750kV铁塔综合项目施工关键技术综合项目施工基本工艺概述.doc

750kV输电线路工程铁塔施工技术和施工工艺概述4月11日750kV输电线路工程铁塔施工技术和施工工艺概述695010300172509100760019600地线支架中横担边横担上曲臂下曲臂ZB4铁塔塔头示意图 田子恒编写750kV输电线路有单回路线路，也有双回路共塔线路。750kV单回路线路铁塔塔型重要分为两种类型：第一种是酒杯型直线塔和直线转角塔，见右图（ZB4塔头），第二种是干字形耐张塔。750kV双回路线路重要是鼓型塔，见右图。酒杯型铁塔施工难度大，干字形铁塔和鼓型塔施工难度较小。酒杯型铁塔施工重要难点是吊装铁塔平口以上塔头某些，平口以上塔头某些重量在150kN236kN之间，导线横担长33.8m43.4m，导地线横担重量在73kN130kN之间，酒杯型铁塔平口到导线横担上平面高度为22.5m23m。铁塔施工办法诸多，重要有四种办法：抱杆组塔、塔式起重机组塔、吊车组塔、直升飞机组塔。当前咱们重要采用抱杆组塔办法，其她办法在特高压实验示范工程只作某些试点工作。抱杆组塔又分为：内抱杆组塔、外抱杆组塔、倒装组塔。内抱杆组塔是咱们当前惯用办法，它又有各种形式：内拉线抱杆、外拉线抱杆、落地抱杆、悬浮抱杆、两摇臂抱杆、四摇臂抱杆。依照咱们750kV线路工程塔型特点，分两种地形条件来选取施工办法：对塔位地形条件可以打外拉线所有直线塔、耐张塔和双回路塔都可采用内悬浮外拉线抱杆组塔办法。对塔位地形不能打外拉线酒杯型和猫头型直线塔、直线转角塔可选采用落地摇臂抱杆组塔办法，也可选用内悬浮内拉线抱杆组塔身，塔头用双抱杆或辅助小抱杆等办法施工，耐张塔和双回路塔采用内悬浮内拉线抱杆组塔办法。1内悬浮外拉线抱杆分解组塔1.1 方案特点此种办法在超高压线路施工中普遍采用、技术成熟，依照750kV线路塔窗大小及吊重，可选取最大吊重5.57.6t，高32米以上、截面700700钢抱杆或钢铝混合抱杆。750kV示范工程研制钢铝混合型抱杆数据如下：抱杆高32米，设计吊重55kN。700方截面，格构式构造。材料为钢铝混合型，抱杆两端各8米用LY12角铝材料，中间16米用Q345角钢材料。抱杆主材为806，斜材为403。抱杆4米为一段，整个抱杆由8段构成，两端为300方截面,上端连接抱杆帽，下端连接抱杆底座。如果将钢铝混合型抱杆两端16米铝合金段，更换为Q345钢段，成为钢抱杆，它最大吊重为76kN。1.2现场布置1.2.1内悬浮外拉线抱杆分解组塔可依照塔体构造尺寸、构件重量等条件，采用塔身分片吊装、横担分段吊装或分片吊装。塔身分片吊装现场布置如图2所示。图2 内悬浮外拉线抱杆分解组塔现场布置示意图内悬浮外拉线抱杆组塔现场布置可分为6个系统：抱杆本体、抱杆承托系统、抱杆拉线系统、吊绳系统、牵引系统、吊件控制系统。（1）抱杆本体：由主柱、抱杆帽和抱杆底座三某些构成，其中主柱由若干段通过螺栓连接而成；抱杆帽4角应有能连接抱杆拉线挂环，抱杆帽4面应有能连接起吊滑车组挂环，抱杆头部应可以旋转；抱杆底座4角应有能连接承托绳挂环，抱杆底座4面应有能连接提高抱杆滑车组挂环。（2）抱杆承托系统：用4根承托绳将抱杆悬挂在铁塔中心位置，承托绳下端与抱杆底座挂环连接，接承托绳上端与铁塔主材连接，它是整个起吊系统根基。由于吊重大，承托绳受力也大，如果用单绳，绳会较粗，建议用双绳，双绳通过挂在抱杆底座挂环上平衡滑车使双绳受力均衡，平衡滑车见下图（可以用金具U型环改制）。