輸電鐵塔安全狀態(tài)的判定和處理措施

1、安全管理文書輸電鐵塔安全狀態(tài)的判定和處理措施日期：單位：輸電鐵塔安全狀態(tài)的判定和處理措施引言輸電鐵塔（包括鋼管桿）是電力輸配電工程中使用周期較長的基本 重要設(shè)施之一，屬高聳鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)筑物。鐵塔建好后長期處在室外自然條 件下，初始的質(zhì)量狀況、所處的自然環(huán)境、人為因素都可能影響到鐵塔 的安全使用或使用年限，而這種影響對不同狀態(tài)和不同類型的鐵塔也是 不同的。結(jié)合桿塔的運行維護(hù)對輸電鐵塔的安全狀態(tài)進(jìn)行判定和處理， 是電力設(shè)施維護(hù)管理的重要方面之一。 目的是找出并消除輸電鐵塔不安 全因素，達(dá)到或延長輸電鐵塔的正常使用壽命的目的，對輸電線路的安 全運行和使用提供可靠的安全保障。1鐵塔結(jié)構(gòu)方面輸電鐵塔一般設(shè)計

2、使用壽命為30年，30年的安全使用期是綜合考 慮到自然氣候、金屬疲勞強度、防腐等因素.其結(jié)構(gòu)方面應(yīng)滿足這一指 標(biāo)：結(jié)構(gòu)的安全性、適用性、耐久性總稱為結(jié)構(gòu)的可靠性。結(jié)構(gòu)的可靠 性在正常使用設(shè)計的極限狀態(tài)下是否可靠，是鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計和結(jié)構(gòu)安全 的關(guān)鍵，而極限狀態(tài)的判別是一個材料、結(jié)構(gòu)力學(xué)的計算過程，因用料 大小、荷載大小、交叉材多少、塔段高低、根開大小、地理位置等不同 而不同；鐵塔受力如何、鐵塔結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀能否承受就是判別過程。1. 1影響輸電鐵塔受力的因素和設(shè)計原則對于輸電鐵塔而言。結(jié)構(gòu)受力主要以風(fēng)荷載為主、輔以導(dǎo)地線型號、 自重、覆冰、地震、施工檢修荷載及溫度變化作用等：通常直接影響鐵 塔受力的因

3、素主要表現(xiàn)為：1）線路所屬氣象區(qū)即線路途經(jīng)地區(qū)的基準(zhǔn)風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值或設(shè)計風(fēng)速 及環(huán)境污染程度等。以安徽地區(qū)220kV工程為例：江北地區(qū)設(shè)計風(fēng)速一般為25m）/s,江南山區(qū)一般為30m）/s,基準(zhǔn)風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值 Wc和風(fēng)速V的 關(guān)系為 Wg V2/1600。2）導(dǎo)地線型號、數(shù)量。3）鐵塔自身的外形輪廓尺寸。在以上幾個因素中，又以1）、2）兩項為主，在取得基本設(shè)計風(fēng)速、 導(dǎo)地線型號、數(shù)量及鐵塔塔高等要求基本資料后，按國家現(xiàn)行有關(guān)設(shè)計 規(guī)程規(guī)范進(jìn)行鐵塔的內(nèi)應(yīng)力分析計算， 得到相應(yīng)構(gòu)件的材料規(guī)格尺寸和 節(jié)點信息，并在滿足使用條件的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化、確定最終外形尺 寸形式等。當(dāng)線路路徑所屬地區(qū)環(huán)境污染嚴(yán)重、污

4、穢等級高時（附近有礦山、化工廠酸雨區(qū)等）即對鐵塔防腐有較大影響時，應(yīng)對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn) 行加大、加強處理。1. 2目前使用的主要塔型情況及結(jié)構(gòu)上可能存在的問題目前運行使用中的鐵塔主要有自立式角鋼鐵塔、 拉線角鋼塔和鋼管 桿等型式。存在的問題主要表現(xiàn)為：1. 2. 1鐵塔焊接問題自立式角鋼塔全塔整體焊接主要問題為鐵塔使用期 （耐久性）因節(jié) 點為焊接，而焊接面有限，焊接處金屬疲勞或可能裂紋而沒有保障。如 無其它問題（焊接牢度、防腐等），使用期在25年左右，應(yīng)根據(jù)實際情 況鑒定換塔。1. 2. 2鐵塔用料問題塔材用料要按現(xiàn)在規(guī)程規(guī)范以及使用要求， 早期的鐵塔設(shè)計較現(xiàn)在 的設(shè)計等級低，部分鐵窄用料較小，塔材

