立塔抱桿試驗報告

1、750Kv線路鐵塔施工立塔抱桿試驗報告根據(jù)750kV線路鐵塔的塔型、結構和重量制定內抱桿立塔方案，這個立塔方案要求抱桿高32米，能吊起55kN的塔材，如果選用鋼抱桿，它的自身重量要22kN，比較笨重；如果選用鋁抱桿，自身重量雖輕，但抱桿的斷面比較大，價格也比較貴。為了克服鋼抱桿和鋁抱桿的弊端，我們研制一種新型的鋼鋁混合型抱桿，鋼鋁混合抱桿是對抱桿設計理念的創(chuàng)新，它把鋼材和鋁材的優(yōu)點，使用在同一抱桿不同的部位上，充分發(fā)揮兩種資源的各自優(yōu)勢，使抱桿的重量、價格、體積三者能得到合理的兼顧。對這種新型抱桿必須進行試驗，檢驗它的可行性和安全性。1 抱桿的技術數(shù)據(jù)：抱桿高32米，設計吊重55kN。700的

2、方截面，格構式結構，材料為鋼鋁混合型，抱桿的兩端各8米用LY12角鋁材料，中間16米用Q345角鋼材料。抱桿主材為80×6，斜材為40×3。抱桿每4米為一段，整個抱桿由8段組成，段間用螺栓連接，兩端為300的方截面,上端連接抱桿的頭部，下端連接抱桿的承托系統(tǒng)。2 試驗目的2.1 檢驗鋼鋁混合型抱桿這項新技術用于750kV線路鐵塔施工的可行性和安全性。2.2 驗證鋼鋁混合型抱桿設計的準確性。2.3 優(yōu)化抱桿設計，改進提高。3 試驗內容3.1 抱桿在額定荷載下的仿真試驗：抱桿在仿真的額定荷載下應安全可靠，整體穩(wěn)定性符合要求。3.2 抱桿作中心受壓1.25倍額定荷載的過載試驗，其

3、橫向變形不得超過抱桿長度的1/600，即53；3.3 抱桿作中心受壓1.5倍額定荷載的過載試驗，其橫向變形不得超過抱桿長度的1/500，即64。3.4 抱桿中心受壓1.8倍額定荷載的過載試驗。3.5 抱桿中心受壓2.1倍額定荷載的過載強度試驗。4 抱桿的試驗方法 抱桿按施工現(xiàn)場的布置進行仿真試驗，先將抱桿在地面上進行平臥組裝成整體結構，其橫向變形不得超過抱桿長度的1/1000,也就是32。然后將抱桿豎立在地面上，四面打上臨時拉線, 臨時拉線對地夾角為45°，用四面臨時拉線來調節(jié)抱桿的垂直和傾斜，在抱桿作中心受壓過載試驗時，通過四面的臨時拉線對抱桿進行加壓。在抱桿主要受力部位貼上應變片

4、（由西安建筑科技大學結構與抗震實驗室負責），檢測各種工況下的應力。用兩臺經(jīng)緯儀支在抱桿的正面和側面，觀測抱桿在各種工況下的彎曲變形，抱桿從上到下設9個觀測點，根據(jù)觀測記錄繪制出抱桿在各種工況下的變形曲線。抱桿試驗示意圖見下圖 抱桿拉線4條（對地45°，互成90°夾角） 內抱桿（向受力側傾斜5°） 起吊11滑車組（與抱桿夾角15°） 地錨 起吊的荷重 （ 重5.5t） 控制繩 圖例： 絞磨 拉力表 磨繩拉線 絞磨滑車地錨 葫蘆 抱桿試驗示意圖4.1 垂直吊起額定荷載：啟動絞磨通過11滑車組把55kN的額定荷載吊離地面，進行垂直吊重試驗。4.2 仿真工況試驗

5、：吊起55kN的重物，調整拉線讓抱桿頭向受力側傾斜的水平距離為2.8米，相當于抱桿向受力側傾斜5°。然后用控制繩把荷重拉離抱桿8.3m，相當于起吊繩與抱桿的夾角為15°，進行仿真工況試驗。在仿真的沖擊和振動下應安全可靠，整體穩(wěn)定性符合要求。4.3 抱桿中心受壓1.25倍額定荷載的過載試驗：放松控制繩，使額定荷載吊繩處于垂直狀態(tài)，但荷載不能接觸抱桿和地面，把抱桿也調整為垂直狀態(tài)，用四條拉線上的手板葫蘆平衡加壓，每條拉線加13.5kN拉力（四條拉線的總拉力為54kN），相當于抱桿軸向受壓1.25倍額定荷載（112.5kN）。抱桿變形不得超過抱桿長度的1/600，即53。4.4