承托绳两端绳套通过两个专用联板联接在铁塔大节点上。 平衡滑车示意图 专用联板见下面示意图，专用联板借用铁塔大节点三个螺栓孔，用三个6.8级铁塔螺栓拧固在塔身上（每个M20螺栓抗剪强度75kN），螺栓应带双帽，同一节点安装2个专用联板位置应对称。 连在水平连扳用承托绳联接板示意图 连在主材上用承托绳联接板示意图承托绳不易用在塔上缠绕来调节长度，应用加减绳套办法调节承托绳长度。以ZB塔平口承托绳长度为基本长度，普通铁塔只升一次抱杆就能将塔立完了，抱杆坐地能把塔身立完，升一次抱杆坐在平口可把塔头立完。对个别高塔，塔身须升一次抱杆才干立完，这时承托绳可在平口承托绳基本上，用U型环连接一种适当钢丝绳套，钢丝绳套长度经计算得出。（3）抱杆拉线系统：抱杆帽4角拉线挂环上挂互呈90、且与基本中心线夹角为45拉线，拉线下端通过松绳制动器连在地锚上。通过4条拉线来保证抱杆稳定和调节抱杆倾斜角度。（4）牵引系统：由22（或21）滑车组和机动绞磨构成，滑车组上端挂在抱杆帽挂环上，下端挂吊装塔材，磨绳通过腰滑车和地滑车上机动绞磨，用机动绞磨通过滑车组提高塔材。（5）吊绳系统：连接在滑车组下端和塔材之间索具，索具应绑扎在塔材重心上面，索具与吊钩之间不能滑动，吊装塔片时应对塔片进行补强，防止塔片受力后发生变形，吊绳应以便塔材安装就位。（6）吊件控制系统：控制绳上端绑扎在吊装塔材下边，控制绳下端通过松绳制动器连在拉线地锚上。用于控制塔材在起吊工程中不与已立好铁塔接着，安装时控制塔材就位。1.2.2 内悬浮外拉线抱杆分解组塔布置应遵循下列规定：1) 承托绳固定在铁塔主柱节点上，四根承托绳应等长，承托绳与塔身固定宜通过事先安装在塔材上施工板(孔)联接，对角两承托绳之间夹角应不不不大于90。2) 抱杆拉线地锚应位于与基本中心线夹角为45延长线上，离基本中心距离应不不大于塔高1.2倍。当场地不能满足规定期，应验算各部受力并采用特殊安全办法。3) 承托绳、控制绳、吊点绳、磨绳、抱杆拉线和地锚应通过计算后选取。4) 牵引系统应放置在重要吊装面侧面，牵引装置及地锚与铁塔中心距离应不不大于塔全高0.5倍，且不不大于40m。1.3工艺流程内悬浮外拉线抱杆分解组塔工艺流程如图3所示。 图3 内悬浮外拉线抱杆分解组塔工艺流程图1.4重要工艺1.4.1抱杆组立1) 地形条件允许时，采用倒落式人字抱杆将抱杆整体组立。2) 地形条件不允许时，先运用小型倒落式人字抱杆整体组立抱杆上段，再运用抱杆上段将铁塔组立到一定高度，然后采用倒装提高方式，在抱杆下部接装抱杆别的各段，直至所有组装完毕。1.4.2塔脚吊装1) 塔脚普通采用分片或单根吊装办法，可依照塔腿构造和塔腿重量而定。2) 分片吊装时应选取合理吊点，吊点应选取在塔身节点处，且在塔片重心上边，必要采用防止塔片变形补强办法。3) 单根主材或塔片组立完毕后，应随后安装并紧固好地脚螺栓或接头包角钢螺栓（对插入式基本铁塔）并打好暂时拉线。在铁塔四个面辅材未安装完毕之前，不得拆除暂时拉线。1.4.4 塔身吊装 1抱杆拉线；2抱杆；3承托绳；4牵引绳；5地滑车；6控制绳；7吊件；8起吊滑车组；9吊点绳；10卸扣；11“V”形控制绳；12补强木；13控制地锚；14抱杆拉线地锚；15动力地锚塔身吊装示意图1) 塔身吊装时，抱杆适度向吊件侧倾斜，倾斜角不适当超过10。2) 倒“V”形吊点绳绑扎点应在吊件重心以上主材节点处。3) “V”形吊点绳应由2根等长钢丝绳通过卸扣连接，两吊点绳之间夹角不得不不大于120。