輸電線路鋼管塔的研制與應(yīng)用

韓元兵（廣東省輸變電工程公司，廣州　510160）

輸電線路鋼管塔的研制與應(yīng)用

韓元兵
（廣東省輸變電工程公司，廣州510160）

本論文主要探討了關(guān)于輸電線路鋼鐵塔的研制所采用的主要科學(xué)技術(shù)的內(nèi)容，以及研制其的關(guān)鍵技術(shù)。討論了高壓電鋼鐵塔在如今我國的應(yīng)用現(xiàn)狀，了解到其在我國電網(wǎng)建設(shè)中將發(fā)揮越來越重要的作用，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

輸電線路；鋼管塔；技術(shù)；應(yīng)用

1　引言

如今我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，國內(nèi)各地城市建設(shè)不僅注重美觀，節(jié)約土地資源并且應(yīng)響應(yīng)國家能源資源可持續(xù)發(fā)展的號召。目前關(guān)于對城市內(nèi)的高壓輸電線路建設(shè)，遇到了諸多問題，如其所占用道路方向影響到城市當(dāng)?shù)氐慕ㄔO(shè)規(guī)劃，回路復(fù)雜，占有較多土地資源，普通的角鋼塔已經(jīng)無法滿足要求等不合理因素，而且所用到的電纜價值昂貴。所以當(dāng)前急需使用建造適合城市市區(qū)的高壓輸電鋼管塔。

2　高壓鋼管塔的研制

2.1采用的具體技術(shù)內(nèi)容

本次設(shè)計中，新型雙回路耐張鋼管桿GSJ451采用四桿設(shè)計，主裁采用正12邊形斷面，管徑為Φ0.5m-0.8m，最大壁厚16mm；雙回路直線鋼管桿GSZ451為雙桿設(shè)計，主材采用橢圓性斷面，管徑正面Φ0.5m～1.0m、側(cè)面Φ0.65m～2.15m、最大壁厚20mm；整基重量達(dá)105T～133T，單件主材最大重量近8T。

本次設(shè)計，通過多次評估和討論，最終確認(rèn)采用“多噸位吊車配合組立”的施工方案進(jìn)行新型鋼管桿塔的組立施工。（1）吊車的選擇和配合。1）在項目工程開工前，根據(jù)各型鋼管桿塔的單節(jié)重量和吊車的吊重性能，選擇80T和160T二種噸位的吊車配合使用，其中80T吊車最多可以吊裝到35米高度，自35米以上需改用160T吊車吊裝；160T吊車吊裝高度74米、吊裝半徑20米時可以吊重8.1噸，滿足最頂主材4.7T的吊重要求；2）全標(biāo)段共有4基耐張鋼管桿、3基直線鋼管桿，針對這7基鋼管桿共租憑5臺吊車（包括2臺80T吊車和3臺160T吊車），其中三臺160T吊車直接從地面開始吊裝、二臺80T吊車在分別完成2基底部三段主材吊裝后隨即撤離施工現(xiàn)場，繼而使用160T吊車完成第一基整體的吊裝后，接著進(jìn)行80T吊車的后續(xù)吊裝，由此達(dá)到循環(huán)利用，節(jié)約成本；3）在確認(rèn)吊車的型號規(guī)格和使用數(shù)量后，項目部提前與符合資質(zhì)要求的吊車租賃公司溝通和協(xié)商，擇優(yōu)選擇安全品質(zhì)和性價比均較高的吊車租賃公司簽訂租賃協(xié)議，并盡早將所需資料向監(jiān)理單位報審；（2）吊車進(jìn)退場道路和就位場地。1）在確認(rèn)相應(yīng)吊車租賃公司后，還需及早帶吊車司機(jī)等人員察看施工進(jìn)場道路和塔位場地，盡早開展路況調(diào)查，根據(jù)現(xiàn)場按需布置和硬化施工道路及施工場地；2）由于改造線行位于正在施工的規(guī)劃市政道路旁邊，因此在吊車就位后還必須及時進(jìn)行圍蔽警示，確保施工安全順利；（3）吊車現(xiàn)場吊裝施工。1）技術(shù)交底和安全教育：項目部根據(jù)相關(guān)停電施工計劃，積極認(rèn)真地開展施工技術(shù)交流會以及安全進(jìn)場考核等活動，舉辦鋼管塔組立過程中進(jìn)行短小的會議培訓(xùn)和日常行為準(zhǔn)則的宣傳，由此提高各方的配合意識，加大協(xié)作力度；2）現(xiàn)場吊裝施工：先用吊車組立塔腿主材，然后及時補(bǔ)裝輔材；單根主材組裝完成后，應(yīng)隨即安裝并緊固好地腳螺栓（或法蘭盤連接螺栓），必要時還需根據(jù)輔材就位情況設(shè)置臨時拉線。在吊裝過程中，指揮人員與吊車司機(jī)、高空人員的通訊聯(lián)系和配合情況十分重要。吊車司機(jī)需要與指揮人員配合良好，積極果斷服從指揮安排。操作之前先鳴笛，若發(fā)現(xiàn)指揮信號出現(xiàn)問題，司機(jī)可以拒絕執(zhí)行任務(wù)；在工作過程中，司機(jī)對于他人發(fā)出的緊急信號，需立刻停止工作，等安全隱患消除后，才可繼續(xù)工作；3）其他技術(shù)和安全措施準(zhǔn)備：項目部在圖紙會審時提出在法蘭盤下方增加就位腳釘和系安全帶掛孔，并在組立鋼管桿進(jìn)同步安裝防護(hù)軌道，高空人員配備安全自鎖器。

