±800kV 特高壓直流線路工程鐵塔組立施工技術(shù)

1、±800kV特高壓直流線路工程鐵塔組立施工技術(shù)楊曉靜 王文峰(山西省供電工程承裝公司,太原,030001摘 要:文章介紹了±800kV特高壓直流線路工程鐵塔的特點(diǎn),分析了鐵塔組立的施工難點(diǎn),對(duì)外拉線內(nèi)懸浮抱桿分解組塔的各系統(tǒng)進(jìn)行了介紹,詳細(xì)闡述了外拉線內(nèi)懸浮抱桿分解組立鐵塔塔頭的施工方法。關(guān)鍵詞:±800kV特高壓直流 鐵塔組立 內(nèi)懸浮外拉線 抱桿一、引言±800kV特高壓直流輸電線路是目前我國乃至世界上電壓級(jí)別最高的直流輸電線路,對(duì)于施工單位是一次全新的挑戰(zhàn)。與以往500kV輸電線路工程相比,±800kV特高壓直流線路的鐵塔塔頭結(jié)構(gòu)尺寸大、重

2、量重,所以采用以往500kV 的常規(guī)組塔方法無法組立這種鐵塔,需采用一種新的鐵塔組立施工方法,才能確保優(yōu)質(zhì)、高效、安全地完成±800kV特高壓直流線路的鐵塔組立施工,本文對(duì)±800kV特高壓直流線路鐵塔的特點(diǎn)和施工難點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)分析,并詳細(xì)介紹了外拉線內(nèi)懸浮抱桿分解組塔的系統(tǒng)組成及吊裝鐵塔塔頭的施工方法。二、塔型特點(diǎn)及難點(diǎn)分析1、塔型特點(diǎn):1.1在±800kV向家壩-上海特高壓直流線路工程中,本施工標(biāo)段(皖1A標(biāo)段線路全長64.252km,鐵塔共133基,鐵塔總重6859噸。塔型有JC30101、JC30102、JC30103、ZC30101、ZC30102、ZC

3、30103、ZC30104、ZJC30101、ZJC30102、ZP30101、ZP30102、ZP30103、JP32104、ZJC30102A等14種型式。1.2鐵塔最大呼稱高75m,最重鐵塔104.99噸,平均塔重51.6噸。1.3鐵塔采用全方位長短腿設(shè)計(jì)。1.4鐵塔結(jié)構(gòu)圖如下圖1所示。1.5鐵塔塔頭結(jié)構(gòu)尺寸大、重量重,具體數(shù)據(jù)見下表1、表2。表1 直線及直線轉(zhuǎn)角塔塔頭主要參數(shù)表結(jié)構(gòu)尺寸(單側(cè)邊橫擔(dān)長度(mm 各段鐵塔重量(均為單面重量(kg塔型橫擔(dān)高 地線架高邊橫擔(dān)長橫擔(dān)下平口寬地線橫擔(dān)邊橫擔(dān)近塔側(cè)段邊橫擔(dān)遠(yuǎn)塔側(cè)段ZC30101 2800 3700 11100+93003600 502

4、.8 2236.5 1321.1 ZC30102 2800 3700 11150+93003700 525.8 2314 1353.5 ZC30103 2900 3600 11850+99503800 545.6 2910.3 1496.8 ZC30104 2700 3800 11620+96203980 440.1 3310.9 1935.9 ZP30101 2800 2700 11100+93003600 347.5 2046 1296.7 ZP30102 2800 2700 11150+93003700 362.1 2178.9 1329.5 ZP30103 2800 2700 1150

5、0+96003800 391.3 2458.9 1496.4 ZJC30101 4000 2600 11750+124504500 386.8 3770.1 2776.3 ZJC30102 4200 2400 10950+124005100 391.8 5359.7 3778.7 ZJC30102A 4200 2400 10950+124005100 510.1 5359.6 3778.7表2 耐張塔塔頭主要參數(shù)表 圖1 鐵塔結(jié)構(gòu)圖1.6由上表可看出,±800kV特高壓直流線路鐵塔有以下兩個(gè)特點(diǎn):1.6.1導(dǎo)線橫擔(dān)總長度長,總長度為40.8m-46.7m,最長達(dá)46.7m(ZJC30

