超高壓線路鐵塔組立施工方法探究

凡志杰

摘要：鐵塔組立是電力企業(yè)常用的施工方法，施工時需要綜合考慮各種外界因素，才能將鐵塔的作用充分發(fā)揮出來。下面圍繞鐵塔組立展開討論，主要介紹桿塔的類型、重心的計算原理和方法以及主要組立施工方法。

關(guān)鍵詞：高壓線路；鐵塔組立；施工方法

高壓線路能夠遠(yuǎn)距離傳輸大量的電能，這一優(yōu)勢是普通線路不具備的。高壓電的輸送電壓最低為200KV，電壓隨著電纜直徑和強(qiáng)度的增加不斷上升。超高壓線路通常使用的是塔桿架設(shè)法，鐵塔組立可為輸電線纜減輕一定的壓力，同時保證電纜離地面的高度。

一、塔桿類型和拉線方法概述

塔桿的結(jié)構(gòu)形狀各有差異，不同類型的塔桿使用的區(qū)域及發(fā)揮的作用也各不相同。酒杯狀塔桿的適用區(qū)域是雷區(qū)、非常寒冷的地區(qū)。該種類型的塔桿具有較為成熟的安裝工藝，是電力企業(yè)常用的塔桿；貓頭型塔的外觀結(jié)構(gòu)是三角形，由導(dǎo)線和地線組成。其線路排布非常合理，可以省下大量的電纜；千字結(jié)構(gòu)的塔桿在施工過程中也經(jīng)常用到，能夠承受較大的外界荷載，具有良好的經(jīng)濟(jì)性能，在轉(zhuǎn)角塔上的應(yīng)用非常廣泛。

塔桿類型的選定還受拉線方法的影響，針對目前施工中常用內(nèi)外懸浮的拉線方式，我公司常采用的組裝500kV電力線路鐵塔的抱桿為600×600×30m，抱桿還分為不同形狀的斷面，直柱端的總長為24米，上錐段和下錐段的長度相同，都是3米，此外在軸向抗壓強(qiáng)度需要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)選取[1]；在起吊過程中拉線和地面的夾角需要保持在45°左右，起吊繩和抱桿間的角度盡量控制在15°以下，這樣能夠保證最大的施工效率。

二、重心計算相關(guān)內(nèi)容

（一）原理

重心是基于抱桿進(jìn)行計算的，對其位置精確計算有助于吊點位置的確定。在物體中存在重力，分布力系的總和會匯聚在一個點上，這個作用點就被稱作重心。將物體分為很多質(zhì)量相等的小塊，將每個小塊的空間坐標(biāo)進(jìn)行確定，首先求得X軸和Y軸的力矩和，再計算出Z軸上的力矩和，最后將數(shù)值帶入力矩坐標(biāo)公式就能求得相應(yīng)的空間坐標(biāo)。

（二）計算過程

首先需要將鐵塔分解成多個相等的部分，將各部分的結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析，并求得軸線力矩。算出不同部分的力矩代數(shù)和，除以鐵塔整體重量，再結(jié)合軸線力矩分析，就能得到重心的具體位置[2]。在對軸線力矩計算時，需要將各部分的結(jié)構(gòu)簡化成物理模型。為保證計算結(jié)果的精確性，需要對得到的結(jié)果進(jìn)行驗算。將重心位置作為吊裝點，試運行通過后方可進(jìn)行各項施工。現(xiàn)代的計算機(jī)技術(shù)已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的人工手算方法，工作人員只需在CAD計算軟件中輸入原始參數(shù)，就能得到想要的各項數(shù)值計算結(jié)果。

三、三種鐵組塔立施工方法探析

（一）分解組立概述

在組裝時需要先將鐵塔基層進(jìn)行固定。將鐵塔進(jìn)行分段，組裝哪段鐵塔，包干就固定在同一階段。按照從下往上的方式完成鐵塔的組裝過程。下面對組立的各個步驟進(jìn)行闡述：

1.準(zhǔn)備階段

確定抱桿的長度。抱桿的長度需要按照鐵塔的形狀來確定，經(jīng)過長期的施工總結(jié)，無論是哪一種鐵塔類型，抱桿的長度都可按照以下公式進(jìn)行計算：L=（1+1.2）H。長度確定之后，需要選擇合適的外拉線，在土層結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定的地區(qū)，起吊重量1t以內(nèi)時，拉線工作過程中受到的拉應(yīng)力應(yīng)該在15KN以下。通常施工時需要四根拉線同時工作，還需要地錨將鐵樁進(jìn)行固定。在經(jīng)濟(jì)條件允許的條件下選鋼地錨，此外還要安裝兩根備用拉線以及相應(yīng)的控制器。若施工中發(fā)生意外事故，能夠及時啟動備用拉線，保證施工過程順利進(jìn)行。

