輸電線路桿塔組立施工工藝分析

張邦勝

（湖南電力工程咨詢有限公司）

0 引言

輸電線路桿塔組立屬于輸電線路施工期間至關重要的一個流程，我國在該方面擁有十分豐富的經驗，也逐漸形成了多種施工方案，例如內懸浮外拉線抱桿分解組立方式、內懸浮內拉線抱桿分解組立方式、直升機組塔以及流動式起重機分解組立等多種方式。而不管何種方式，是否能夠熟練完成都是決定整體工程能否如期高質量完成的關鍵所在。輸電線路桿塔組立期間，如果施工工藝不合理，可能引發嚴重的安全事故，或是導致輸電線路桿塔受到損害等，所以針對輸電線路桿塔組立工藝開展研究至關重要。為此，輸電線路桿塔組立施工工藝也成為許多學者研究的重點所在。本文以南方某500kV線路工程為例分析內懸浮拉線抱桿分解組立鐵塔的相關施工工藝和方法。

1 南方某500kV線路程基本情況

本工程鐵塔直線塔全高37.8～99.0m，耐張塔全高35.0～71.1m，全線桿塔平均全高54.5m，直線塔塔重17.35～83.12t，耐張塔塔重27.31～105.43t，全線桿塔平均重量34.98t。基礎對角半根開為4.6～14.8m，跟開較大。

本工程直線塔單側橫擔由橫擔中段、地線支架以及邊導線橫擔組成，地線支架與橫擔中段相連，邊導線橫擔位于橫擔中段的端部；耐張塔單側橫擔由導線橫擔和跳線支架組成。橫擔較長、較重。

本工程沿線地形以丘陵、水田為主，部分樁位位于高山，坡度為20°～25°，山高路陡、地勢險峻，施工地形困難。

本工程交通運輸條件除臨近等級公路段較好外，其余地段較差，所利用鄉村公路旁房屋、水塘較多，路狹窄且轉彎較急。部分高山段地形較陡，施工機具運輸困難。

通過對傳統工程施工經驗的總結，并結合本工程實際施工狀況，該工程輸電線路桿塔組立擬采用內懸浮內拉線和內懸浮外拉線抱桿組塔施工方式，如下圖所示。

圖 單側起吊塔材組件

2 內懸浮拉線抱桿組塔施工工藝

（1）抱桿與塔腿組立

抱桿的組立應用整體起立或是倒樁組立兩種方式，切忌正裝抱桿。具體施工工藝如下：

第一，整體起立抱桿與塔腿的組立。在條件許可的情況下，施工企業可以嘗試應用起立抱桿方式，之后運用整體起立的抱桿完成塔腿吊裝，應用組裝完成的塔腿倒裝剩下的抱桿節。由于該工程所用材料規格相對較大，應用先組立主材，然后分片吊裝斜材的方法完成塔腿的組裝。吊裝塔腿主要材料過程中，可以結合實際情況起吊兩側的斜材，起吊重量應控制在2t之內。抱桿組裝流程如下，施工人員將地面墊平之后，便可對抱桿分節進行連接，緊固期間，需要將抱桿翻轉，確保所有螺栓均已經完成固定。抱桿在地面對接過程中需要調直，必要情況下添加墊片，抱桿完成組立后，整體彎曲度應控制在1‰之內，如果施工現場為軟土地基，則需要在建立防抱桿下沉的可行措施之后方可開展施工。

第二，地面抱桿組裝完成之后，需要安裝起吊滑車組以及拉線滑車等，用于整體起立抱桿。抱桿于地面基本按照鐵塔的對角線方向予以布設，同時注意避讓地面，絞磨牽引地錨、單抱桿頂部、制動中心以及抱桿頂部都需要處于相同平面之內。