5、的大小與根開、塔段大小，內(nèi) 外交叉材用量也不合理。另外，當(dāng)時鋼材的加工、材質(zhì)以及防腐措施均 與現(xiàn)在的水平無法比擬，因此其安全可靠性存在問題，但各塔型情況互有差異。1. 2。3鐵塔結(jié)構(gòu)問題結(jié)構(gòu)情況應(yīng)逐塔而異，主要需外形觀察、圖紙復(fù)算，個別塔型的局 部主材變化為突變，引起局部剛度差異較大，對結(jié)構(gòu)受力不利。在材料 使用合適情況下，塔身開合角應(yīng)盡可能平滑過渡，避免在某一節(jié)點塔段 大幅收身，引起該處節(jié)點應(yīng)力集中，在早期的鐵塔中因種種原因存在不 少這種情況，針對這種情況可在維護(hù)管理中應(yīng)經(jīng)常性認(rèn)真檢查節(jié)點板厚 度、邊距等，更不能缺損螺栓，否則會造成塔材變形、塔身傾斜，已發(fā) 生傾斜的需及時加固并作鑒定處理。1

6、. 2. 4節(jié)點及關(guān)鍵部位問題節(jié)點及關(guān)鍵部位中，如，鐵塔塔段連接板和主要交叉連板、塔段連 接用內(nèi)外包角鋼是鐵塔結(jié)構(gòu)連接可靠性的關(guān)鍵， 保證了鐵塔整體受力均 勻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，連接板、包角鋼大小、厚度、孔邊距、火曲度、螺栓數(shù)， 設(shè)計時已有要求。日常維護(hù)管理中，檢查、緊固、復(fù)核是重點，如有缺 損變形應(yīng)及時整改。1. 2. 5鐵塔設(shè)計問題鐵塔設(shè)計時是根據(jù)使用要求的荷載計算的，不同用途鐵塔荷載不 同，結(jié)構(gòu)設(shè)計用料也不同。早期鐵塔承受荷載較小，塔段截面較小，后 期為增加負(fù)荷而更換型號較大的導(dǎo)地線或塔身上加掛光纜等均會增加 鐵塔上的荷載。使用過程中荷載變化或增加荷載較大時，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場勘 查并對鐵塔進(jìn)行復(fù)算，保證

7、結(jié)構(gòu)安全可靠。1. 3鋼管桿可靠性判定近年逐漸增加的鋼管桿，整體結(jié)構(gòu)簡潔，美觀，占地較少?？煽啃?較好；。但對設(shè)計、制造、基礎(chǔ)土建、安裝施工都有較高的要求，需加 強日常管理維護(hù)中的觀察，重點是垂直度，基礎(chǔ)是否沉降，焊縫狀況。少量或某段垂直偏差可以調(diào)整，大幅或整塔偏差需及時查找基礎(chǔ)是否有 變化，焊縫主要檢查焊縫處鍍層是否脫皮，是否有裂紋，從而對其可靠 性有較好的判定。1. 4加工安裝技術(shù)要求鐵塔有規(guī)范正確的設(shè)計，還必須有規(guī)范正確的加工、安裝，方能達(dá) 到設(shè)計的可靠性指標(biāo)：加工安裝中，不能任意擴(kuò)孔，安裝時機械擴(kuò)孔數(shù) 量不大于5%,包角鋼應(yīng)采用機械加工，不能在主材上氧割，保證各構(gòu) 件的尺寸規(guī)格，螺栓等

8、級、數(shù)量，各構(gòu)件的原材料特殊性，鍍鋅防腐質(zhì) 量等滿足設(shè)計要求。鐵塔安裝應(yīng)保證各構(gòu)件安裝時不出現(xiàn)變形損壞、錯 裝、漏裝等，保證全塔垂直度不超過規(guī)范要求，對于連接點、連板塔腳 等易發(fā)生問題的關(guān)鍵部位，加工安裝時特別需注意。2鐵塔防腐方面金屬在自然狀態(tài)下均會發(fā)生氧化、 腐蝕，在特殊環(huán)境下會加快這種 反應(yīng)，有一定的防護(hù)后會減緩這種反應(yīng)。鐵塔由普通低合金鋼或低碳鋼 制造，不加防護(hù)氧化銹蝕年約0. 1 一 lmm不采取有效的防腐措施使用 年限不長。鐵塔的使用期30年是與有效防腐有直接關(guān)系。有效的防腐 辦法很多，使用防腐漆、涂覆不同的金屬鍍層等都是有效防腐？一般油漆使用期較短，需反復(fù)進(jìn)行，綜合成本大；熱鍍鋅

