金屬抱桿試驗方法探討

李志明

摘 要：金屬抱桿是輸變電工程中常用的起重工具器，廣泛用于送電線路施工的桿塔組立。目前常用的金屬抱桿有鋼管抱桿、角鋼抱桿、鋁合金抱桿、鋁鋼組合抱桿等，就使用形式不同可分為落地抱桿、懸浮抱桿、搖臂抱桿、人字抱桿等。抱桿現場試驗是確保其施工安全的重要措施之一。針對抱桿的設計指標，確定了抱桿現場試驗方案。該試驗為抱桿的設計制造和使用提供參考依據。對金屬抱桿軸向壓力試驗方法進行探討，對試驗結果造成影響的因素進行改進，使試驗方法更為科學合理。

在電力行業(yè)標準DL5Q09.2—2004《電力建設安全工作規(guī)程第2部分：架空電力線路》（以下簡稱《安規(guī)》）和DL/875-2004《輸電線路施工機具設計、試驗基本要求》（以下簡稱《基本要求》）中對金屬抱桿的試驗均作了要求，在《安規(guī)》中要求金屬抱桿過載試驗每年要進行一次，試驗負荷為額定載荷的1.25倍，持荷時間為10 min；《基本要求》中則對過載試驗提出了詳細的要求，即抱桿進行1.25倍額定負荷的過載試驗，過載試驗中以中心受壓進行變形測量時，其橫向變形量（撓度）不得超L/600，L為抱桿全長。

雖然《安規(guī)》和《基本要求》都對抱桿試驗給出了要求，在《基本要求》中還提出了平臥式和豎立式兩種場地布置方法，但二者都沒有給出確切的試驗方法，因此施工單位只有根據自身的現場情況編制試驗方案。由于豎立式布置占用場地比較大，需要打臨時拉線，試驗過程中需要的人員、設備較多，操作起來相對麻煩，因此試驗中多采用平臥式布置。該篇就平臥式布置試驗方法進行探討。

1 試驗場地要求和支撐點的選取

平臥式布置要求試驗場地有一塊長度較抱桿長度稍長的平坦場地，這樣在組立時，才不會因此產生較大的初始撓度，在加荷時也不會因此影響撓度的變化。

抱桿試驗中，支撐點的選取是很重要的，如果支撐點選取不當，由于抱桿自重的影晌，抱桿在自由狀態(tài)下的撓度值就可能超過標準要求，并且由于自重產生的初始撓度導致檢測過程中所測得撓度值不準確。

在以往試驗過程中，由于支撐點選取的不合理造成一定的初始撓度值，這個初始撓度值對受力過程中所產生的撓度有很大影響，好比一根筆直的直桿，如果沒有初始撓度，順著軸向方向加力是很難把它壓彎的。一旦有了初始撓度，彎曲起來就容易得多。由于抱桿自重對抱桿自由狀態(tài)初始撓度的影響會使加荷過程中的接度測量不準確，產生較大誤差。而支撐點的合理選取能最大程度減少由于抱桿自熏對初始撓度值的影響。

抱桿支撐點的選擇包括支撐點數量和支撐點位置的選擇，通過多次試驗總結，一般抱桿支撐點數量的選取根據抱桿的長細比確定，對于鋁合金抱桿，長細比小于90的可選擇2點支撐，長細比大于90的可選擇4點支撐；對于鋼抱桿，長細比小于110的可以選擇兩點支撐，長細比木于110的可選擇4點支撐。對于2支撐，支撐點的位置應該選在抱桿的2個1/4重心處或4個1/8重心處（計算時應將抱桿頭、底座以及輔助工具重量計算在內）如圖1。

2 場地布置

抱桿組好后放置到支撐點上，將鋼絲繩繞抱桿穿過，穿繩過程中應避免鋼絲繩纏繞，在鋼絲繩上串聯加力裝置（手扳葫蘆）和測力儀（如圖2）。

非軸向受力對抱桿撓度變化影響是很大的，在穿繩過程中應注意使鋼絲繩和滑車保持對稱，以避免在試驗過程中使抱桿產生非軸向受力，導致試驗結果不準確。

3 加荷與測量

根據抱桿額定軸向負荷計算出過載試驗中的試驗負荷，然后再計算出單根鋼絲繩上的負荷值，即達到試驗負荷時測力計顯示值。以650 mm×650 mm×27000 mm銀合金抱桿為例，抱桿額定軸向負荷為100 kN，則過載試驗負荷為：100×1.25=125 kN；達到試驗負荷時測力計顯示值為：125/4= 31.25 kN。

在抱桿試驗加荷的前后應測量抱桿的撓度值，即自由狀態(tài)下的撓度值和過載試驗狀態(tài)下的撓度值。測量一般采用準繩法，即沿抱桿軸向拉一根準繩，準繩兩端固定在抱桿兩端，根據細繩與抱桿中端的相對位置測出撓度值。

在以前的試驗中認為將準繩從抱桿中心穿過測量直觀，但是目前許多抱桿橫斷面加斜撐，導致無法穿過準繩，因此試驗中逐漸總結將準繩由抱桿中央轉換至抱桿外，通過—定的計算一樣可以準確的測量出抱桿的撓度值。操作與計算方法如下：

根據抱桿梢段截面寬度a和中段截面寬度b確定一數值c，使c>b/2，確定準繩位置。

4 結語

（1）支撐點的準確選取避免了由于抱桿自重對初始撓度的影響，以及在試驗負荷下撓度測量帶來的誤差。

（2）合理的穿繩連接，避免了抱桿的非軸向不合理受力，使試驗結果更加科學真實。

（3）撓度測量方法準繩平移方法較以往中心線測量更具普適性，操作方便，測量更準確。

參考文獻

[1] DL/T 875—2004.輸電線路施工機具設計、試驗基本要求[S].

[2] DL 5009.2—2004.電力建設安全工作規(guī)程第2部分：架空電力線路[S].endprint