雙臂液壓推進式跨越架的研發

薛 棟，于天剛

(上海送變電工程公司，上海 200235)

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雙臂液壓推進式跨越架的研發

薛 棟，于天剛

(上海送變電工程公司，上海 200235)

目前常用的放線跨越障礙物的方式，是采用由一般跨越架架體、承力繩、防護桿或防護網組成的跨越架系統，其跑線斷線事故狀態下承載能力有限。為提高跨越架的承載能力，介紹了在研制的格構式跨越架的基礎上，研發的雙軌推進式跨越架硬封網系統，闡述了雙軌導軌推進式跨越架實現的功能、工作原理及工程實際應用。

放線跨越施工；抱桿自立式跨越架；雙軌推進式

隨著電網建設的發展，為適應線路走廊內的被跨越物如高鐵、高速公路、高壓線路等越來越復雜的情況，需要更牢固的跨越施工方法。采用組塔抱桿節組成的格構式跨越架，具有穩定性強、拉線依賴度低、抗斷線能力強、機械化施工程度高、速度快，綜合成本低等特點。在此基礎上研發硬封網系統，即通過旋轉或水平推進等方式，將一定寬度和強度的硬質或軟硬結合的防護裝置，覆蓋到兩個跨越架之間的被跨越物上方，解決目前防護裝置寬度及強度不足的問題。

1 確定使用工況

(1)跨越架高度：考慮跨越高壓線需要60 m高；

(2)跨越架間距離：考慮跨越高鐵需要60 m寬；

(3)跨越網寬度：一般跨越需要9 m寬；

(4)防護系統：為提高承載力并減少風載，采用格構式鋁合金結構做防護桿，與承載橫梁采用扣接滑動方式，在保護范圍上方按照6 m間距布置，防護網采用全迪尼瑪繩制作，跨越高鐵時防護網增加密目網；

(5)橫梁承載力：每側不低于2 t；

(6)防護桿承載力：每根中間受力不低于1 t；

(7)在成功應用的基礎上研究承載力及保護寬度性能的提升。

2 確定可行性方案

新型跨越架系統由兩側格構式跨越架架體和頂部硬封網系統兩部分組成。

兩側格構式跨越架采用抱桿標準節、連接件及拉線、底座等組成。格構式跨越架+迪尼瑪承力繩+防護桿的應用組合，近幾年上海送變電工程公司多次應用于跨越高架公路和高區鐵路中，高度均在30 m左右，有成熟的經驗和設備。

頂部硬封網系統需要研制，重點需考慮與兩側跨越架結合牢固，承載能力強，減少散件，便于運輸、倉儲和施工等。擬定了雙臂液壓推進式、單臂旋轉式、雙臂旋轉式、雙伸縮桿式、雙機械臂式、自升式跨越車式等六種可行性較高的硬封網系統方案，對每種方案進行了詳細的設計，分別請對應專業單位進行了初步設計和計算，對每種方案的可行性、優缺點、造價、加工周期等進行了仔細分析，經多方比較及評審，確定雙臂導軌推進式跨越架硬封網系統為實施方案。

方案重點首先對主橫梁臂受力進行分析，發現安裝過程中的最大受力工況發生在橫梁推進到最遠端，接近對側承載跨越架頂部時，受力情況如圖1所示。據此確定橫梁、支撐點的強度，并需要采取頂升措施解決前端下垂問題，同時基本確定了安裝平臺的相關參數。

圖1 橫梁推進到遠端的應力云圖

用于放線施工保護時結構穩定，考慮故障狀態一般單臂受到2 t沖擊載荷時需不破壞并有一定的安全系數，受力情況如圖2所示。

圖2 橫梁在故障狀態下的應力云圖

據這兩種工況最大受力確定橫梁設計強度，綜合考慮防護桿連接及行進方式、構件重量等因素、比較了矩形、正三角、倒三角形的截面，選取了最合適的倒三角截面形式，并進行配套的安裝平臺、各種橫梁支架，推進頂升系統的詳細設計，做到滿足橫梁穩定、推進回收方便的前提下，構件盡量簡潔。