6、抱桿中心受壓1.5倍額定荷載的過載試驗：在上述狀態(tài)下，用四條拉線上的手板葫蘆平衡加壓，每條拉線上加22. kN拉力（四條拉線的總拉力為88kN），相當于抱桿軸向受壓1.5倍額定荷載（135kN）。其橫向變形不得超過抱桿長度的1/500，即64。4.5 抱桿中心受壓1.8倍額定荷載的過試驗：在上述試驗布置的條件下，用四條拉線上的手板葫蘆平衡加壓，每條拉線上加32 kN拉力（四條拉線的總拉力為128 kN），相當于抱桿中心受壓1.8倍的額定荷載（162 kN）。4.6 抱桿中心受壓2.1倍額定荷載的過試驗：在上述試驗布置的條件下，用四條拉線上的手板葫蘆平衡加壓，每條拉線上加4 kN拉力（四條拉線的

7、總拉力為167 kN），相當于抱桿軸向受壓2.1倍額定荷載（189 kN）。4.7 試驗記錄： 記錄應變片、吊重、四條拉線拉力、控制繩拉力及抱桿變形在各種工況下的數(shù)值。 地錨 抱桿 北 觀測點 重物 絞磨 西 東 南 號拉線 試驗現(xiàn)場平面布置圖 5 抱桿試驗檢測數(shù)據(jù)抱桿試驗檢測數(shù)據(jù)主要分為兩類：第一類是抱桿在各種試驗狀態(tài)下的受力和應變數(shù)據(jù)；第二類是抱桿在各種試驗狀態(tài)下的橫向變形數(shù)據(jù)。具體內容見附件：西安建筑科技大學結構與抗震實驗室的750kV鋼鋁混合立塔抱桿負荷試驗檢測報告。抱桿在各種工況下，試驗檢測的鋼材和鋁材的最大應力和最大撓曲變形均滿足國家電力行業(yè)標準DL/T 8752004輸電線路施工

8、機具設計、試驗基本要求。6 抱桿試驗結論和分析6.1 抱桿試驗結論抱桿試驗結果表明，抱桿在所測試的6種工況下，抱桿桿件均處于彈性工作狀態(tài)，未出現(xiàn)材料屈服現(xiàn)象或桿件失穩(wěn)等承載能力極限狀態(tài)。通過抱桿試驗確認：為750kV線路鐵塔施工研制的鋼鋁混合型內抱桿是可行的，用于立塔是安全可靠地，并有較好地經(jīng)濟性。適合于用內抱桿外拉線和內抱桿內拉線的施工方法來組立750kV線路的各種自立型鐵塔。6.2 抱桿試驗結果分析 抱桿仿真工況試驗條件下， 鋼材實測最大應力為30.9MPa,所用材質為Q345，其屈服極限標準值為345 Mpa，屈服安全系數(shù)為11.2； 鋁材實測最大應力為31.7Mpa,材質為YL12，屈

9、服極限值為410 Mpa，屈服安全系數(shù)為12.9；側面撓度最大變形為55.7。抱桿在中心受壓2.1倍額定荷載進行強度試驗條件下，鋼材實測最大應力為68.5Mpa， 鋁材實測最大應力為58.6Mpa，抱桿還有一定的強度儲備；側面最大變形為37.5，抱桿的穩(wěn)定性比較好。7 鋼鋁混合抱桿的經(jīng)濟技術分析施工單位希望同樣承載力的抱桿，要價格低、重量輕、斷面小。目前常用的立塔抱桿有鋼抱桿和鋁抱桿，同樣承載力的條件下，鋼抱桿重量是鋁抱桿的約2倍，鋁抱桿價格是鋼抱桿的約3倍，而且它的斷面要比鋼抱桿略大一些。這兩種單一材料制作的抱桿，要同時滿足價格低、重量輕、斷面小這三個條件是矛盾的。鋼抱桿雖然價格低、斷面小，但太笨重；鋁抱桿雖然輕，但是價格高、斷面大。如果把鋼和鋁兩種材料的優(yōu)點用在抱桿合適的部位，把彈性模量比較大的鋼材用在抱桿的中部，把彈性模量比較小的鋁材用在抱桿兩端，使鋼材和鋁材揚長避短，有機結合為鋼鋁混合抱桿,才可能使抱桿兼顧價格低、重量輕、體積小這三個條件。以試驗這付鋼鋁混合抱桿為例，如果與同型的鋼抱桿和鋁抱桿相比，這三者的價格(參考價)和重量見下表。鋼抱桿鋼鋁混合