4) 塔身吊装过程中，用控制绳控制塔片与已安装好塔身和抱杆保持一定距离，互相不能接着。5) 塔片吊到安装高度时，调节抱杆倾斜、控制绳张力和塔片高度，使塔片就位。1.4.3 提高抱杆1) 铁塔组立到一定高度，塔材所有装齐且紧固螺栓后即可提高抱杆。应采用两套滑车组加一套平衡滑车组进行提高。抱杆提高如图4所示。2) 提高过程中应设立两道腰环，腰环拉索收紧并固定在4根主材上，两道腰环间距不得不大于6m。抱杆高出已组塔体高度，应满足待吊段顺利就位规定。1拉线调节滑车组；2腰环；3抱杆；4抱杆拉线；5提高滑车组；6已立塔身；7转向滑车；8牵引绳；9平衡滑车；10牵引滑车组；11地锚。图4内悬浮外拉线抱杆提高布置示意图3) 在塔身两对角处各挂上一套提高滑车组，滑车组下端与抱杆下部挂板相连，将两套滑车组牵引绳通过各自塔腿上转向滑车引入地面上平衡滑车，平衡滑车与地面滑车组相连，运用地面滑车组以“2变1”方式平衡提高，提高时由两道腰环及落地拉线控制抱杆。4) 抱杆提高过程中，应设专人对腰环和抱杆进行监护；随抱杆提高，应同步缓慢放松拉线，使抱杆始终保持竖直状态。5) 抱杆提高到预定高度后，将承托绳固定在主材节点专用连扳挂环上。6) 抱杆固定后，收紧拉线，调节腰环呈松弛状态。调节抱杆倾斜角度，使其以便被吊构件就位。酒杯型铁塔吊装重要工艺见下面示意图。吊装左横担去比吊装右横担去比吊装中横担横担去比吊装右曲臂去比吊装左曲臂去比吊装塔身 图5 酒杯型铁塔吊装示意图1.4.5 曲臂吊装1) 对酒杯型塔、猫头型铁塔，铁塔曲臂吊装应依照抱杆承载能力及场地条件来拟定采用整体或分体吊装方式。曲臂宜从铁塔侧面吊装。2) 曲臂吊点绳宜用倒“V”形钢丝绳绑扎在曲臂K节点处或构件重心上方约1m2m处，起吊前应调节抱杆使其向起吊侧倾斜。4) 两侧曲臂安装好且紧固螺栓后，在曲臂上口先后侧加钢丝绳和双钩紧线器调节收紧，测量上曲臂上口螺栓孔距离，并确认其与横担相应螺栓孔距离相一致。1.4.6横担吊装1) 酒杯型塔横担吊装：依照抱杆承载能力、横担重量、构造特点和塔位场地条件，可以将横担整体吊装（如图6）；也可以将横担分三段吊装（如图8）；还可以将横担中段分为先后片吊装（如图7），两侧边相横担整体吊装，边相横担运用辅助抱杆或地线支架吊装。1.5 m6.5 m60 kN手搬葫芦副吊点绳:2410.5m 2根 主吊点绳:152. 6m 4根 连接于150kN U形环100kN U形环图6 750kV线路酒杯塔横担整体起吊布置图90滑车补强抱杆图7 中横担分片吊装及补强示意图图8 中横担、边横担整体吊装示意图横担中段整体吊装操作a) 横担接近就位高度时，用拉线调节抱杆向起吊反侧倾斜，且缓慢松出控制绳，使横担下平面缓慢进入上曲臂上方。当两端都进入上曲臂上面后，先低后高，对孔就位。b) 横担与上曲臂平口对孔，应先就位低一侧，然后再就位另一侧。2)猫头型铁塔横担吊装：依照抱杆承载能力和线路方向及铁塔先后侧场地平整状况，可以采用横担整体吊装或先后分片平衡吊装。横担整体吊装办法与酒杯型塔横担吊装办法相似， 猫头型铁塔吊装示意图3) 干字型铁塔横担吊装：吊点绳宜绑扎在地线横担重心偏外位置。起吊后横担外端略上翘，就位时先连接上平面两主材螺栓，后连接下平面两主材螺栓。干字型铁塔地线横担采用补强办法后，可运用地线横担作支撑吊装导线横担，见下图。图8 双回路塔和干字型铁塔地线横担吊装示意图图9 双回路塔和干字型铁塔导线横担吊装示意图4) 双回路铁塔横担办法与吊装干字型铁塔横担相似。1.4.7 抱杆拆除 铁塔组立完毕后，抱杆即可拆除。