在主要功能構件確定后，再進行配套功能設計及優化，包括增加鎖緊裝置、行程限位開關、油缸快速推進方式，安全防護設施等。為便于安裝和運輸，構件設計為分段焊接、現場對接的方式。

綜合受力、重量、施工、性價比及觀感等要求，防護桿采用LY12硬質鋁合金300×300 mm2格構式結構，按3 m分節，節間螺栓連接。防護桿與吊臂采用小車連接，牽引繩采用平臺上卷繩裝置牽引及轉向地面牽引兩種方式。迪尼瑪防護網采用6×8 m矩形結構，網綱10 mm，網線4 mm，網眼20×20 cm，采用特殊方式鉤掛在小車掛鉤上。雙臂液壓推進式跨越架硬封網系統經設計優化，命名為STK60，加工組裝(見圖3)后進行了性能試驗、靜載試驗、動載試驗，達到了預想的抗載能力。

圖3 雙臂液壓推進式跨越架硬封網系統的組裝

3 雙臂液壓推進式跨越架實現的功能及工作原理

3.1 跨越架的組成

STK60雙臂液壓推進式跨越架包括兩側格構式跨越架架體和頂部硬封網系統。硬封網系統由架體、橫梁跨越機構、防護網系統及安全裝置四個模塊組成，如圖4所示。

圖4 雙臂液壓推進式跨越架結構及組成

圖5為根據設計圖制作的效果圖。

圖5 雙臂液壓推進式跨越架效果總圖

3.2 跨越架主要性能參數

最大跨距：60 m

上部雙臂液壓推進式硬封網系統重量：45 t

防護網單網尺寸：8×6 m

鋁合金防護桿尺寸：300×300×9 000 mm

水平頂推速度：1 100 mm/min

水平回收速度：2 330 mm/min

跨越架設計風速：工作狀態10.8 m/s，非工作狀態28.4 m/s

3.3 裝配示意圖

雙臂液壓推進式跨越架彈封網系統裝配圖如圖6所示。

1——就位門架；2——就位平臺；3——導向門架；4——推進油缸系統；5——連接標準節；6——橫梁；7——承重平臺；8——承重門架；9——小車；10——頂升油缸系統；11——頂升平臺；12——對接門架；13——作業平臺；14——鎖緊裝置；15——鋁合金抱桿；16——迪尼瑪防護網圖6 雙臂液壓推進式跨越架硬封網系統裝配圖

3.4 安裝步驟

安裝時先進行地基處理，保證推進側地面與對接側地面等高或略高。按照裝配圖，用吊車從下往上搭建格構式跨越架主體，再安裝頂部硬封網系統的各類平臺、護欄、門架、推進系統等。

完成后吊裝橫梁臂，先吊裝4節橫梁臂至導向門架及承重門架上，調整間隙，鎖緊，并連接推進系統。再吊裝單節橫梁臂到就位門架上，調節就位后與橫梁連接，松開鎖緊裝置，通過液壓系統將橫梁水平推進，到達行程開關位置自動停止。拆下推桿后縮回活塞桿，至另一行程開關自動停止,進行下一節橫梁臂安裝，60 m跨距橫梁臂總長達到72 m，前端帶操作繩送出。

當橫梁臂推進到對側頂升平臺時，啟動頂升油缸系統上行，使橫梁臂保持水平，推進到就位門架前安裝防護桿小車，再推進至就位門架鎖定。

兩根橫梁臂可同時安裝到位，到位后敷設防護網。將六根9 m長鋁合金防護桿依次吊裝至操作平臺，兩端抱箍與小車連接，將迪尼瑪防護網安裝在防護桿掛鉤上。推進平臺側通過卷繩裝置同步牽引防護桿，操作平臺處用卷繩裝置依次帶張力釋放，防護網到位后兩側鎖定。檢查符合要求后進行放線。

不同高度的跨越承受的風載不同，對兩側的格構式跨越架支撐體，我們按照施工時10 m/s，極端天氣28 m/s風速做了多種典型設計配合使用，主要是自立式、拉線式無底座跨越架，及自立式、拉線式有底座的跨越架方式。并制定了操作規程及極端天氣的安全措施，做到最優配合的系列化方案指導安全施工。

