输电线路杆塔组立施工工艺分析

张邦胜

（湖南电力工程咨询有限公司）

0 引言

输电线路杆塔组立属于输电线路施工期间至关重要的一个流程，我国在该方面拥有十分丰富的经验，也逐渐形成了多种施工方案，例如内悬浮外拉线抱杆分解组立方式、内悬浮内拉线抱杆分解组立方式、直升机组塔以及流动式起重机分解组立等多种方式。而不管何种方式，是否能够熟练完成都是决定整体工程能否如期高质量完成的关键所在。输电线路杆塔组立期间，如果施工工艺不合理，可能引发严重的安全事故，或是导致输电线路杆塔受到损害等，所以针对输电线路杆塔组立工艺开展研究至关重要。为此，输电线路杆塔组立施工工艺也成为许多学者研究的重点所在。本文以南方某500kV线路工程为例分析内悬浮拉线抱杆分解组立铁塔的相关施工工艺和方法。

1 南方某500kV线路程基本情况

本工程铁塔直线塔全高37.8～99.0m，耐张塔全高35.0～71.1m，全线杆塔平均全高54.5m，直线塔塔重17.35～83.12t，耐张塔塔重27.31～105.43t，全线杆塔平均重量34.98t。基础对角半根开为4.6～14.8m，跟开较大。

本工程直线塔单侧横担由横担中段、地线支架以及边导线横担组成，地线支架与横担中段相连，边导线横担位于横担中段的端部；耐张塔单侧横担由导线横担和跳线支架组成。横担较长、较重。

本工程沿线地形以丘陵、水田为主，部分桩位位于高山，坡度为20°～25°，山高路陡、地势险峻，施工地形困难。

本工程交通运输条件除临近等级公路段较好外，其余地段较差，所利用乡村公路旁房屋、水塘较多，路狭窄且转弯较急。部分高山段地形较陡，施工机具运输困难。

通过对传统工程施工经验的总结，并结合本工程实际施工状况，该工程输电线路杆塔组立拟采用内悬浮内拉线和内悬浮外拉线抱杆组塔施工方式，如下图所示。

图 单侧起吊塔材组件

2 内悬浮拉线抱杆组塔施工工艺

（1）抱杆与塔腿组立

抱杆的组立应用整体起立或是倒桩组立两种方式，切忌正装抱杆。具体施工工艺如下：

第一，整体起立抱杆与塔腿的组立。在条件许可的情况下，施工企业可以尝试应用起立抱杆方式，之后运用整体起立的抱杆完成塔腿吊装，应用组装完成的塔腿倒装剩下的抱杆节。由于该工程所用材料规格相对较大，应用先组立主材，然后分片吊装斜材的方法完成塔腿的组装。吊装塔腿主要材料过程中，可以结合实际情况起吊两侧的斜材，起吊重量应控制在2t之内。抱杆组装流程如下，施工人员将地面垫平之后，便可对抱杆分节进行连接，紧固期间，需要将抱杆翻转，确保所有螺栓均已经完成固定。抱杆在地面对接过程中需要调直，必要情况下添加垫片，抱杆完成组立后，整体弯曲度应控制在1‰之内，如果施工现场为软土地基，则需要在建立防抱杆下沉的可行措施之后方可开展施工。

第二，地面抱杆组装完成之后，需要安装起吊滑车组以及拉线滑车等，用于整体起立抱杆。抱杆于地面基本按照铁塔的对角线方向予以布设，同时注意避让地面，绞磨牵引地锚、单抱杆顶部、制动中心以及抱杆顶部都需要处于相同平面之内。