9、是一種利用不同電位 金屬保護(hù)作用防腐的有效防腐工藝， 熱鍍鋅浸鍍可從鐵基母材到純鋅層 生成不同比例的金屬相而保護(hù)鐵基，一次完成，較長的使用期，綜合成 本低，時目前使用最廣泛和成熟的一種防腐措施。鐵塔熱浸鍍鋅，國家有專門的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求如 廣播電視鋼塔 桅防腐蝕保護(hù)涂裝GY64-89,安徽地區(qū)實用的鋅層厚度為母材 80mM 8mm以上為86 ，母材80mM 80mm以下為65嶺。2. 1鐵塔地上部分應(yīng)符合的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)鐵塔地上部分必須全部有符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的熱浸鍍鋅，表面光潔，無大面積缺損，完好的熱鍍鋅層一般無需日常保養(yǎng)維護(hù)。2. 2鐵塔連接鏍栓的要求鐵塔連接螺栓均應(yīng)采用冷鐓熱浸鍍鋅螺栓和螺母。2.

10、3現(xiàn)有鐵塔防腐方面存在問題1）全塔無熱鍍鋅，刷漆防腐。2）全部或部分螺栓無熱鍍鋅，采用電鍍鋅或刷漆。3）部分構(gòu)件鍍鋅質(zhì)量不好有缺損。4）部分構(gòu)件或增加構(gòu)件無熱鍍鋅。2. 4防腐方面存在問題的處理2. 4. 1全塔未進(jìn)行過熱鍍鋅，刷漆防腐、刷漆防腐也是一種防腐 方法，一般防銹漆母材處理較好情況下可連續(xù)使用 5年以內(nèi)，以后隔年 應(yīng)重新清潔刷漆。但實際過程中重新刷漆難達(dá)到理想效果， 外觀有油漆， 但漆膜內(nèi)仍繼續(xù)銹蝕，銹蝕面加大，銹蝕度加深，母材防護(hù)防腐周期進(jìn) 一步縮短。針對這種情況提出：1）鐵塔結(jié)構(gòu)構(gòu)件良好，原添面或鍍層尚在，局部銹蝕添面脫落，可 認(rèn)真清潔，隔2年一次刷漆防腐，正常使用，但整塔使用壽

11、命將有很大 縮短。2）鐵塔結(jié)構(gòu)構(gòu)件良好，原添面或鍍層完全脫落，母材有淺度銹蝕形 成麻點。卡尺測量母材厚度不變，此時該鐵塔需認(rèn)真除銹清潔，刷防銹漆（二遍），如處理質(zhì)量良好，可繼續(xù)使用 5年以上，但應(yīng)隔2年刷漆一 次。3）鐵塔結(jié)構(gòu)構(gòu)件完整，原添面或鍍層完全脫落，母材有較深銹蝕或銹漲，去除銹蝕層，卡尺測量母材厚度已不足，此時該鐵塔剛度和強度 已發(fā)生變化，可靠性差，應(yīng)及時考慮拆除或更換相應(yīng)構(gòu)件。2. 4. 2全部或部分螺栓銹蝕鐵塔結(jié)構(gòu)構(gòu)件良好，因采用非熱鍍鋅螺栓可能造成全部或部分螺栓 銹蝕，此時應(yīng)及時更換所有銹蝕螺栓，特別是關(guān)鍵部位螺栓，防止羅紋 銹蝕脫帽。2. 4. 3部分構(gòu)件銹蝕或局部銹蝕按原構(gòu)件