6、102A型;1.6.2導(dǎo)線邊橫擔(dān)長度長、重量大,最長達(dá)23.3m,最重達(dá)9.1t。2、組塔難點(diǎn)分析:2.1鐵塔普遍高度高,重量大,最大呼稱高75m,最重鐵塔104.9噸,組塔施工難度大。2.2直線轉(zhuǎn)角塔邊橫擔(dān)長度長、重量大,起吊難度大。橫擔(dān)吊裝選用組塔抱桿長度長,起吊重量大。2.3導(dǎo)線邊橫擔(dān)最長達(dá)23.3m,采用主抱桿無法起吊,需采用輔助抱桿分段吊裝。三、組塔方法的選擇1、組塔方法:根據(jù)塔型特點(diǎn)分析及地形情況,組塔施工選用內(nèi)懸浮外拉線抱桿分解組塔的施工方法。此方法具有工藝成熟、功效高、控制方便、起吊系統(tǒng)穩(wěn)定安全等特點(diǎn)。適用于地形能夠打外拉線的各種型式的直線塔。2、抱桿選擇:2.1抱桿選擇:根據(jù)

7、上述分析,本工程采用的普通型懸浮抱桿已不再適用,需采用一種長度長、吊裝重量大的大截面懸浮抱桿進(jìn)行吊裝工作。本工程選用700×700×32m和600×600×32m全鋼抱桿。2.2抱桿參數(shù):見下表3。表3 抱桿參數(shù)一覽表項(xiàng) 目 700×700鋼抱桿 600×600鋼抱桿 400×400人字抱桿中部截面為700×700mm 中部截面為600×600mm 中部截面為400×400mm 斷面尺寸(mm端部截面為350×350mm 端部截面為300×300mm 端部截面為180

8、5;180mm 主材規(guī)格 80×80×6 16Mn 80×80×6 16Mn斜材規(guī)格 40×40×3 16Mn 40×40×3 16Mn抱桿高度 32m 32m 10m標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長度 3m(2m 3m(2m 3m變截面段長度 3m 3m 3m抱桿容許承壓力 175kN 150kN 120kN最大允許起吊 55kN 35kN 50kN3、吊裝原則及思路3.1吊裝原則:3.1.1起吊時(shí)抱桿傾角10°。3.1.2起吊鋼絲繩與抱桿軸線夾角15°。3.1.3控制繩與地面夾角45°。3.1.4承托繩與

9、抱桿夾角45°。3.1.5 外拉線與地面夾角45°。3.2吊裝思路:3.2.3塔腿及高低腿部分以散吊或片吊為主。3.2.4塔身部分以片吊為主。3.2.5導(dǎo)線橫擔(dān)、地線橫擔(dān)采用整體吊裝。四、內(nèi)懸浮外拉線抱桿分解組塔方法1、組塔系統(tǒng)介紹1.1抱桿系統(tǒng)布置:由主柱、腰環(huán)、抱桿帽和抱桿底座四部分組成,其中主柱由若干段通過螺栓連接而成;抱桿帽的四角有能連接抱桿拉線的掛環(huán),抱桿帽的四面有能連接起吊滑車組的掛環(huán),抱桿帽的頂部安裝朝天滑車,抱桿的頭部能夠旋轉(zhuǎn);抱桿底座的四角有能連接承托繩的掛環(huán),抱桿底座的四面有能連接提升抱桿滑車組的掛環(huán),腰環(huán)是在升抱桿時(shí)保護(hù)抱桿的工具。1.2起吊系統(tǒng)布置:

10、1.2.1牽引系統(tǒng):由1-2(或2-2滑車組和機(jī)動(dòng)絞磨組成,滑車組上端掛在抱桿帽的掛環(huán)上,下端鉤在吊繩上,磨繩通過腰滑車和地滑車上機(jī)動(dòng)絞磨,用機(jī)動(dòng)絞磨通過滑車組提升塔材。1.2.2吊繩系統(tǒng):連接在滑車組下端和塔材之間的索具,索具綁扎在塔材重心的上面,索具與吊鉤之間不能滑動(dòng),吊裝塔片時(shí)應(yīng)對(duì)塔片進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng),防止塔片受力后發(fā)生變形,吊繩應(yīng)方便塔材安裝就位。1.3拉線系統(tǒng)布置:抱桿帽四角的拉線掛環(huán)上,掛四條與地面夾角為45°的拉線,拉線下端通過鏈條葫蘆或松繩制動(dòng)器連在地錨上。通過四條拉線來保證抱桿的穩(wěn)定和調(diào)節(jié)抱桿的傾斜角度。1.4承托系統(tǒng)布置:用四根承托繩將抱桿懸掛在鐵塔的中心位置,承托繩的下

