金屬抱桿試驗(yàn)方法探討

李志明

摘 要：金屬抱桿是輸變電工程中常用的起重工具器，廣泛用于送電線路施工的桿塔組立。目前常用的金屬抱桿有鋼管抱桿、角鋼抱桿、鋁合金抱桿、鋁鋼組合抱桿等，就使用形式不同可分為落地抱桿、懸浮抱桿、搖臂抱桿、人字抱桿等。抱桿現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)是確保其施工安全的重要措施之一。針對(duì)抱桿的設(shè)計(jì)指標(biāo)，確定了抱桿現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方案。該試驗(yàn)為抱桿的設(shè)計(jì)制造和使用提供參考依據(jù)。對(duì)金屬抱桿軸向壓力試驗(yàn)方法進(jìn)行探討，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成影響的因素進(jìn)行改進(jìn)，使試驗(yàn)方法更為科學(xué)合理。

在電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL5Q09.2—2004《電力建設(shè)安全工作規(guī)程第2部分：架空電力線路》（以下簡(jiǎn)稱《安規(guī)》）和DL/875-2004《輸電線路施工機(jī)具設(shè)計(jì)、試驗(yàn)基本要求》（以下簡(jiǎn)稱《基本要求》）中對(duì)金屬抱桿的試驗(yàn)均作了要求，在《安規(guī)》中要求金屬抱桿過(guò)載試驗(yàn)每年要進(jìn)行一次，試驗(yàn)負(fù)荷為額定載荷的1.25倍，持荷時(shí)間為10 min；《基本要求》中則對(duì)過(guò)載試驗(yàn)提出了詳細(xì)的要求，即抱桿進(jìn)行1.25倍額定負(fù)荷的過(guò)載試驗(yàn)，過(guò)載試驗(yàn)中以中心受壓進(jìn)行變形測(cè)量時(shí)，其橫向變形量（撓度）不得超L/600，L為抱桿全長(zhǎng)。

雖然《安規(guī)》和《基本要求》都對(duì)抱桿試驗(yàn)給出了要求，在《基本要求》中還提出了平臥式和豎立式兩種場(chǎng)地布置方法，但二者都沒(méi)有給出確切的試驗(yàn)方法，因此施工單位只有根據(jù)自身的現(xiàn)場(chǎng)情況編制試驗(yàn)方案。由于豎立式布置占用場(chǎng)地比較大，需要打臨時(shí)拉線，試驗(yàn)過(guò)程中需要的人員、設(shè)備較多，操作起來(lái)相對(duì)麻煩，因此試驗(yàn)中多采用平臥式布置。該篇就平臥式布置試驗(yàn)方法進(jìn)行探討。

1 試驗(yàn)場(chǎng)地要求和支撐點(diǎn)的選取

平臥式布置要求試驗(yàn)場(chǎng)地有一塊長(zhǎng)度較抱桿長(zhǎng)度稍長(zhǎng)的平坦場(chǎng)地，這樣在組立時(shí)，才不會(huì)因此產(chǎn)生較大的初始撓度，在加荷時(shí)也不會(huì)因此影響撓度的變化。

抱桿試驗(yàn)中，支撐點(diǎn)的選取是很重要的，如果支撐點(diǎn)選取不當(dāng)，由于抱桿自重的影晌，抱桿在自由狀態(tài)下的撓度值就可能超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求，并且由于自重產(chǎn)生的初始撓度導(dǎo)致檢測(cè)過(guò)程中所測(cè)得撓度值不準(zhǔn)確。

在以往試驗(yàn)過(guò)程中，由于支撐點(diǎn)選取的不合理造成一定的初始撓度值，這個(gè)初始撓度值對(duì)受力過(guò)程中所產(chǎn)生的撓度有很大影響，好比一根筆直的直桿，如果沒(méi)有初始撓度，順著軸向方向加力是很難把它壓彎的。一旦有了初始撓度，彎曲起來(lái)就容易得多。由于抱桿自重對(duì)抱桿自由狀態(tài)初始撓度的影響會(huì)使加荷過(guò)程中的接度測(cè)量不準(zhǔn)確，產(chǎn)生較大誤差。而支撐點(diǎn)的合理選取能最大程度減少由于抱桿自熏對(duì)初始撓度值的影響。

