輸電線路施工用跨越吊裝一體機的研發(fā)和應用

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司徐州供電分公司 高 歌 劉 蕾 周大炎

1 跨越吊裝一體機研發(fā)的需求

高壓輸電線路施工時需跨越如鐵路、公路、高壓和通訊線路等重要設施，需有跨越保護設施來在施工期內(nèi)保護它們，涉及面廣，可靠性和安全性要求高[1]。目前采用跨越架形式有采用毛竹、杉木桿或鋼管腳手架搭設的跨越架、在被跨越物兩側(cè)建成橋墩并在橫跨跨越物上鋪設鋼性橋梁的橋式跨越架、在被跨越物兩側(cè)的鐵塔上利用高強度絕緣繩索作為承力繩索鋪設相應的保護索道的索道式跨越架、在被跨越物兩側(cè)組立專門的跨越鐵塔并在兩基跨越塔之間架設封頂網(wǎng)的跨越塔架等，均存在搭設工作量大、花費時間長、施工費用高等問題。

隨著城鎮(zhèn)化和電網(wǎng)建設的發(fā)展跨越數(shù)量持續(xù)增加，跨越越來越復雜，需要機械化程度高、機動性更好、施工效率更高、可靠性和安全性更高的跨越施工機具和方法。本文提出一種新型跨越吊裝一體機，以按照實際跨越工況設計的吊車為載體，既可作為吊車使用也可快速展開成為跨越架，一機多用，滿足城鄉(xiāng)環(huán)境下220kV 及以下輸電線路架線跨越施工要求[2]。

2 跨越吊裝一體機的結(jié)構(gòu)

所研發(fā)的跨越吊裝一體機集吊裝和跨越架功能為一體，在工程吊車的基礎上進行了以下改進，如圖1：吊車吊臂頂端安裝跨越架平臺，用于對牽引繩、導地線等支撐，包括支撐立柱、支撐桿、支撐托架、羊角梁、羊角滾輪、支撐滾輪等；跨越架平臺設有安裝滑車、承托繩、封頂網(wǎng)的掛孔，可安裝吊籃，作業(yè)人員對滑車、承托繩、封頂網(wǎng)等的操作；使用越野型底盤和四輪驅(qū)動、四輪轉(zhuǎn)向機械行走機構(gòu)，具有自行走功能，能經(jīng)過各種等級公路快速行駛至施工現(xiàn)場，同時保證適應河網(wǎng)泥沼、山區(qū)丘陵、農(nóng)村田間等各種施工現(xiàn)場地形條件。

圖1 跨越吊裝一體機簡圖

支撐跨越架平臺的支承吊臂采用5節(jié)主臂，采用U 型多棱橫截面的筒形焊接結(jié)構(gòu)，單缸繩排伸縮機構(gòu)能保證主臂長度在8.2～28.5m 內(nèi)變化，由液壓馬達驅(qū)動，內(nèi)置式行星齒輪減速機和常閉式制動器，抗纏繞鋼絲繩。設有壓繩器，防止卷揚亂繩。變幅機構(gòu)采用單支前置液壓變幅油缸，變幅速度-1～90°；設有平衡閥和液壓鎖，防止沉降和爬行。吊鉤升降采用卷揚機。支承吊臂安裝在回轉(zhuǎn)支承上，內(nèi)齒直徑800mm，由回轉(zhuǎn)馬達驅(qū)動，設有行星齒輪減速機和常閉式制動器，可無級調(diào)速，回轉(zhuǎn)速度0～3r/min。

跨越架平臺中，支撐立柱和吊車吊臂通過銷軸連接，通過支撐桿將支撐托架展開形成橫梁托架，用來支撐牽引繩、導地線；兩邊設有羊角梁，防止導地線從兩側(cè)滑出；和導地線可能的接觸面上設有尼龍材料的羊角滾輪和支撐滾輪，降低摩擦系數(shù)并避免對導地線造成損傷。跨越架平臺上設置有封網(wǎng)掛孔用來安裝封網(wǎng)掛點滑車；設有安裝升降吊籃的掛孔，可供作業(yè)人員上下進行封網(wǎng)收網(wǎng)操作[3]。