在铁塔顶面两主材上挂“V”形吊点绳，运用起吊滑车组将抱杆下降至地面，逐段拆除，拉出塔外、运浮现场。“V”形吊点绳位置应选在铁塔主材节点处。2 座地式摇臂抱杆分解组塔方案2. 1 方案特点抱杆立于铁塔中心地面上，在距抱杆顶部恰当位置安装4副摇臂，该摇臂顶部悬挂滑车组可用于吊装塔片，又可用来做平衡拉线。抱杆带摇臂，施工起吊半径大，便于构件就位。但座地式摇臂抱杆自重大、控制绳索较多，此办法不适当在线路中普遍采用，只用于塔位不能打外拉线直线塔。落地摇臂抱杆主抱杆截面700700，摇臂长度5米、最大吊重24t，材质为Q345。合用范畴：座地式摇臂抱杆组塔方案合用于各种型式直线塔和耐张塔。不用外拉线，能适应各种地形条件。2. 2 现场布置(1) 座地式摇臂抱杆分解组塔现场布置见图10。1变幅滑车组；2摇臂；3抱杆；4起吊滑车组（平衡）；5腰环；6下控制绳；7塔片；8上控制绳；9起吊滑车组（吊装）。图10座地式摇臂抱杆组塔现场布置示意图 (2) 每副抱杆应设两台机动绞磨，机动绞磨可设在塔身构件副吊侧及非横担整体吊装侧，与铁塔中心距离应不不大于塔全高0.5倍，且不不大于40m。2.3工艺流程。座地式摇臂抱杆分解组塔工艺流程见图11。图11 座地式摇臂抱杆分解组塔工艺流程图2.4重要工艺(1) 抱杆组立a) 抱杆初次组立高度应满足吊装塔腿需要，普通为20m30m。b) 在地面将座地式摇臂抱杆组装好，安装所有滑车组及附件等，采用倒落式人字抱杆整体组立摇臂抱杆。(2) 塔腿吊装：组立塔腿时，抱杆必要设立顶部落地拉线。(3) 提高抱杆a) 每吊完一段塔体后，应将4侧塔材所有安装齐全，并紧固螺栓后再提高抱杆。提高抱杆时腰环应不少于2道。b) 抱杆升高采用倒装提高接长办法，运用已经组立好塔体主材作为支撑架，通过提高滑车组将抱杆升高，然后在其下方接装下段。c) 抱杆升高后，应用经纬仪在顺线路及横线线路两个方向上监测抱杆竖直状态，抱杆调直后再收紧各层腰环及摇臂变幅滑车组。 (4) 塔身吊装a) 吊装时，抱杆顶部应向平衡侧（即起吊反向侧）预偏0.2m0.3m，三侧摇臂起吊滑车组均应与塔脚相连接，起到平衡拉线作用。起吊过程中抱杆应保持竖直。b) 铁塔塔片应组装在摇臂正下方，以避免吊件对摇臂及抱杆产生偏心扭矩。单侧起吊时，如受场地限制，吊件起吊中心对抱杆轴线偏角应不不不大于10。c) 两侧塔片安装就位后，应将吊点绳和起吊滑车组保持不动，随后起吊塔体另两侧面斜材和水平材。待塔体四侧斜材及水平材安装完且螺栓紧固后方可拆除起吊索具。d) 组立塔腿以上各段塔体时，抱杆在塔体内应设立不少于2道腰环，腰环间距应满足抱杆稳定规定，且上道腰环应位于已组塔体上平面节点处。(5) 曲臂吊装：依照抱杆承载能力及场地条件拟定采用上、下曲臂整体吊装或分体吊装方案，采用单侧吊装方案，曲臂宜从铁塔侧面吊装 (6) 横担吊装 a) 酒杯型塔、猫头型塔横担吊装：依照抱杆承载能力、横担重量和塔位场地条件，应采用分段分片吊装方式。横担分为中段先后片吊装，边相横担运用地线支架或辅助抱杆吊装。 b) 干字型铁塔、双回路铁塔横担吊装：用左右摇臂整体吊装左右地线横担，对地线横担补强后吊装导线横担。 (7) 抱杆拆除a) 下降抱杆前，先将摇臂收拢并固定在主抱杆上。b) 抱杆拆除为倒装提高逆过程，抱杆从下往上逐段拆除。3内悬浮外拉线抱杆分解组塔重要受力计算3.1内悬浮外拉线抱杆分解组塔施工计算应涉及重要工器具受力计算及构件强度验算。