接著對起吊裝置進(jìn)行布置。首先需要對滑輪組鋼絲繩的受力情況進(jìn)行計算，直徑不同的鋼絲繩，能承受的最大應(yīng)力也不相同。以直徑為13mm的鋼絲繩為例，能夠承受的最大拉力為15KN。若鐵塔重量超過該值，需要選擇強(qiáng)度更高的鋼絲繩進(jìn)行安裝。定滑輪布置在抱桿頂端的側(cè)面，為減小鋼絲繩與抱桿接觸接觸產(chǎn)生較大摩擦，需要安裝小橫擔(dān)。

2.塔腿組裝過程

塔腿組裝方式的選擇需要根據(jù)主角鋼的形式確定，單根吊裝的施工方法，適用于插入式基礎(chǔ)，在安裝時塔腿和基礎(chǔ)直接對接即可，然后再對其它輔助材料進(jìn)行安裝。分片安裝的施工方法，適用于地腳螺栓基礎(chǔ)。該方法先將塔腿的1/4分別組裝好，再完成安裝過程。重心的選擇對塔腿組裝過程的影響較大，重心位置計算錯誤會使構(gòu)件變形。

3.塔身組裝

對塔身進(jìn)行分片處理時，要保證其質(zhì)量在抱桿能夠承受的范圍內(nèi)。為方便塔身的安裝，施工時抱桿可以傾斜一定的角度。同時需要做好對外拉線的監(jiān)測和管理工作，當(dāng)外拉線老化出現(xiàn)突然斷裂的情況時，技術(shù)人員需要及時啟動備用方案，并對拉線進(jìn)行檢查和更換。起吊過程中出現(xiàn)任何異常都要立即停機(jī)進(jìn)行檢查。

4.抱桿相關(guān)操作

對抱桿的操作分為提升和拆除。兩個過程都需要承托繩參與操作，抱桿與承托繩的運動方向始終保持一致，拆除時必須將承托繩松開。吊裝機(jī)械與人工的合理控制完成整個提升過程。

5.橫擔(dān)和地線支架的設(shè)置

這兩種裝置位于鐵塔的頭部，是鐵塔最難吊裝的部分。施工中常用的橫擔(dān)安裝方法為：分段組裝和整體安裝。前者對鋼絲繩和抱桿的承載力要求低，后者需要較大強(qiáng)度的抱桿才能完成吊裝[3]。支架安裝過程中不碰到已組裝好的塔體即可。

（二）搖臂抱桿組立施工

在抱桿提升過程中，安裝搖臂可以起到平衡的作用。搖臂數(shù)量為三，搖臂與起吊臂垂直進(jìn)行起吊，能夠很好地維持其平衡狀態(tài)。在起吊前需要將滑輪組收緊，若要調(diào)整搖臂的角度，需要暫時停止起吊動作，調(diào)整完成后繼續(xù)吊裝。

（三）起重機(jī)鐵塔組立施工

現(xiàn)場施工中有兩種起重機(jī)可供選擇：塔式和流動式。前者在布置時需要根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定是內(nèi)附著還是外附著形式。首先需要安裝起重臂和平衡臂，在對鐵塔組裝時，需要保證起吊部分的完整性，起吊構(gòu)件的部位是起重臂，且構(gòu)件的力矩要小于起重臂的承載力矩。在施工前還需安裝風(fēng)速、重力等監(jiān)控設(shè)備。

四、結(jié)束語

綜上所述是對鐵塔組立施工方法的詳細(xì)介紹。鐵塔的組裝和架設(shè)僅僅依靠人工是不能完成的，必須借助相應(yīng)的吊裝設(shè)備。鐵塔施工的質(zhì)量直接影電力傳輸過程的安全性，因此必須對鐵塔組立施工嚴(yán)格要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]田雁.高壓輸電線路鐵塔組立施工技術(shù)探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013，（29）.

[2]李利.鐵塔組立施工一次成優(yōu)的影響因素和改進(jìn)措施[J].工業(yè)b，2015，（25）：258.

[3]武明.試論超高壓線路鐵塔組立施工方法[J].中國電業(yè)（技術(shù)版），2014，（2）：10-12.

（作者單位：吉林省送變電工程有限公司）