第三，牽引絞磨根據地形地貌采用50kN鋼地錨。同時，抱桿頭部需要在距地面0.5m左右終止牽引，并嘗試沖擊試驗，確認無誤之后繼續起立。

第四，起立之前，設立兩側與前后側抱桿起立控制拉線，并將兩側拉線收緊，同時保證反側拉線呈現松弛的狀態。

第五，抱桿起立達到75°后，需要先終止牽引，通過調節牽引側以及反側拉線的方式令抱桿起立，反側拉線必須擁有可靠的受力。

（2）抱桿提升

鐵塔組立達到一定高度之后，塔材所有均已經裝齊且保證螺栓的緊固度達到要求之后便可將抱桿提升。抱桿伸出塔外的長度應控制在18m之內。

提升期間，建議安設不少于兩道腰環，腰環拉索需要收緊，并固定于4根主材之上，兩道腰環之間將距離控制在6m至8m之間。抱桿高應高出已經組立塔的高度，符合待吊段順利就位的需要，結合鐵塔目前已經存在的承托繩掛孔方位，符合抱桿處于鐵塔內部占整體高度的1／3之上。抱桿拉線在尚未完全受力的情況下，切忌放松腰環。抱桿拉線完全受力之后，腰環理應表現為松弛的狀態。需注意，在抱桿提升之前，移動抱桿拉線過程中必須逐根進行移動，位移結束且拉線固定之后，再位移下一根。

（3）塔身吊裝

塔身吊裝需要控制吊裝重量在1.5t之內，通常情況下應用吊裝塔身主材，然后吊片封裝的方式，具體流程如下：

第一，塔身部分吊裝能夠依照優先吊裝一個面的兩側主材，之后吊裝該面的交叉材料，依序組裝塔身的四個面，針對雙靠背主材，優先組立一個完全體之后再進行安裝，吊裝方式與單主材相同。

第二，塔身吊裝過程中，抱桿需要適度朝向吊件一側傾斜一定角度，角度不可超過7°，以保證抱桿、拉線以及控制系統的受力分布更為科學。

第三，塔片長度如果較短，則可以在吊件之上綁扎倒V形的吊點繩，綁扎的位置應處于吊件中心之上的主材節點位置，如果綁扎點處于重心附近，需要應用一定的措施避免吊件出現傾覆的現象。

第四，針對體積較大的塔片，必須綁縛加強木，同時確保兩側吊點繩于主材綁縛的位置相同，以確保塔片起吊之后的平衡。

第五，抱桿組立鐵塔需嚴格將起吊重量控制在1.5t之內，受力拉線平面和抱桿之間所構成的夾角應控制在15°之內。

2)在恒溫熱風干燥和分階段控溫熱風干燥兩種方法下，辣椒干燥后的品質相差不大，但是在分階段控制溫度條件下，辣椒達到安全含水率的總干燥時間普遍較短，即其干燥速率較快、干燥能耗較低。試驗所得最優的干燥辣椒的工藝是：分階段控制溫度熱風干燥，初始溫度為45℃，150min后迅速升溫至60℃，風速為1.2m/s，辣椒達到安全含水率的總干燥時間為420min。

（4）酒杯塔曲臂吊裝

該工程酒杯塔上下曲臂的自重處于2.29～2.89t之間，開展吊裝時，由于上下曲臂K節點就位難度較高，上下曲臂劃分為前后片分別開展吊裝，將前后片重量控制在1.5t之內。

在吊裝曲臂過程中，抱桿應超出塔外18m，工程直線塔向下曲臂高度最大值為15.3m，采用整體起吊的方式吊裝向下曲臂。施工人員在地面將上下曲臂區分為前后片并進行組裝，然后分為兩次對一側的曲臂進行吊裝，在到達位置之后緊固螺栓，然后在上曲臂主材與瓶口位置設立反向拉線。兩側曲臂吊裝結束后，把加強拉線與瓶口一端相連，并移動到上曲臂，以免曲臂傾倒。

（5）干字形鐵塔塔頭吊裝

干字形鐵塔塔頭吊裝運用從上至下的吊裝次序，先開展地線支架的吊裝，然后完成上層導線橫擔的吊裝工作，最后開展下層導線橫擔的吊裝工作。干字形鐵塔導線橫擔自重不足1.5t的情況下，采用整體吊裝的方式。如果高于1.5t，可以嘗試將部分輔助材料拆除之后進行吊裝，如果依舊高于1.5t，則采用區分前后片進行吊裝。

橫擔的吊裝均采用平吊，保證平行就位，在開展橫擔吊裝工程時，吊繩需要經過地線支架與上方導線橫擔，于地線支架及其上方導線橫擔位置設立50kN滑車。吊繩不可和地線支架或是橫擔塔材之間產生接觸或是摩擦，如果施工期間無法規避，則可以將對應部分塔材拆卸，直至吊裝結束再進行安裝。

