。

圖4 輔助臂架吊裝工藝流程

3.2 輔助臂架組裝

輔助臂架在地面進行組裝，組裝前應按圖紙明確曲臂外側橫擔的重量及尺寸，確定輔助臂架前臂架與水平夾角，計算出后臂架與鐵塔連接的鋼索長度。組裝時前臂架根部與底座只穿入一根螺栓連接。

采用D15 mm鋼絲繩組成的2-2滑輪組，一端定滑輪固定在輔助臂架上隨抱桿一起吊裝。吊裝前需將滑輪組臨時固定在抱桿上并留足夠長的余繩保證起吊過程中不發生絞線或余繩繃緊受力。

提升輔助臂架的起吊繩采用D15 mm鋼絲繩，一端與抱桿根部連接，另一端繞過塔上定滑輪與機動絞磨連接，在前臂架和后臂架末端各固定一根控制繩方便在抱桿提升過程中的姿態控制。

3.3 輔助臂架吊裝

輔助臂架的提升。先啟動絞磨將輔助臂架底座起吊安裝在施工掛孔上。然后，將鋼絲繩一端固定在前臂架距支點0.5 m處，另一端繞過定滑輪連接機動絞磨。啟動絞磨使輔助臂架緩慢上升，調整控制繩（以不相碰為原則），使輔助臂架后臂架保持遠離塔身側，控制繩應隨輔助臂架上升緩慢放松。當輔助臂架提升至能就位安裝時，即停止牽引，用控制繩調整接頭位置，將銷軸連接固定后，回松絞磨，位置有偏差時可擺動控制繩調整位置。將起吊索具繞過橫擔上頂面與后臂架活動端連接，作為臂架翻轉的牽引繩，在翻轉臂架前將所有螺栓擰緊，如圖5所示。

圖5 輔助臂架提升示意圖

輔助臂架的翻轉、調整及固定。啟動絞磨，使臂架隨牽引繩的收緊而繞軸翻轉，當翻轉至前臂架根部與底座螺孔重合時停止牽引，穿入螺栓并緊固后再繼續牽引翻轉。當輔助臂架達到要求角度時，可將臂架后臂架上的鋼索采用銷軸方式直接固定在曲臂施工用掛孔上，鋼索末端采用聯板連接，通過增加或減少聯板可調整臂架角度達到吊裝的最佳角度，如圖6所示。

圖6 輔助臂架翻轉示意圖

3.4 曲臂外橫擔吊裝

由于酒杯塔橫擔太長，對于總重在10 t以內曲臂外側橫擔采用整體吊裝方案，對總重在10 t以上曲臂外側橫擔采用分段吊裝方案，對吊裝長度小于15 m曲臂外側橫擔可將前臂架去掉標準節，使其長度變為12 m，通過調整輔助臂架起吊幅度進行整體吊裝。起吊前，須將輔助臂架角度調整到合適位置。因分段吊裝工藝流程與整體吊裝類似，以下方案以整體吊裝為例。

根據臂架承載能力、橫擔重量，采取如下吊裝方案。邊橫擔頭部與地線支架采取一起整體吊裝方式，吊裝時曲臂外橫擔靠塔身側可稍向上翹，當橫擔下面兩邊接頭位置用尖扳手對孔各穿入一顆螺栓后，再慢抬橫擔將上面兩邊接頭位置由尖扳手對孔，穿入螺栓，然后將接頭處所有螺栓全部上好并緊固。

邊橫擔及地線支架吊裝布置如圖7所示。

Crank Arm Hoisting Technique for Steel Towers in the UHV Transmission Line

In order to solve the construction difficulties in the 1 000 kV UHV cup-type steel tower crank arm hoisting，we made studies on the cup-type steel towers in the Zhejiang-Fuzhou UHV Transmission Line Project.These towers have the long and heavy crank arm which is far from the center of the towers，and high tensile steel with good stability is used for the fabrication of the innovatively designed high strength auxiliary frame which is applied to the integral hoisting of the lateral crank arm.The detailed analysis of the integral hoisting process was provided in this paper.

auxiliary frame；cup-type steel tower；crank arm；hoisting

TM754

：B

：1007－9904（2014）04－0063－03