重要工器具涉及抱杆、抱杆拉线、起吊绳（涉及起吊滑车组、吊点绳、牵引绳等）、承托绳和控制绳等。工具受力计算应先将全塔各次吊重及相应抱杆倾角、控制绳及拉线对地夹角进行组合，计算各工器具受力，取其最大值作为选取相应工器具根据。3.2 重要工器具受力分析图如下图所示。3.3控制绳受力计算对于分片或分段吊装时，绑扎吊件处控制绳应采用“V”形钢丝绳，“V”形钢丝绳夹角宜为3090，以保证塔片平稳提高。其受力计算式为： (1)式中：F控制绳静张力合力，kN；G被吊构件重力，kN；起吊滑车组轴线与铅垂线间夹角，（）；控制绳对地夹角，（）。内悬浮外拉线抱杆组塔受力分析图3.4起吊绳受力计算如上图所示，起吊绳（起吊滑车组、吊点绳）合力计算式为： (2)式中：T起吊绳（起吊滑车组、吊点绳）合力，kN。3.5牵引绳静张力 (3)式中：T0牵引绳静张力，kN；n起吊滑车组钢丝绳工作绳数；滑车效率，=0.96。3.6抱杆拉线静张力抱杆倾斜角普通为510。在起吊构件重力作用下，只考虑两根重要拉线受力。由于布置上误差，两根拉线考虑1.3不平衡系数，两根重要拉线合力按下式计算： （4）将式（2）代入式（4）得 (5)式中：Ph重要受力拉线合力，kN；抱杆拉线合力线对地夹角，（）；抱杆轴线与铅垂线间夹角（即抱杆倾斜角），（）。重要受力单根拉线静张力为： （6）式中：P重要受力拉线静张力，kN；受力侧拉线与其合力线间夹角，（）。3.7抱杆受力计算 （7）式中：N0起吊绳、抱杆拉线对抱杆产生轴心压力，kN。将式（2）代入式（7）得 （8）抱杆综共计算压力中应涉及牵引绳对抱杆压力，故： （9）式中：N抱杆综共计算轴向压力，kN。3.8承托绳受力计算承托绳受力不但要承担抱杆外荷载，同步还要承担抱杆及拉线等附件重力。a) 当抱杆处在竖直状态时： （10）式中：S1两条承托绳合力，kN；N抱杆综共计算轴向压力，kN；G0抱杆及拉线等附件重力，kN；两承托绳合力线与抱杆轴线间夹角，（）。b) 当抱杆向受力侧倾斜时，受力侧承托绳合力较受力反侧为大，其值为： （11）式中：S2抱杆向受力侧倾斜时，受力侧承托绳合力，kN。受力侧两承托绳合力线与抱杆轴线间夹角，（）。3.9 钢丝绳安全系数取值 按照电力建设安规DL 5009.2附表规定：磨绳、吊点固定绳安全系数取4.5；承托绳、控制绳安全系数取4.0；抱杆拉线安全系数取3.0。受力侧两拉线或两承托绳不平衡系数取1.3，动荷系数取1.2。4 750kV示范工程铁塔施工方案简介750kV示范工程有7个送变电公司参加线路施工，按线路方向排列是：青海、陕西、宁夏、甘肃、湖南、东电、山东送变电公司。7个施工单位中，有6个施工单位铁塔施工办法重要采用内悬浮外拉线抱杆分解组塔办法，使用抱杆截面基本是700700，高度是3233米，抱杆材质有钢抱杆和钢铝混合抱杆两种，抱杆最大吊重5.57.6吨。塔身基本采用分片吊装，上下曲臂整体从侧面吊装。横担多采用分3段整体吊装，先吊装中横担带地线支架，用补强后地线支架吊装边横担，ZB1铁塔横担有用钢抱杆一次整体吊装。7个施工单位中，只有湖南送变电公司采用双抱杆立ZB型铁塔，使用截面380380铝合金抱杆，塔身和下曲臂用内悬浮外拉线抱杆，分解组塔办法分片吊装，上曲臂以上用双外抱杆吊装，左右曲臂分别用左右外抱杆吊装，中横担分片吊装，用附着在左右曲臂两个外抱杆抬中横担一片，分片吊装后将中横担组装成整体，再用补强后地线支架吊装边横担。 从750kV示范工程铁塔施工经验看，铁塔施工采用内悬浮外拉线抱杆分解组塔办法是合理。.4.11