2.2關(guān)鍵技術(shù)

本次設(shè)計，采用80T和160T二種吊車配合組立施工，完成了無前例可循的500kV新型鋼管桿組立施工工程；可在圖紙集體審核時在法蘭盤下方增加就位腳釘和系安全帶掛孔，并在組立鋼管桿進(jìn)同步安裝防護(hù)軌道，高空人員配備安全自鎖器，減少高空安全風(fēng)險確保施工安全。

關(guān)于設(shè)計鋼管塔的基礎(chǔ)要求和符合標(biāo)準(zhǔn)原則的需要，現(xiàn)今進(jìn)行關(guān)于法蘭型式設(shè)計、鋼管風(fēng)洞試驗研究、螺栓扭矩系數(shù)試驗等的探索研究。（1）法蘭型式設(shè)計研究［1］。普通的輸電線路鋼管塔主要利用的材料一般是剛性法蘭，斜部的材料與主要材料是經(jīng)過相互貫穿焊接連成的。而剛性法蘭需要在平板法蘭上焊接多數(shù)加勁肋板，鋼管、法蘭盤以及加勁板皆需要經(jīng)角邊焊接縫隙連接而成，焊縫數(shù)量多達(dá)十幾條，焊接工作量較大，但是存在個更大的問題即無法檢驗其內(nèi)部質(zhì)量；（2）鋼管風(fēng)洞試驗研究［2］。通過使用不相同的桿其末端約束力和不同的長細(xì)來進(jìn)行對比，即為鋼管風(fēng)洞試驗。在此試驗中，對大長細(xì)比鋼管構(gòu)件的微風(fēng)震動特性進(jìn)行對比研究，由此得到了鋼管構(gòu)件起振臨界風(fēng)速的計算方法和取值；（3）螺栓扭矩系數(shù)研究［3］。目前，僅有GB50233 一2005《110—500kV架空送電線路施工及驗收規(guī)范》規(guī)定了4.8級螺栓（直徑為12—24mm）的扭矩值，一般的鋼鐵塔使用的螺栓扭矩值要經(jīng)過實(shí)際施工或是反復(fù)試驗得到一個確定合適的值以此確定其具體值。經(jīng)過多方了解考慮，螺栓自身具有的預(yù)緊施工設(shè)備的能力，以此獲得針對高壓鋼鐵塔使用法蘭連接的扭矩值。

3　輸電線路鋼管塔的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國的輸電線路鋼管塔是于在20世紀(jì)70年代開始興起發(fā)展的。同我國鋼管電視塔建設(shè)同一時期的是1973年開始設(shè)計220KV南京燕子嘰長江大跨越工程，塔高195.5 m，是目前國內(nèi)輸電線鋼管塔應(yīng)用的首批實(shí)踐者。而后，又建設(shè)了220KV黃浦江大跨越，220KV崇明長江大跨越，500KV吳淞口大跨越，±500 kV蕪湖長江大跨越，以及500KV馬鞍山長江大跨越等一批鋼管跨越塔，這些鋼管塔的建成為我國其在輸電線路中的應(yīng)用中打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。而線路鐵塔快速朝著雙回路，四回路等方向的發(fā)展主要是由于我國輸電線路的電壓等級的逐步增加，常規(guī)普通的角鋼塔早已不能滿足其要求，因此鋼管塔的使用發(fā)展更加迅速。

4　結(jié)語

現(xiàn)今，我國社會經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，城市不斷的建設(shè)發(fā)展，各方建設(shè)需滿足資源能源可持續(xù)發(fā)展，關(guān)于在廣東沿海地區(qū)所面臨的大風(fēng)速，回路多，荷載大等問題下，此前常使用的單桿鋼管桿無法負(fù)荷這些問題，所以此類設(shè)計新穎的雙桿，多桿形式的鋼管塔將更加廣泛的應(yīng)用。因此這種新型鋼管桿的組立施工方法將會被借鑒。

［1］吳靜，楊靖波，李清華.特高壓線路鋼管塔帶頸法蘭設(shè)計研究［M］.特高壓交流輸電技術(shù)研究成果專輯（2009年）.北京：中國電力出版社，2011：127-133.

［2］楊靖波.鋼管構(gòu)件風(fēng)洞試驗研究報告［R］.北京：中國電力科學(xué)研究院，2009.

［3］李現(xiàn)兵，聶京凱，馬光等.鐵塔用鍍鋅螺栓扭矩系數(shù)離散性研究［R］.北京：中國電力科學(xué)研究院，2009.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.176

韓元兵（1976-），男，湖北紅安人，中級職稱，研究方向：輸電線路工程。