第三，牵引绞磨根据地形地貌采用50kN钢地锚。同时，抱杆头部需要在距地面0.5m左右终止牵引，并尝试冲击试验，确认无误之后继续起立。

第四，起立之前，设立两侧与前后侧抱杆起立控制拉线，并将两侧拉线收紧，同时保证反侧拉线呈现松弛的状态。

第五，抱杆起立达到75°后，需要先终止牵引，通过调节牵引侧以及反侧拉线的方式令抱杆起立，反侧拉线必须拥有可靠的受力。

（2）抱杆提升

铁塔组立达到一定高度之后，塔材所有均已经装齐且保证螺栓的紧固度达到要求之后便可将抱杆提升。抱杆伸出塔外的长度应控制在18m之内。

提升期间，建议安设不少于两道腰环，腰环拉索需要收紧，并固定于4根主材之上，两道腰环之间将距离控制在6m至8m之间。抱杆高应高出已经组立塔的高度，符合待吊段顺利就位的需要，结合铁塔目前已经存在的承托绳挂孔方位，符合抱杆处于铁塔内部占整体高度的1／3之上。抱杆拉线在尚未完全受力的情况下，切忌放松腰环。抱杆拉线完全受力之后，腰环理应表现为松弛的状态。需注意，在抱杆提升之前，移动抱杆拉线过程中必须逐根进行移动，位移结束且拉线固定之后，再位移下一根。

（3）塔身吊装

塔身吊装需要控制吊装重量在1.5t之内，通常情况下应用吊装塔身主材，然后吊片封装的方式，具体流程如下：

第一，塔身部分吊装能够依照优先吊装一个面的两侧主材，之后吊装该面的交叉材料，依序组装塔身的四个面，针对双靠背主材，优先组立一个完全体之后再进行安装，吊装方式与单主材相同。

第二，塔身吊装过程中，抱杆需要适度朝向吊件一侧倾斜一定角度，角度不可超过7°，以保证抱杆、拉线以及控制系统的受力分布更为科学。

第三，塔片长度如果较短，则可以在吊件之上绑扎倒V形的吊点绳，绑扎的位置应处于吊件中心之上的主材节点位置，如果绑扎点处于重心附近，需要应用一定的措施避免吊件出现倾覆的现象。

第四，针对体积较大的塔片，必须绑缚加强木，同时确保两侧吊点绳于主材绑缚的位置相同，以确保塔片起吊之后的平衡。

第五，抱杆组立铁塔需严格将起吊重量控制在1.5t之内，受力拉线平面和抱杆之间所构成的夹角应控制在15°之内。

2)在恒温热风干燥和分阶段控温热风干燥两种方法下，辣椒干燥后的品质相差不大，但是在分阶段控制温度条件下，辣椒达到安全含水率的总干燥时间普遍较短，即其干燥速率较快、干燥能耗较低。试验所得最优的干燥辣椒的工艺是：分阶段控制温度热风干燥，初始温度为45℃，150min后迅速升温至60℃，风速为1.2m/s，辣椒达到安全含水率的总干燥时间为420min。

（4）酒杯塔曲臂吊装

该工程酒杯塔上下曲臂的自重处于2.29～2.89t之间，开展吊装时，由于上下曲臂K节点就位难度较高，上下曲臂划分为前后片分别开展吊装，将前后片重量控制在1.5t之内。

在吊装曲臂过程中，抱杆应超出塔外18m，工程直线塔向下曲臂高度最大值为15.3m，采用整体起吊的方式吊装向下曲臂。施工人员在地面将上下曲臂区分为前后片并进行组装，然后分为两次对一侧的曲臂进行吊装，在到达位置之后紧固螺栓，然后在上曲臂主材与瓶口位置设立反向拉线。两侧曲臂吊装结束后，把加强拉线与瓶口一端相连，并移动到上曲臂，以免曲臂倾倒。

（5）干字形铁塔塔头吊装

干字形铁塔塔头吊装运用从上至下的吊装次序，先开展地线支架的吊装，然后完成上层导线横担的吊装工作，最后开展下层导线横担的吊装工作。干字形铁塔导线横担自重不足1.5t的情况下，采用整体吊装的方式。如果高于1.5t，可以尝试将部分辅助材料拆除之后进行吊装，如果依旧高于1.5t，则采用区分前后片进行吊装。

横担的吊装均采用平吊，保证平行就位，在开展横担吊装工程时，吊绳需要经过地线支架与上方导线横担，于地线支架及其上方导线横担位置设立50kN滑车。吊绳不可和地线支架或是横担塔材之间产生接触或是摩擦，如果施工期间无法规避，则可以将对应部分塔材拆卸，直至吊装结束再进行安装。