跨越架平臺結(jié)構(gòu)允許荷載10kN；滿足4分裂LGJ630/45及以下線路的架設。主要受力部件采用Q345B 厚6mm 板鋼板，滿足結(jié)構(gòu)強度要求；羊角梁、升降吊籃等輔助性部件采用鋁合金材料，以降低整體重量。為保證跨越吊裝一體機在進行跨越和吊裝作業(yè)時的穩(wěn)定性，采用跨距為5×5.4米的H 型支腿，它調(diào)平快速且便捷。每個支腿各自受液壓驅(qū)動，支腿加裝液壓鎖，在支腿支撐力產(chǎn)生變化過程中不會出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，對地面適應能力強。

吊裝一體機底盤的作用是支承、安裝發(fā)動機及各部件、總成并接受發(fā)動機的動力。底盤采用TAZ5180J/02型底盤成熟的汽車起重機底盤機構(gòu)，前軸橋荷6000kg、后軸橋荷8000kg，并在原有基礎上增加機械式四輪驅(qū)動四輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)，保證具有較高的越野性能和較小的轉(zhuǎn)彎半徑，能夠滿足多種地形復雜道路的通過性和狹小施工場地的實用性。

經(jīng)過型式試驗，跨越吊裝一體機主要性能和參數(shù)為：跨越架平臺的支撐托架寬度為6米，最大托舉重量1000kg，最大托舉高度28米；吊裝臂360度回轉(zhuǎn)，伸出最長28米，最大額定總起重量參數(shù)8噸，吊臂伸長最長時最小起重量2噸：跨越吊裝一體機最高行駛速度50km/h，轉(zhuǎn)彎半徑小于8米；整車行駛時總長12米，總寬2.4米，總高3米；總重13噸，總功率70kW。

3 跨越吊裝一體機的應用

跨越吊裝一體機用作起重機進行吊裝作業(yè)時可拆除跨越架平臺，按照汽車起重機的規(guī)范進行操作。跨越吊裝一體機用于跨越支撐作業(yè)時按照以下步驟開展作業(yè)（圖2）：根據(jù)輸電線路位置和被跨越物位置選定跨越吊裝一體機位置，跨越吊裝一體機就位；在四周設置地錨和鋼絲繩拉線，拉線另外一端安裝在越吊裝一體機的主臂或跨越平臺的橫梁上；將跨越吊裝一體機四支腿伸出，支腿油缸伸出，吊裝平臺調(diào)整水平；根據(jù)架線的具體位置，設定跨越吊裝一體機吊臂的方位角、俯仰角和吊臂高度，確保跨越平臺橫梁的位置；緊固地錨上的鋼絲繩拉線；檢查確認安全保障吊車和跨越吊裝一體機的各種安全措施后，跨越吊裝一體機即可用于跨越架線作業(yè)。

圖2 跨越吊裝一體機跨越架架設示意圖

拉線是架體結(jié)構(gòu)的重要組成部分，拉線在幾個不同的方向、不同高度上支持吊臂和跨越架，以保證跨越作業(yè)時架體的穩(wěn)定。根據(jù)跨越架高度的不同，可在跨越吊裝一體機跨越架平臺的支撐立柱和吊車主吊臂上四面對角設置2層拉線，提升其抗傾覆能力。

現(xiàn)場施工應用結(jié)果表明跨越吊裝一體機具有以下優(yōu)勢：跨越吊裝一體機具有良好的機動性和地形適應性，適合現(xiàn)場施工條件；跨越架跨越準備時間能控制在30分鐘內(nèi)，可靠性和安全性高；可大大提高施工效率；跨越架高度和位置能根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行調(diào)節(jié)，應用范圍廣；橫梁托架模塊化設計，可方便和吊車連接、拆分，實現(xiàn)自行走、吊裝、跨越架多功能，一機多用。

綜上，根據(jù)輸電線路施工跨越作業(yè)的實際需求，研發(fā)了新型跨越吊裝一體機，集成了自行走、跨越架和吊裝功能。應用結(jié)果表明其適應性強，可提高跨越作業(yè)效率和安全性，提高施工裝備的使用率，具有較高的經(jīng)濟性值得推廣。