人字輔助抱桿配合中心懸浮主抱桿吊裝1 000 kV酒杯塔橫擔施工技術的研究

程利軍，劉憲敏

(湖北省送變電工程公司，湖北 武漢 430063)

人字輔助抱桿配合中心懸浮主抱桿吊裝1 000 kV酒杯塔橫擔施工技術的研究

程利軍，劉憲敏

(湖北省送變電工程公司，湖北 武漢 430063)

針對特高壓輸電線路架設施工中，酒杯型鐵塔的橫擔和地線支架至鐵塔中心水平距離較遠，單獨采用中心懸浮主抱桿無法完成吊裝這一問題，提出了人字輔助抱桿配合主抱桿吊裝組塔的施工方案。通過計算主要索具受力大小，確定施工器具的規格型號，并實施吊裝作業。工程實踐證明：該方案增加了主抱桿的有效吊裝高度，不僅解決了超長、超重橫擔的吊裝問題，而且能充分發揮內懸浮抱桿組塔方便、靈活的優勢，可為后續工程建設提供技術準備。

特高壓；人字輔助抱桿；酒杯塔；橫擔；吊裝

0 引言

目前，國內外輸電線路鐵塔組立（包括跨越高塔、鋼管塔）通常采用分解組立的方式[1-2]。具體方法有內懸浮（內）外拉線抱桿分解組塔、塔式雙平臂旋轉抱桿分解組塔、內懸浮雙搖臂旋轉抱桿分解組塔、落地式搖臂抱桿分解組塔等[3-6]。

浙北-福州1 000 kV特高壓交流輸變電工程線路工程第4標段主要采用內懸浮外拉線組塔方案。該標段單回路酒杯塔塔頭的重量為35.88～57.62 t，塔頭高32.1～33.6 m，寬49.8～57.8 m。由于酒杯塔橫擔長、重量大，無法單獨采用中心懸浮主抱桿完成吊裝，需配合使用人字輔助抱桿吊裝鐵塔的地線支架和橫擔[7-9]。

1 橫擔吊裝方案制定

單回路酒杯塔橫擔及地線支架分段如圖1所示，各塔型分段吊裝參數統計見表1。

圖1 單回路酒杯塔橫擔及地線支架分段圖Fig.1 The segmentation for the cross arm and the earth wire support of a single-circuit cup-type tower

結合現場地形情況，考慮到表1中地線支架外端距塔身的水平距離過長（24.9～28.9 m），而且吊重也較重（最大吊重4.5 t）。因此，采用人字輔助抱桿配合內懸浮主抱桿吊裝地線支架及橫擔，擬定吊裝方案如圖2所示。

圖2 單回路酒杯塔橫擔及地線支架吊裝示意圖Fig.2 The diagram of installing the cross arm and the earth wire support of a single-circuit cup-type tower

表1 單回路酒杯塔各塔型分段吊裝參數統計Tab.1 The hoisting parameters summary for various models of a single-circuit cup-type tower

2 主要索具靜力計算

以組合吊裝ZBC271514型酒杯塔的①段地線支架和④-2段中橫擔為例，計算吊裝過程中主要索具靜力。

2.1 控制繩靜張力及起吊繩合力

起吊滑車組垂偏角 β取5°，控制繩對地夾角ω取45°，受力分析如圖3所示。

根據受力分析圖可得

式中：F為控制繩靜張力；T 為起吊繩合力；G=13+17.7=30.7 kN為①段地線支架和④-2段中橫

圖3 控制繩及起吊繩受力分析圖Fig.3 The force diagram of the controlling wire rope and the hoisting wire rope

選用三繩滑車組，則n=3，取滑車組工作效率η=0.96，計算可得T0=12.72 kN。

2.2 人字輔助抱桿受力分析

人字輔助抱桿垂偏角δ取32.68°，輔助抱桿拉線對地夾角φ取21°，受力分析如圖4所示。

擔總吊重。計算得F=4.16 kN，T=33.77 kN。

單根起吊繩受力為

圖4 人字輔助抱桿受力分析圖Fig.4 The force diagram of the auxiliary herringbone holding pole

根據受力分析圖可得

式中：T1為輔助抱桿拉線合力；N0為輔助抱桿綜合受力。計算得T1=21.08 kN，N0=31.00 kN。

考慮人字輔助抱桿的不平衡系數，則抱桿的軸向力為

式中：κ為人字抱桿夾角的1/2，取5.74°。計算得Na=Nb=20.25 kN。

2.3 主抱桿拉線合力及軸向壓力

中心懸浮主抱桿垂偏角α取10°。單根落地拉線對地夾角γ0取45°，則主抱桿拉線合力線對地夾角約為。受力分析如圖5所示。

根據受力分析圖可得

式中：Ph為主抱桿拉線合力；N為主抱桿軸向壓力。計算可得Ph=48.49 kN，N=47.88 kN。

圖5 主抱桿受力分析圖Fig.5 The force diagram of the main gin pole

3 主要工器具的配置

依據主要索具靜力計算結果，計及吊裝過程中因沖擊、震動及荷載分配不均衡而導致受力增大的影響[10-11]，選擇主要工器具的強度與型號。

3.1 人字輔助抱桿參數

抱桿單根最大允許中心受壓為235 kN；組裝高度為3 m(下)+4 m+3 m(上)=10 m；連接形式為外法蘭；大端截面為300 mm×300 mm；小端截面為160 mm×160 mm；材質為Q235；起吊負荷為60 kN；抱桿總重約800 kg.