3.5 主要特點和創新點

硬質橫梁代替傳統繩索封網保護被跨越物；

采用推進式橫梁安裝方式，相對于旋轉式橫梁，可減少施工占用空間，可減少單件吊裝重量；

采用雙臂形式，結構牢固，抗載能力強；

采用倒三角橫梁，結構輕巧，下弦桿H型小車，更輕更易安裝；

采用導向支撐平臺和就位支撐平臺，縮小了橫梁的實際跨距；

采用了高空操作平臺及欄桿，提高了施工人員安全保障；

支撐平臺采用焊接件形式便于組裝和運輸，減少拼裝工作量；

采用關鍵處設門架控制橫梁位置，最大限度減輕支承結構質量；

采用頂升機構實現調平對接；

小車采用抱箍形式適用于不同橫梁間距下與鋁合金抱桿連接；

采用行程開關以確保施工安全。

針對不同施工工況，兩側格構式跨越架設計了最優的系列化配套方案。

4 現場應用

淮上線特高壓同塔220 kV線路工程#88～#89檔內，需要不停電跨越110 kV青盛1184線28號～29號，跨越點地線高24 m，導線線寬3.5 m。采用本跨越架方案配合，方案設計斷面圖見圖7。架體采用內拉線，總高26.6 m，正面寬度10.8 m，側面寬度(含頂部三角平臺)25.2 m，跨越點2側兩個架體共包含900抱桿2 m標準節129節、3 m標準節105節、4 m標準節21節、3 m非標準節16節，多功能六通連接件48個、總重約165 t。兩跨越架架體間距27 m，其中小號側為受力主梁推進側、大號側為主梁接收側。封網采用4根格構式鋁合金防護桿結合3張6×8 m絕緣網進行。

圖7 跨越點跨越架布置斷面示意圖(單位：mm)

兩側格構式跨越架施工用時2個工作日，頂部雙軌推進式跨越架用時2個工作日，搭設完成的跨越架見圖8。

圖8 搭設完成的跨越架

5 結語

本次研制的雙臂液壓推進式跨越架是一種施工方法的創新，適用于大型重要跨越。本跨越架采用抱桿自立式跨越架及雙軌推進式硬封網裝置，整體結構自穩定性及承載能力強，能真正承載一牽多跑線本檔斷線載荷，提高了導、地線跨越施工的安全性，其性能無可比擬。并且因采用機械化快速組裝，可反復使用，綜合使用成本低，值得推廣應用。

雙臂液壓推進式跨越架將在線路跨越施工使用中不斷優化完善成熟，希望用于跨越高鐵施工時能夠改變目前必須凌晨高鐵停運窗口期內施工的現狀，尤其是目前高鐵增加“紅眼”班次后將嚴重擠壓跨越施工時間甚至一個窗口期內不能開展跨越施工的情況下，能夠取得高鐵部門同意跨越高鐵夜間封網，白天放線的突破，同時減少放線周期長對高鐵帶來的安全隱患。

[1] 李慶林.架空送電線路施工手冊[M].北京：中國電力出版社.

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

[3] DL/T 5009.2—2013，電力建設安全工作規程 第2部分：電力線路[S].

[4] DL/T 5106—1999，跨越電力線路架線施工規程[S].

(本文編輯：楊林青)

Development of Dual-Propelled Crossing Structure

XUE Dong, YU Tian-gang

(Shanghai Electric Power Transmission & Transformation Engineering Company, Shanghai 200235, China)

Line crossing obstacles at present are usually the crossing structure system formed by the crossing frame, bearing rope, protection rod or net, whose load-bearing capacity is limited in the event of line break accidents. In order to improve its bearing capacity, this paper introduces the dual-propelled hard block system of the crossing structure developed on the basis of lattice crossing frame. It expounds the performance, working principle and practical application of the dual-propelled crossing structure.

line crossing construction; derrick free-standing crossing structure; dual-propelled

10.11973/dlyny201605029

薛 棟(1966)，男，工程師，副總經濟，從事輸電線路施工技術和管理工作。

TM753

B

2095-1256(2016)05-0655-04

2016-08-06