3 內懸浮外拉線組塔受力計算方法

鐵塔阻力施工技術設計過程中，需要確認有關影響因素之后針對所采用的工機具受力狀況予以研究與計算，同時需要將受力的最大值視為選用工器具的主要依據，通過上述方式，可以確保施工安全性以及穩定性。就本次施工項目而言，內懸浮外拉線組塔是主要的施工方式。為此，本次研究即以本施工項目為例，討論內懸浮外拉線組塔受力設計，為我國其他地區內懸浮外拉線組塔受力設計提供參考與幫助。

若是外拉線對地夾角不足45°，則計算條件如下所示：起吊重量最大值為2.5t，起吊附加重量按照0.4t計算，據此計算實際起吊重量為G＝（2.5＋0.4）×9.8＝28.42kN。設定抱桿的重量為1.1t，拉線等附件重量為0.6t，據此計算抱桿與拉線等附件重量即為G0＝（1.1＋0.6）×9.8＝16.66kN。施工過程中，β起吊滑車組軸線和鉛垂線之間夾角應保持為10°，ω控制繩和地面之間形成的角度控制為45°，γ落地拉線合力線和地面之間形成的角度控制為54°，δ抱桿軸線和鉛垂線之間形成的夾角控制為10°。

表 工機具安全系數、動荷系數以及不均衡系數取值情況

具體受力計算方法如下：

此時，控制繩所受到合理的計算公式如下所示：

式中，F為控制繩此時的靜張力合力，kN；G為此時被吊構件的重力，kN；β為起吊滑車組軸線和鉛垂線間形成的角度，°；ω為控制繩和地面所形成的夾角，°。

就本次工程而言，控制繩應用兩根?11mm鋼絲繩，控制繩與地面所形成的角度不應大于45°，被吊塔片和已組鐵塔之間間隔距離最大值不應小于100mm。該情況下，控制繩所受到的合力計算結果如下所示：

起吊繩合力受力計算方法為：

牽引繩張力情況：

式中，T為起吊繩的合力，包括起吊滑車組以及吊點繩，kN；T0為牽引繩靜態張力，kN；n為起吊滑車組處于工作狀態的鋼絲繩總量，如果吊裝重量為2.5t，則定為2；η為滑車效率，取值為0.96。

起吊系統應用1－1滑車組，總計使用兩根工作繩。吊點繩應用四點吊的方法，起吊繩和抱桿之間形成的夾角不宜大于20°，其中一端和塔材一側滑車相連接之后，借由塔身轉至滑車、塔下地滑車引至絞磨。

此時，起吊繩合力受力計算方式如下：

牽引繩的張力計算結果如下：

兩根外拉線受力計算公式如下：

主要受力單根拉線靜張力計算方式如下：

式中，Ph為核心受力拉線合力，kN；γ為抱桿拉線合力線和地面之間形成的夾角，取值為54°；δ為抱桿軸線和鉛垂線之間形成角度，°；P為主要受力拉線靜態張力，kN；θ為受力一側拉線和其合力線之間形成的角度，取值一般為30°。

外拉線系統應用X形進行布設。將其中一端安置在抱桿頂端拉線掛點之上，另一端則固定在地面之上，外拉線應用?15mm鋼絲繩，保證抱桿外拉線和低水平所形成的角度控制在45°之內，四根外拉線彼此保持垂直關系。現場地形若是存在高差，需要對外拉線水平距離進行適當的調節，以符合夾角方面的要求。外拉線調整采用30kN手板葫蘆，適當放松制動器，外拉線在制動器之上纏繞為雙“8”字，最終利用鋼絲繩將回頭卡住，確保固定。此時，兩個主要拉線合力計算結果如下：

此時主要的受力單根拉線張力計算結果如下：

4 結束語

輸電線路桿塔組立屬于輸電線路的關鍵性環節，容易受到多方面的影響，所以施工人員在開展施工之前，必須做好相應的準備，并提出合理的施工方案與工藝技術，嚴格要求所有施工人員按照既定施工方案以及圖紙開展施工工作，確保輸電線路桿塔組立施工安全和質量，推動輸電線路工程的發展。