3.2 主抱桿參數

中心受壓允許負荷為318 kN;組裝高度為2 m (下)+2 m(直)×22+2 m(上)=48 m;連接形式為內法蘭;標準節截面為900 mm×900 mm;小端截面為400 mm×400 mm;材質為Q345;起吊負荷為70 kN;抱桿總質量約5 t。

3.3 主要施工器具規格參數

吊裝1 000 kV特高壓線路單回路酒杯塔的地線支架與橫擔，選擇主要施工器具規格如表2所示。

表2 單回路酒杯塔橫擔吊裝主要施工器具表Tab.2 The main auxiliary tools used for hoisting the cross arm of a single-circuit cup-type tower

4 人字輔助抱桿的安裝

將人字抱桿于地面組裝完畢，抱桿附件及滑輪組鋼絲繩等安裝就位，螺栓緊固到位。連接人字抱桿底座與鐵塔上的輔助抱桿支撐孔（見圖1中F），并可靠固定。

調整主抱桿向待安裝人字抱桿側傾斜，直至主抱桿頭與輔助抱桿座腳之間水平距離約2 m，主抱桿作為起吊點將人字輔助抱桿吊裝至橫擔。

擺正人字輔助抱桿角度，連接鉸鏈與鐵塔橫擔上的抱桿底座。通過人字輔助抱桿起吊滑輪組，使抱桿頭部向外側移動，起吊系統受力后，放松主抱桿牽引繩，使人字抱桿繼續向外傾斜，直至滿足起吊距離要求。

主抱桿反向起吊系統固定在橫擔另一端，回調主抱桿（另一起吊繩同時放松）；觀察人字抱桿傾斜角是否符合要求。不符合，需再次調整；符合則將主抱桿牽引繩固定牢固。

為防止人字抱桿反向傾倒，于鐵塔外側在抱桿頭部用Φ11 mm鋼絲繩設置防反傾拉線。

5 吊裝地線支架及橫擔

組合段吊裝采用雙V字型套四點整體起吊方式，人字輔助抱桿向吊件方向傾斜約5.4 m，起吊繩為Ⅱ-Ⅰ三繩滑輪組，磨繩采用Φ13 mm鋼絲繩，如圖6所示。

圖6 ①段及④-2段組合吊裝施工圖Fig.6 The working drawings for hoisting the part①and the part④-2

邊導線橫擔②段采用雙V字型套四點整體起吊方式，上斜面的拉花鐵暫不安裝，待就位組裝完畢后補裝。起吊繩為Ⅰ-Ⅰ二繩滑輪組，磨繩采用Φ13 mm鋼絲繩，如圖7所示。

圖7 ②段邊橫擔吊裝施工圖Fig.7 The working drawings for hoisting the side cross arm of part②

6 結語

工程實踐證明：人字輔助抱桿配合中心懸浮主抱桿分解組塔增加了抱桿的有效吊裝高度，成功地解決了浙福1 000 kV交流輸變電工程酒杯塔組塔施工中，抱桿高度不夠、長細比過大及大截面抱桿運輸困難等問題，完成了鐵塔組立施工的質量目標和安全要求，為1 000 kV交流輸電線路施工積累了豐富的實踐經驗，為后續工程建設提供了充分的技術儲備。

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Research on the Cross Arm Hoisting Technology of a 1 000 kV Cup-type Tower Using a Suspended Main Gin Pole Coupled with a Herringbone Pole

CHENG Lijun，LIU Xianmin
(Hubei Electric Transmission&Distribution Engineering Company,Wuhan Hubei 430063,China)

During the process of UHV transmission line construction,it is infeasible to install the cross arm and of a cup-type tower and the earth wire peak only by the aid of a suspended main gin pole because of their long horizontal distance to the center of the tower and heavy deadweight.In order to solve this problem,a construction scheme using a suspended main gin pole coupled with a herringbone pole was is proposed in this paper.After confirming the specification of appliances by based on the force analysis of major rigging,the construction scheme was is implemented.Engineer?ing practice has proved that by performing this scheme the valid hoisting height of main gin pole is increased.The scheme solves the problems of hoisting a overlength and overweight cross arm as well as gives full play to the convenient and flexible advantages of inside suspension pole,and last but not least,it provides sufficient technical preparation for further construction works.

ultra-high voltage；auxiliary herringbone holding poles；cup-type tower；cross arm；hoisting

TM754

A

1006-3986(2016)07-0000-0029-05

10.19308/j.hep.2016.07.007

2016-06-05

程利軍（1964），男，湖北黃梅人，工程師。