组合抱杆在特高压工程组塔施工中的应用

摘要：皖电东送淮南至上海特高压交流输电示范工程是全国首条百万级同塔双回输电工程，铁塔采用钢管塔结构，采用传统的横担吊装施工方法，施工难度大，安全风险高。为解决地线支架的吊装问题，采用人字辅助抱杆配合组塔抱杆，通过两边垂直起吊横担的方法，减少了施工风险，提高了施工效率。

关键词：组合抱杆；特高压工程；组塔施工；人字辅助抱杆；横担

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）29-0033-02

1 工程施工的特点

皖电东送淮南至上海特高压交流输电示范工程作为全国首条百万级同塔双回输电工程，铁塔采用钢管塔结构，平均塔高达100m，塔重达190t。直线塔上横担长约18m，重量均超过5t；耐张塔外角侧地线支架长达23m，重达5t。另本标段线路平行±800kV线路，平均距离约65m，采用外拉线悬浮抱杆组塔时，靠近带电线路侧外拉线受带电线路影响，无法满足外拉线对地角度在45°以内，外拉线地锚锚固力大幅度减小，大大削弱了主抱杆的起吊能力。因此，本工程的施工难点就是临近带电线路超长超重横担的吊装。

2 传统施工方法的弊端

传统的超长横担起吊方法是将上横担竖直起吊，当上横担起吊高度超过塔顶后，利用塔身与横担连接处的一颗螺栓作为旋转支点旋转橫担，使其缓慢放平。在此施工方案中，旋转支点为一颗螺栓，螺栓所受剪力较大，施工危险性较高。当先吊装近带电线路侧横担时，因受地形限制，拖绳对地角度大，无法满足受力要求。若先吊装远带电线路侧横担时，带电线路侧外拉线对地角度大，地锚受力差，危险性高。

因此，采用传统的横担吊装施工方法，施工难度大，安全风险高，不利于施工的安全管控。为解决地线支架的吊装问题，采用人字辅助抱杆配合组塔抱杆，通过两边垂直起吊横担的方法，大大减少施工的风险，提高施工的效率。

3 人字辅助抱杆的技术特点

人字辅助抱杆结构段采用等截面400mm×400mm，每段长5m，重约206kg，共3段，采用6.8级M16螺栓连接组合成不同长度，便于搬运和转移。人字辅助抱杆最长可组装成15m，此时抱杆总重1634kg。抱杆头部采用联杆连接，通过调整两个联箱的位置调整人字抱杆底部的张开幅度，以适应不同塔顶根开。联杆上下各设两个起吊环，一个用于与主抱杆相连接，起调整辅助抱杆倾斜角度作用，另一个用于与地面横担相连接，用于吊装横担。人字辅助抱杆允许轴心压力为62.4kN。

4 组合抱杆在组塔中的应用分析

4.1 人字辅助抱杆的安装

根据上横担的长度选择15m长的人字辅助抱杆，利用铁塔主材顶部上的Φ40施工孔进行人字辅助抱杆的安装。调幅绳采用Φ15磨绳，由绞磨引出，通过地面转向滑车，至主抱杆顶部8t双轮滑车，至人字辅助抱杆顶部上方的8t双轮滑车，最后尾绳系在主抱杆滑车上，组成辅助抱杆的调幅系统。牵引绳采用Φ15磨绳，自牵引机引出，通过地面转向滑车至铁塔顶部转向滑车，至人字辅助抱杆顶部下方8t双轮滑车，至横担上8t双轮滑车，最后尾绳系在人字辅助抱杆顶部下方滑车上，组成抱杆的起吊系统。根据横担重心点的位置和吊装的要求，利用绞磨调整人字辅助抱杆的倾斜角度。

图1 抱杆吊装示意图

4.2 组合抱杆吊装横担方案

由于本标段线路临近±800kV线路施工，外拉线对地夹角较大，地锚锚固力较小，考虑到上横担支架重量均达到5t，对外拉线受力较大。为提高吊装的安全性，采用2套人字辅助抱杆同时安装，一边起吊，两边受力平衡，大大减少外拉线的受力。在地面时，因横担离塔位中心水平距离较远，可以通过调整人字辅助抱杆的倾斜角度，尽量减小起吊绳与铅垂线夹角度数，使横担近乎垂直起吊；横担就位时，同样可以通过收紧调幅绳，使横担靠近塔身，方便就位。

4.3 人字辅助抱杆受力分析

4.3.1 控制绳拉力：

（1）

式中：

F——控制绳的静张力合力，kN

G——被吊构件的重力，kN

β——起吊滑车组轴线与铅垂线间的夹角，°

ω——控制绳对地夹角，°

4.3.2 起吊绳合力：

（2）

4.3.3 牵引绳拉力：

（3）

式中：

n——起吊滑车组钢丝绳的工作绳数

η——滑车效率，η=0.96

4.3.4 人字辅助抱杆轴心压力合力：

（4）

式中：

τ——调幅系统拉线合力与铅垂线夹角，°

ε?——人字辅助抱杆与水平线夹角，°

4.3.5 调幅系统合力：

（5）

4.3.6 调幅绳拉力：

（6）

4.3.7 主抱杆轴心受力主要考虑两侧横担产生相同的力，外拉线起平衡主抱杆作用，对主抱杆产生的轴心压力按20kN考虑。则主抱杆轴心压力为：

（7）

式中：

Ph——外拉线的合力，kN

——主要受力拉线的合力与抱杆轴线的夹角，°

4.4 现场使用

以K135上横担为例，长17.4m，重5.26t，主抱杆外露21m。考虑起吊过程中横担距塔身0.5m，则人字辅助抱杆倾斜角度ε为53°，调幅绳与铅垂角夹角τ为50°。起吊绳与铅垂线β夹角为5°，拖绳对地夹角ω为40°。根据计算公式可以得出，拖绳受力为6.5kN，牵引绳拉力为16.8kN，调幅绳拉力为11.3kN，人字辅助抱杆轴心合力为40.3kN，单根人字辅助抱杆轴心受力约为20.3kN，主抱杆轴心压力约为103kN。通过计算得出，整套吊装系统各部件的受力均在安全范围以内。

4.5 优缺点分析

优点：（1）两侧横担可以平衡起吊，减少外拉线受力，适合在场地空间小，外拉线对地角度较大、横担长且重的铁塔组立施工中使用；（2）通过调节人字辅助抱杆的倾斜角度，调整横担的位置，方便横担的吊装和就位；（3）横担近乎垂直起吊，各种钢丝绳受力小，大大提高了施工的安全性。

缺点：（1）铁塔顶部必须有预留施工孔安装人字辅助抱杆；（2）人字辅助抱杆的组装和拆卸耗时较长，增加施工周期。

5 结语

特高压工程中，铁塔高且重，横担吊装困难，通过采用组合抱杆，经过分析及现场实践，充分论证了组合抱杆能够有效解决在施工场地小、临近带电线路施工时，超长超重横担的吊装难题，有效降低了施工的风险，提高施工的安全性，确保工程安全目标的实现，因此在架空电力线路的组塔施工中具有很好的推广性。

作者简介：陈泽樟（1987-），男，广东潮州人，广东省输变电工程公司助理工程师，研究方向：输电线路。