11、端與抱桿底座的掛環(huán)連接,接承托繩的上端與鐵塔主材連接,它是整個(gè)起吊系統(tǒng)的根基。本工程由于吊重大,承托繩的受力也大,采用雙繩21.5鋼絲繩套,雙繩通過掛在抱桿底座掛環(huán)上的平衡滑車使雙繩的受力均衡。1.5控制繩布置:控制繩的上端綁扎在吊裝塔材下邊,控制繩的下端通過松繩制動(dòng)器連在地錨上。用于控制塔材在起吊工程中不與已立好的鐵塔接著,安裝時(shí)控制塔材就位。塔片控制繩對(duì)地夾角應(yīng)不大于45°,被吊塔片距已組鐵塔的最遠(yuǎn)距離應(yīng)控制在0.3-0.5米。2、塔頭部分吊裝2.1吊裝方法2.1.1針對(duì)±800kV特高壓直流線路的掛線橫擔(dān)長、重量重的特點(diǎn),必須分為多次吊裝。由于橫擔(dān)主材很長,容易發(fā)生嚴(yán)

12、重變形。另外,地線支架及橫擔(dān)頭如與橫擔(dān)同時(shí)起吊時(shí),也會(huì)增大橫擔(dān)重量,加大抱桿受力。所以起吊橫擔(dān)時(shí),地線支架及橫擔(dān)頭暫不組裝。2.1.2耐張、轉(zhuǎn)角塔的邊橫擔(dān),可在吊裝完塔身及地線支架后,利用加強(qiáng)后地線支架分片分段吊裝,邊導(dǎo)線橫擔(dān)成片起吊時(shí),重量有800至1000kg左右,因地線支架承受不了這么大的下壓力,所以必須將懸浮抱桿升到一定高度后,在地線兩側(cè)分別用13鋼絲繩打設(shè)補(bǔ)強(qiáng)拉線,以保證地線支架有足夠強(qiáng)度吊裝邊橫擔(dān)。2.1.3由于直線轉(zhuǎn)角鐵塔邊橫擔(dān)重量大,長度長,鐵塔每側(cè)邊橫擔(dān)和地線支架分3次分段吊裝,利用主抱桿和輔助人字抱桿相結(jié)合的方式進(jìn)行吊裝。首先利用主抱桿起吊人字抱桿,將輔助人字抱桿座落固定在

13、已經(jīng)吊裝完橫擔(dān)上,人字抱桿的座落點(diǎn)在橫擔(dān)上平面節(jié)點(diǎn)處,人字抱桿底座與橫擔(dān)用兩個(gè)U型螺栓連接固定。利用輔助抱桿起吊遠(yuǎn)離塔身的橫擔(dān)部分。2.2直線轉(zhuǎn)角塔起吊橫擔(dān)示意圖:圖2為起吊靠近塔身的橫擔(dān)部分,圖3為起吊遠(yuǎn)離塔身的橫擔(dān)部分,圖4為起吊地線橫擔(dān)。 輔助人字抱桿選用400×400×10m 鋁鎂合金抱桿,最大起吊重量為50kN。人字抱桿與水平方向夾角50度。輔助抱桿的起吊滑車組采用50kN1-1滑車組(兩道受力,尾繩從定滑輪引出,磨繩選用15鋼絲繩,主上拉線為主抱桿起吊滑車組,橫線路方向打設(shè)2根側(cè)拉線,三拉線之間夾角120度,側(cè)拉線使用13鋼絲繩,根部考慮打在地面。圖2 圖32.

14、3轉(zhuǎn)角塔起吊橫擔(dān)示意圖:圖5為起吊地線橫擔(dān),圖6為起吊右側(cè)靠近塔身的導(dǎo)線橫擔(dān)部分,圖7為起吊右側(cè)遠(yuǎn)離塔身的導(dǎo)線橫擔(dān)部分,圖8為起吊右側(cè)遠(yuǎn)離塔身的導(dǎo)線橫擔(dān)部分。 圖7起吊塔身右側(cè)遠(yuǎn)塔身側(cè)導(dǎo)線橫擔(dān)圖8起吊塔身左側(cè)遠(yuǎn)塔身側(cè)導(dǎo)線橫擔(dān)2.4直線塔橫擔(dān)起吊示意圖:圖9為起吊塔身右側(cè)的橫擔(dān)部分,圖10為起吊地線橫擔(dān)部分,圖11為起吊塔身左側(cè)的橫擔(dān)部分。其中700×700斷面抱桿用于起吊ZC30103、ZC30104、ZP30103類型直線鐵塔,起吊重量在55kN 以內(nèi)。 圖10整體起吊塔身右側(cè)的地線橫擔(dān) 圖11整體起吊塔身左側(cè)的橫擔(dān)部分五、結(jié)束語上述±800kV特高壓直流線路工程內(nèi)懸浮外拉線抱桿分解組塔方法,與以往常規(guī)的500kV輸電線路組塔方法有所不同,施工難度較大,在施工時(shí)要在各個(gè)環(huán)節(jié)上要嚴(yán)格控