特高压钢管塔横担吊装工具的研制

李盛龙

(东北电力设计院，吉林长春 130021)

0 引言

某特高压交流输电示范工程是我国首个百万级同塔双回路特高压交流输电工程，经国家发改委批复建设，它的建成，对大型煤电基地电力外送，加强电网受电能力和可靠性，缓解地区供电紧张局面，推动特高压输电技术的进一步发展具有重要意义。

该特高压输电线路采用钢管塔双回架设，平均塔高达100 m，塔重达190 t，铁塔横担单侧长达23 m，重达5 t，并且本标段与800 kV直流线路平行。因此在施工场地受限下，超长、超重横担的吊装问题成为了工程施工的难点。

在特高压双回路输电线路铁塔组立施工中，上横担及地线支架就位组装时，因其重心点距离塔身中心较远，偏拉绳的拉力较大，当现场施工地形受限制时，其施工难度大增，所以其吊装方法是施工中的难点。采用常规的悬浮抱杆无法满足这种长距离横担的安全高效吊装工作，必须开发研制一种新的工器具才能安全、高效的完成铁塔组立工作。

1 钢管塔横担吊装方案

通过对铁塔图纸的认真分析后发现，钢管塔材顶部钢管封口板有4个施工孔，利用φ40施工孔连接人字抱杆，类似汽车吊吊臂倾斜后垂直起吊原理［1］，能够满足施工的要求。

结合铁塔的结构特点，通过对施工现场的场地分析，确定采用2套人字抱杆同时安装后，同时垂直起吊铁塔横担，铁塔横担一边先起吊就位另一边先不就位，使两边受力平衡(如图1所示)，大大减轻了所有工器具的受力，解决场地狭小、吊装困难等难题，同时提高了施工效率。根据铁塔组立理论受力计算可以得出，本工程横担吊装时，单根人字抱杆轴心压力最大值为37.15 kN，考虑2.5倍安全系数，抱杆的最大允许轴心压应力为93 kN，为确保能够吊装5.5 t的吊件，抱杆设计最大允许轴心压力为100 kN［2］。

图1 采用人字辅助抱杆吊装上横担

2 特高压钢管塔横担吊装工具的研制

根据施工的条件，通过比较和研究，研制加工了人字抱杆。抱杆底部采用插板形式与塔顶旋转支座联接，插板预弯6.7°焊接，确保与支座垂直安装。抱杆身部采用□400×400抱杆，共分3节，每节5 m。联箱采用梯形状，以确保抱杆成人字打开，联箱设置一个钻孔，供联接轴安放联接。联接轴长1.5 m，轴上设置12个施工孔，方便调节联箱位置，调节人字抱杆的根开。起吊板中间设置一个钻孔，通过钻孔与联接轴联接，上下各设一个施工孔，一个与主抱杆联接实现调幅，一个与吊件联接实现起吊。

将人字辅助抱杆进行力学试验实测，通过压力试验，抱杆能够承受10 t压力10 min，压力试验符合要求;安全性方面，在多次操作实验中未出现失败的情况，安全性也符合要求。

人字辅助抱杆实物图见图2。

图2 人字辅助抱杆实物图

3 使用特高压钢管塔横担吊装工具进行铁塔组立施工

3.1 主抱杆

本工程组立钢管塔选用角钢格构式800 mm×800 mm×35.8 m四方抱杆，两端为长度3.5 m的变截面，中部由8节长度为3.6 m等截面结构段组成，全长35.8 m，整套抱杆总重3.2 t，使用时可以根据现场需要，用8.8级M20螺栓连接组合成不同长度。抱杆最大轴心承载力为708.46 kN，允许轴心压力［N］=250.4 kN。施工使用控制起吊绳与垂直线夹角θ在15°以内、控制绳对地夹角ω≤30°、抱杆拉线对地夹角 Φ≤45°、抱杆倾角 δ≤10°，施工起吊重量不大于5 000 kg［3］。抱杆的吊装滑车组采用80 kN走二走二，两侧各一套起吊滑车组。滑车组悬挂在抱杆顶部的专用挂孔中。