抱桿支撐點(diǎn)的選擇包括支撐點(diǎn)數(shù)量和支撐點(diǎn)位置的選擇，通過(guò)多次試驗(yàn)總結(jié)，一般抱桿支撐點(diǎn)數(shù)量的選取根據(jù)抱桿的長(zhǎng)細(xì)比確定，對(duì)于鋁合金抱桿，長(zhǎng)細(xì)比小于90的可選擇2點(diǎn)支撐，長(zhǎng)細(xì)比大于90的可選擇4點(diǎn)支撐；對(duì)于鋼抱桿，長(zhǎng)細(xì)比小于110的可以選擇兩點(diǎn)支撐，長(zhǎng)細(xì)比木于110的可選擇4點(diǎn)支撐。對(duì)于2支撐，支撐點(diǎn)的位置應(yīng)該選在抱桿的2個(gè)1/4重心處或4個(gè)1/8重心處（計(jì)算時(shí)應(yīng)將抱桿頭、底座以及輔助工具重量計(jì)算在內(nèi)）如圖1。

2 場(chǎng)地布置

抱桿組好后放置到支撐點(diǎn)上，將鋼絲繩繞抱桿穿過(guò)，穿繩過(guò)程中應(yīng)避免鋼絲繩纏繞，在鋼絲繩上串聯(lián)加力裝置（手扳葫蘆）和測(cè)力儀（如圖2）。

非軸向受力對(duì)抱桿撓度變化影響是很大的，在穿繩過(guò)程中應(yīng)注意使鋼絲繩和滑車(chē)保持對(duì)稱，以避免在試驗(yàn)過(guò)程中使抱桿產(chǎn)生非軸向受力，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。

3 加荷與測(cè)量

根據(jù)抱桿額定軸向負(fù)荷計(jì)算出過(guò)載試驗(yàn)中的試驗(yàn)負(fù)荷，然后再計(jì)算出單根鋼絲繩上的負(fù)荷值，即達(dá)到試驗(yàn)負(fù)荷時(shí)測(cè)力計(jì)顯示值。以650 mm×650 mm×27000 mm銀合金抱桿為例，抱桿額定軸向負(fù)荷為100 kN，則過(guò)載試驗(yàn)負(fù)荷為：100×1.25=125 kN；達(dá)到試驗(yàn)負(fù)荷時(shí)測(cè)力計(jì)顯示值為：125/4= 31.25 kN。

在抱桿試驗(yàn)加荷的前后應(yīng)測(cè)量抱桿的撓度值，即自由狀態(tài)下的撓度值和過(guò)載試驗(yàn)狀態(tài)下的撓度值。測(cè)量一般采用準(zhǔn)繩法，即沿抱桿軸向拉一根準(zhǔn)繩，準(zhǔn)繩兩端固定在抱桿兩端，根據(jù)細(xì)繩與抱桿中端的相對(duì)位置測(cè)出撓度值。

在以前的試驗(yàn)中認(rèn)為將準(zhǔn)繩從抱桿中心穿過(guò)測(cè)量直觀，但是目前許多抱桿橫斷面加斜撐，導(dǎo)致無(wú)法穿過(guò)準(zhǔn)繩，因此試驗(yàn)中逐漸總結(jié)將準(zhǔn)繩由抱桿中央轉(zhuǎn)換至抱桿外，通過(guò)—定的計(jì)算一樣可以準(zhǔn)確的測(cè)量出抱桿的撓度值。操作與計(jì)算方法如下：

根據(jù)抱桿梢段截面寬度a和中段截面寬度b確定一數(shù)值c，使c>b/2，確定準(zhǔn)繩位置。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）支撐點(diǎn)的準(zhǔn)確選取避免了由于抱桿自重對(duì)初始撓度的影響，以及在試驗(yàn)負(fù)荷下?lián)隙葴y(cè)量帶來(lái)的誤差。

（2）合理的穿繩連接，避免了抱桿的非軸向不合理受力，使試驗(yàn)結(jié)果更加科學(xué)真實(shí)。

（3）撓度測(cè)量方法準(zhǔn)繩平移方法較以往中心線測(cè)量更具普適性，操作方便，測(cè)量更準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)

[1] DL/T 875—2004.輸電線路施工機(jī)具設(shè)計(jì)、試驗(yàn)基本要求[S].

[2] DL 5009.2—2004.電力建設(shè)安全工作規(guī)程第2部分：架空電力線路[S].endprint