12、大小、規(guī)格、尺寸更換銹蝕構(gòu)件或局部防腐處理：鐵塔不 易更換件如塔腳等，應(yīng)米用砼及瀝青保護(hù)。3基礎(chǔ)方面3. 1基礎(chǔ)的設(shè)計和施工基礎(chǔ)的設(shè)計主要根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)條件和上部塔架傳遞的作用力，按照現(xiàn)行的地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范對基礎(chǔ)的抗拔、抗傾覆、地基的抗壓能力以 及基礎(chǔ)本身的強度進(jìn)行優(yōu)化驗算，選擇最優(yōu)方案，得出基礎(chǔ)形式和大小 尺寸、基礎(chǔ)的鋼筋的規(guī)格數(shù)量、混凝土的等級等。目前鐵塔的基礎(chǔ)一般采用剛性臺階式、柔性大板式、聯(lián)合基礎(chǔ)、人 工挖孔灌注樁等形式。其中以剛性臺階式基礎(chǔ)應(yīng)用最為廣泛，其次挖孔 灌注樁近年來因鋼管塔的增多而增多?；A(chǔ)的施工主要根據(jù)基礎(chǔ)圖紙。 按照現(xiàn)行的施工規(guī)范保質(zhì)保量的完成，并擁有現(xiàn)場施工記錄、混凝

13、土試 塊和鋼筋的各項性能指標(biāo)等資料：加強現(xiàn)場管理力度，杜絕偷工減料， 隨意修改設(shè)計的大小尺寸等不良行為是關(guān)鍵，消除鐵塔建成后的隱患：3. 2地基基礎(chǔ)存在的問題高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定對于地基允許有一定的變形：對于高度 在20-50米的結(jié)構(gòu)，沉降允許值：高壓縮性粘性土 400mm低、中壓縮性粘性土、砂土 200mm傾斜允許值：tg 0< 0. 006（ 0為傾斜角度）。地基基礎(chǔ)存在的問題主要表現(xiàn)為：1）基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降、傾斜。2）基礎(chǔ)部分被拔出地面：3）基礎(chǔ)混凝土氧化剝落、露筋。4）基礎(chǔ)地腳螺栓銹蝕。5）基礎(chǔ)周圍取土或堆放污染物。3. 3基礎(chǔ)部分存在問題的處理1）基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降、傾斜原因

14、可能是因地質(zhì)勘查、設(shè)計、施工 不妥以及塔上荷載變化造成。此時首先應(yīng)對原設(shè)計、施工資料重新審查 核算，找出主要原因，加固基礎(chǔ)，嚴(yán)重時拆除重建，2）基礎(chǔ)部分被拔出地面設(shè)計標(biāo)高地質(zhì)資料不準(zhǔn)， 設(shè)計計算不準(zhǔn)、無 設(shè)計或先施工后補設(shè)計資料等原因都可能造成，此時主要需及時找出原 因，及時加固處理，嚴(yán)重時須請設(shè)計、施工部門鑒定后拆除重建。3）基礎(chǔ)砼氧化剝落、露筋，其原因可能是施工時未按設(shè)計規(guī)范配料 施工，或使用年限已久正常氧化，一般較輕情況下可整改、修補、加固、 回填土夯實，嚴(yán)重情況下請設(shè)計、施工部門鑒定后加固處理或重建。4）基礎(chǔ)地腳螺栓銹蝕或接地系統(tǒng)地上部分銹蝕； 基礎(chǔ)螺栓是未鍍鋅 件，直接接觸水和大氣易發(fā)生銹蝕，處理措施是未鍍鋅部分用砼保護(hù)或 涂覆瀝青：5）基礎(chǔ)周圍取土或堆放污染物：基礎(chǔ)周圍取土可能給基礎(chǔ)受力造成 影響，基礎(chǔ)耐久性受損害，應(yīng)嚴(yán)禁在塔下取土。如發(fā)現(xiàn)有此情況，應(yīng)及 時回填夯實。由于污染物可能會對基礎(chǔ)砼、鋼筋或塔體產(chǎn)生腐蝕。因此, 基礎(chǔ)周圍不允許堆放污染物，如有應(yīng)清除。4結(jié)論輸電線路從工程建設(shè)程序看，有選線（線路路徑、塔位）、地質(zhì)勘察、 設(shè)計、基礎(chǔ)施工、鐵塔加工制造、安裝、運行使用。從項目上看，有土 建、金屬加工、制造、安裝，涉及到的范圍和科目很多。鐵塔建成后， 風(fēng)吹日曬、雪雨雷電、人為偷盜損壞等.各種情況均可能發(fā)生，所以對 于輸電鐵塔安全狀態(tài)的判定和處理是一個相當(dāng)復(fù)雜的過