外拉线内悬浮抱杆组塔技术要点分析及应用

外拉线内悬浮抱杆组塔技术要点分析及应用
摘要：输电铁塔是电网的重要组成部分之一，其施工质量直接关系着整个电网的安全稳定运行。

鉴于此，本文结合±500kV荆门～枫泾直流线路工程铁塔的组塔，根据工程实际情况以及超高压输电铁塔施工的特点，深入探讨该工程所采用的外拉线内悬浮抱杆组塔技术，同时根据铁塔施工部位的不同，提出了相应的施工质量控制措施，以提高输电铁塔施工质量，保证输电线路安全可靠性。

关键词：超高压输电铁塔；外拉线内悬浮抱杆组塔技术；施工质量控制工程概况
±500kV荆门～枫泾直流输电线路工程起于湖北荆门换流站，止于上海枫泾换流站。

本工程线路在原葛南±500kV线路走廊上将单回直流线路改成双回共塔架设直流线路，其中湖北境内线路长397.18km，共划分为七个施工标段。

其中，第2施工标段全部为双回同塔架设，施工范围为荆门～枫泾±500kV直流输电线路P201号塔-P328号塔，共计铁塔129基。

塔材总重：3919t。

放紧线及附件安装：线路全长54.74km，共15个耐张段，附件安装130基。

铁塔型号直线塔型式6种，耐张塔型式3种，共计9种。

外拉线内悬浮抱杆组塔技术
根据以往工程的施工经验，结合《超高压架空送电线施工工艺导则》要求，本工程针对直线塔将采用内悬浮外(内)拉线施工方案，抱杆选择600×600×31.5m规格的钢铝抱杆，经分析该抱杆从起吊高度、起吊重量、安全可靠性等方面均能满足本工程铁塔组立的要求。

2.1现场布置
内悬浮外拉线抱杆分解组塔可根据铁塔塔体的轮廓尺寸、重量等条件，采用塔身分片吊装、横担分段吊装或整段吊装，塔身分片吊装现场布置示意图，如图1所示。

外拉线悬浮抱杆分解组塔布置应遵循下列规定：1）承托系统：承托绳采用四根φ21.5钢丝绳，用100kN卸扣固定在铁塔主柱的节点上（承托绳与塔身的固定应通过事先安装在塔材上的施工板(孔)联接）,保证其受力相同且使抱杆底部位于塔身中心。

承托绳与抱杆轴线间的夹角应不大于45°；2）抱杆拉线：拉线地锚应位于与基础中心线夹角为45°的延长线上，离基础中心的距离应不小于塔高的1.2倍。

若无场地时，应经验算并制定针对性的安全措施；3）抱杆拉线应作为计算选择拉线及地锚的基础，吊装前拉线应进行可靠固定；4）牵引系统应放置在主要吊装面的侧面，牵引装置及地锚应与塔中心的距离应不小于塔高的1.2倍。

2.2抱杆的选择
外拉线抱杆采用600×600×31.5m钢铝抱杆，抱杆由5节中段和2节头部和底部组成，每节长度均为4.5m，抱杆全长31.5m，重1500kg；抱杆长细比为110，允许中心轴向压力≤200kN，破坏中心轴向压力为300kN；允许抱杆倾角≤10°，起吊钢丝绳与抱杆轴线夹角≤20°，最大允许起吊负荷40kN。

抱杆单线图。

抱杆计算条件：设抱杆倾斜角为10°(抱杆轴线与铅垂线间的夹角)；抱杆拉线对地夹角不大于45°(落地拉线合力线与地面间的夹角按此角度计算，当拉线对地夹角为45°时，值为30°)；控制绳与地面间的夹角不大于45°；起吊滑车组轴线与铅垂线间的夹角为10°；最大起重重量G按7.5t选取。

式中：T0——牵引绳的静张力；——起吊滑车组的合力，kN。

通过上述计算，N值≤所选用抱杆的额定轴向压力值。

2.3 抱杆的竖立
1)首先将抱杆根部对准塔中心，头部对准角外拉线地锚方向放好；2）连接抱杆头部的外拉线及起吊系统绳索；3）抱杆起立的牵引绳采用沿抱杆根部方向的拉线；4）抱杆的制动绳一端绑在抱杆的根部，另一端固定在对应的基础立柱上[1]。

2.4抱杆的提升
组塔每吊装完一段塔材后需要提升抱杆，提升抱杆的步骤如下：1）提升过程中应设置不少于两道腰环，腰环拉索收紧并固定在4根主材上，两道腰环的间距不得小于6m。