3.2 人字辅助抱杆

本工程吊装上横担采用400 mm×400 mm四方人字抱杆，用6.8级M16螺栓连接组合成不同长度，便于搬运和转移。抱杆中部结构段采用等截面400 mm×400 mm，两端结构段采用变截面，顶端截面160 mm×160 mm，底端截面400 mm×400 mm，结构段最重206.14 kg(抱杆顶端)，最轻123.73 kg(3 m段)，按照高度21 m组合(上节5 m+下节5 m+中节5 m+中节3 m+中节3 m)，抱杆总重984.7 kg。允许轴心压力为62.4 kN，人字抱杆起吊滑车组采用80 kN走二走二。

3.3 直线塔地线支架及上横担吊装

在主材顶部施工孔安装两个辅助人字抱杆，抱杆长度根据地线支架与上横担的长度调整为13 m，并通过走二走二8 t滑车组与抱杆顶部连接，实现人字抱杆的调幅，底部通过走二走二8 t滑车组与吊件连接，实现支架横担的起吊。吊装时，先吊装单侧横担，另一侧横担调幅绳及起吊绳系在塔身上，并用葫芦收紧，以平衡另一侧吊重。吊装一侧横担后，将其螺栓紧固，然后将调幅绳及起吊绳系在塔身上，用葫芦收紧，开始吊装另一侧横担。待两侧螺栓紧固完成后方可松开所有调幅绳及起吊绳［4］。

直线塔横担吊装设置4个吊点，吊点分别设置在节点处，外侧两吊点分别各穿一只6 t葫芦，内侧两吊点采用2根φ21.5×10 m钢丝绳。具体吊装方法见图3。

图3 地线横担吊点绑扎方式示意图

图4 横担吊点绑扎方式

3.4 直线塔中横担吊装

利用上横担φ40施工孔及塔身两个绑点，设置两条φ21.5钢丝绳，中间挂一个8 t滑车，用于起吊横担，牵引绳通过塔身引至地面绞磨。横担吊装设置4个吊点，吊点分别设置在节点处，外侧两吊点分别各穿一只6 t葫芦，内侧两吊点采用2根φ21.5×10 m钢丝绳［5］。中横担吊点设置及绑扎方式与上横担相同，横担吊点绑扎方式如图4所示。

4 结语

这次采用该套特高压钢管塔横担吊装工具——人字辅助抱杆进行特高压钢管高塔的特长横担吊装工作，实现了“满足最大吊重5.5 t，吊装横担最长达25 m，能完成工程横担吊装任务;具有高安全性，低成本的特点”这两大目标。共完成了 SZ321，SZ322，SZ323，SK321，SJ321，SJ322，SJ324，SJ325 等 8 种塔型的上横担吊装工作，施工现场工人对其给予了很高的评价，这种施工技术受到业主和监理的一致好评。

［1］郑怀清，熊织明，王曦辰.1 000 kV特高压线路铁塔组立技术［J］.电网技术，2008，32(20):15-19.

［2］江 明，郭玉莹.铝钢组合式抱杆稳定临界力计算及分析［J］.电力建设，2006，27(12):24-26.

［3］刘 超，陈 平，张兴虎.40 m全钢抱杆试验研究与分析［J］.电力建设，2008，29(7):35-37.

［4］吴昊亭.500 kV轻型落地式回转双平臂钢抱杆的特殊环境组塔施工应用［J］.电力建设，2012，31(8):32-37.

［5］黄成云，朱冠晏，殷传仪.特高压黄河大跨越铁塔塔头吊装［J］.电力建设，2008，29(4):20-23.

［6］周焕林，叶建云，罗义华.舟山大跨越高塔抱杆现场试验［J］.电力建设，2009，30(8):63-65.