3 内悬浮外拉线组塔受力计算方法

铁塔阻力施工技术设计过程中，需要确认有关影响因素之后针对所采用的工机具受力状况予以研究与计算，同时需要将受力的最大值视为选用工器具的主要依据，通过上述方式，可以确保施工安全性以及稳定性。就本次施工项目而言，内悬浮外拉线组塔是主要的施工方式。为此，本次研究即以本施工项目为例，讨论内悬浮外拉线组塔受力设计，为我国其他地区内悬浮外拉线组塔受力设计提供参考与帮助。

若是外拉线对地夹角不足45°，则计算条件如下所示：起吊重量最大值为2.5t，起吊附加重量按照0.4t计算，据此计算实际起吊重量为G＝（2.5＋0.4）×9.8＝28.42kN。设定抱杆的重量为1.1t，拉线等附件重量为0.6t，据此计算抱杆与拉线等附件重量即为G0＝（1.1＋0.6）×9.8＝16.66kN。施工过程中，β起吊滑车组轴线和铅垂线之间夹角应保持为10°，ω控制绳和地面之间形成的角度控制为45°，γ落地拉线合力线和地面之间形成的角度控制为54°，δ抱杆轴线和铅垂线之间形成的夹角控制为10°。

表 工机具安全系数、动荷系数以及不均衡系数取值情况

具体受力计算方法如下：

此时，控制绳所受到合理的计算公式如下所示：

式中，F为控制绳此时的静张力合力，kN；G为此时被吊构件的重力，kN；β为起吊滑车组轴线和铅垂线间形成的角度，°；ω为控制绳和地面所形成的夹角，°。

就本次工程而言，控制绳应用两根ϕ11mm钢丝绳，控制绳与地面所形成的角度不应大于45°，被吊塔片和已组铁塔之间间隔距离最大值不应小于100mm。该情况下，控制绳所受到的合力计算结果如下所示：

起吊绳合力受力计算方法为：

牵引绳张力情况：

式中，T为起吊绳的合力，包括起吊滑车组以及吊点绳，kN；T0为牵引绳静态张力，kN；n为起吊滑车组处于工作状态的钢丝绳总量，如果吊装重量为2.5t，则定为2；η为滑车效率，取值为0.96。

起吊系统应用1－1滑车组，总计使用两根工作绳。吊点绳应用四点吊的方法，起吊绳和抱杆之间形成的夹角不宜大于20°，其中一端和塔材一侧滑车相连接之后，借由塔身转至滑车、塔下地滑车引至绞磨。

此时，起吊绳合力受力计算方式如下：

牵引绳的张力计算结果如下：

两根外拉线受力计算公式如下：

主要受力单根拉线静张力计算方式如下：

式中，Ph为核心受力拉线合力，kN；γ为抱杆拉线合力线和地面之间形成的夹角，取值为54°；δ为抱杆轴线和铅垂线之间形成角度，°；P为主要受力拉线静态张力，kN；θ为受力一侧拉线和其合力线之间形成的角度，取值一般为30°。

外拉线系统应用X形进行布设。将其中一端安置在抱杆顶端拉线挂点之上，另一端则固定在地面之上，外拉线应用ϕ15mm钢丝绳，保证抱杆外拉线和低水平所形成的角度控制在45°之内，四根外拉线彼此保持垂直关系。现场地形若是存在高差，需要对外拉线水平距离进行适当的调节，以符合夹角方面的要求。外拉线调整采用30kN手板葫芦，适当放松制动器，外拉线在制动器之上缠绕为双“8”字，最终利用钢丝绳将回头卡住，确保固定。此时，两个主要拉线合力计算结果如下：

此时主要的受力单根拉线张力计算结果如下：

4 结束语

输电线路杆塔组立属于输电线路的关键性环节，容易受到多方面的影响，所以施工人员在开展施工之前，必须做好相应的准备，并提出合理的施工方案与工艺技术，严格要求所有施工人员按照既定施工方案以及图纸开展施工工作，确保输电线路杆塔组立施工安全和质量，推动输电线路工程的发展。