抱杆高出已组塔体的高度，应满足待吊段顺利就位的要求，且不应大于抱杆全长的2/3。

外拉线未受力前，不应松腰环；外拉线受力后，腰环应呈松弛状态；2）在塔身两对角处各挂上一套提升滑车组，滑车组的下端与抱杆下部的挂板相连，将两套滑车组牵引绳通过各自塔腿上的转向滑车引入地面上的平衡滑车，相互连接，平衡滑车与地面滑车组相连，利用地面滑车组以“2变1”方式进行平衡提升，提升时依靠两道腰环及顶部落地拉线控制抱杆；3）抱杆提升过程中，应设专人对腰环和抱杆进行监护；随抱杆的提升，应同步缓慢放
松拉线，使抱杆始终保持竖直状态；4）抱杆提升到预定高度后，将承托绳固定在主材节点的上方或预留孔处；5）抱杆固定后，收紧拉线，调整腰环使腰环呈松弛状态。

调整抱杆的倾斜角度，使其顶端定滑车位于被吊构件就位后的结构中心的垂直上方。

图2为提升抱杆布置示意图。

主要工器具受力分析：
控制绳：应不少于两根，以保证塔片平稳提升。

其受力计算式为：
式中：——控制绳的静张力，kN；——被吊构件的重力，kN；——起吊滑车组轴线与铅垂线间的夹角；ω——控制绳对地夹角。

起吊绳：由于吊点绳上方增加一只动滑车（俗称回头滑车），使起吊绳的实际受力减少1/2。

下面给出起吊绳的合力计算式。

式中：——起吊滑车组的合力，kN。

牵引绳的静张力：
式中：——牵引绳的静张力，kN；——起吊滑车组的静张力，kN；——起吊滑车组钢绳的工作绳数；——滑车效率，取。

2.5铁塔的吊装
底段吊装：根据塔腿重量、根开、主材长度、场地条件等可以采用单根吊装或分片搬立方法安装塔腿，先分别安装四个塔脚，再吊装底段塔片，对于钢管塔和组合角钢塔应先安装主塔材，再安装各塔面及内部构件。

塔身吊装：当抱杆起立，各系统钢丝绳布置好后，就可进行塔身部的吊装，当塔片接近就位位置时，塔上负责人指挥绞磨牵引系统、抱杆拉线系统、塔片控制绳系统的操作人员协同配合，塔上作业人员进入作业位置，在塔上负责人的指挥下，与地面各系统的操作人员相互配合，使塔片就位。

横担的吊装：将各层横担在地面起吊侧分别组装并初紧螺栓，利用地线支架和抱杆吊装导线横担。

各种直线塔型横担采取整体吊装；各转角塔的导线横担应采取分片吊装。

返滑车时牵引绳一端固定在支架与塔身相连的节点处，（绑扎时应使塔身的两根主材和节点处的辅材同时受力）通过动滑车和挂在支架上的转向滑车、抱杆头部的起重滑车、底滑车至机动绞磨。

2.6拆除抱杆
利用提升抱杆系统拆除承托绳，并将抱杆顶部降到低于铁塔顶面以下，装好铁塔顶部水平材。

在铁塔顶面的两主材上挂“V”型吊点，利用起吊滑车组将抱杆松至地面，然后逐段拆除，拉出塔外、运出现场。

“V”型吊点位置应选在铁塔主材的节点处。

施工质量控制措施
外拉线内悬浮抱杆组塔施工过程中应注意以下几点：1）在吊装时，凡采用钢绳绑扎处，必须用方木和软物将绑扎点保护好，以防止角钢变形或损伤镀锌层，也可加工施工用连板来进行吊装；2）在吊件拖地或离地前应十分注意吊件局部的杆件弯曲和变形，必要时需采取补强措施[3]；3）组塔前，铁塔基础须进行中间验收，且基础砼强度达到设计值的70%以上；4）铁塔塔材和螺栓必须严格按照铁塔加工标准进行验收，不合格的材料不能使用。

高强度螺栓应依据标识予以区分，扭矩应符合验收规范的规定；紧固螺栓应用梅花扳手，以防螺帽棱角损伤；5）安装时，对安装不上的物件，要查明原因,不得强行安装，对扩孔者要求不大于3mm，并要求防锈处理，严禁用火焊吹扩孔，严禁在现场加工补件；6）铁塔组立后各节点间主材弯曲不得超过1/800；7）对组装好的铁塔要求在架线前整理一次,整理好的铁塔螺栓紧固扭矩应符合规范规定，并校正到结构倾斜不超过1.5‰，转角塔达到设计倾斜，对塔脚与基础面有间隙者应先垫铁板，并灌1：2的水泥砂浆；8）当直线塔校正好铁塔、紧固地脚螺栓后,可在架线前浇好基础保护帽，耐张塔则要在架线后方可浇基础保护帽。

保护帽应做成中间高四周低的凸形。

不得有开裂和积水现象。

4．结语
本文结合笔者从事输电线路施工工作的相关经验，以±500kV荆门～枫泾直流线路工程铁塔施工为例，结合该工程特点以及超高压输电铁塔施工的特点，对外拉线内悬浮抱杆组塔技术进行了详细的介绍，总结了超高压输电铁塔施工过程中应主要的事项。

实践证明，外拉线内悬浮抱杆能够满足特高压铁塔组的各项要求，该方法操作灵活方便、安全可靠，避免上抱杆操作，既提高了工作效率又降低了安全风险。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。