立塔抱桿試驗(yàn)報(bào)告

1、750Kv線路鐵塔施工立塔抱桿試驗(yàn)報(bào)告根據(jù)750kV線路鐵塔的塔型、結(jié)構(gòu)和重量制定內(nèi)抱桿立塔方案，這個(gè)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(jià)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(duì)抱桿設(shè)計(jì)理念的創(chuàng)新，它把鋼材和鋁材的優(yōu)點(diǎn)，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(shì)，使抱桿的重量、價(jià)格、體積三者能得到合理的兼顧。對(duì)這種新型抱桿必須進(jìn)行試驗(yàn)，檢驗(yàn)它的可行性和安全性。1 抱桿的技術(shù)數(shù)據(jù)：抱桿高32米，設(shè)計(jì)吊重55kN。700的

2、方截面，格構(gòu)式結(jié)構(gòu)，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(gè)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(yàn)?zāi)康?.1 檢驗(yàn)鋼鋁混合型抱桿這項(xiàng)新技術(shù)用于750kV線路鐵塔施工的可行性和安全性。2.2 驗(yàn)證鋼鋁混合型抱桿設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。2.3 優(yōu)化抱桿設(shè)計(jì)，改進(jìn)提高。3 試驗(yàn)內(nèi)容3.1 抱桿在額定荷載下的仿真試驗(yàn)：抱桿在仿真的額定荷載下應(yīng)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(yàn)，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(yàn)，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(yàn)。3.5 抱桿中心受壓2.1倍額定荷載的過載強(qiáng)度試驗(yàn)。4 抱桿的試驗(yàn)方法 抱桿按施工現(xiàn)場(chǎng)的布置進(jìn)行仿真試驗(yàn)，先將抱桿在地面上進(jìn)行平臥組裝成整體結(jié)構(gòu)，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(shí)拉線, 臨時(shí)拉線對(duì)地夾角為45°，用四面臨時(shí)拉線來調(diào)節(jié)抱桿的垂直和傾斜，在抱桿作中心受壓過載試驗(yàn)時(shí)，通過四面的臨時(shí)拉線對(duì)抱桿進(jìn)行加壓。在抱桿主要受力部位貼上應(yīng)變片

4、（由西安建筑科技大學(xué)結(jié)構(gòu)與抗震實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)），檢測(cè)各種工況下的應(yīng)力。用兩臺(tái)經(jīng)緯儀支在抱桿的正面和側(cè)面，觀測(cè)抱桿在各種工況下的彎曲變形，抱桿從上到下設(shè)9個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，根據(jù)觀測(cè)記錄繪制出抱桿在各種工況下的變形曲線。抱桿試驗(yàn)示意圖見下圖 抱桿拉線4條（對(duì)地45°，互成90°夾角） 內(nèi)抱桿（向受力側(cè)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(yàn)示意圖4.1 垂直吊起額定荷載：啟動(dòng)絞磨通過11滑車組把55kN的額定荷載吊離地面，進(jìn)行垂直吊重試驗(yàn)。4.2 仿真工況試驗(yàn)

5、：吊起55kN的重物，調(diào)整拉線讓抱桿頭向受力側(cè)傾斜的水平距離為2.8米，相當(dāng)于抱桿向受力側(cè)傾斜5°。然后用控制繩把荷重拉離抱桿8.3m，相當(dāng)于起吊繩與抱桿的夾角為15°，進(jìn)行仿真工況試驗(yàn)。在仿真的沖擊和振動(dòng)下應(yīng)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(yàn)：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(diào)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(dāng)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(yàn)：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(dāng)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(yàn)：在上述試驗(yàn)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(dāng)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(yàn)：在上述試驗(yàn)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(dāng)于抱桿軸向受壓2.1倍額定荷載（189 kN）。4.7 試驗(yàn)記錄： 記錄應(yīng)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(cè)點(diǎn) 重物 絞磨 西 東 南 號(hào)拉線 試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)平面布置圖 5 抱桿試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)抱桿試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)主要分為兩類：第一類是抱桿在各種試驗(yàn)狀態(tài)下的受力和應(yīng)變數(shù)據(jù)；第二類是抱桿在各種試驗(yàn)狀態(tài)下的橫向變形數(shù)據(jù)。具體內(nèi)容見附件：西安建筑科技大學(xué)結(jié)構(gòu)與抗震實(shí)驗(yàn)室的750kV鋼鋁混合立塔抱桿負(fù)荷試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告。抱桿在各種工況下，試驗(yàn)檢測(cè)的鋼材和鋁材的最大應(yīng)力和最大撓曲變形均滿足國家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 8752004輸電線路施工

8、機(jī)具設(shè)計(jì)、試驗(yàn)基本要求。6 抱桿試驗(yàn)結(jié)論和分析6.1 抱桿試驗(yàn)結(jié)論抱桿試驗(yàn)結(jié)果表明，抱桿在所測(cè)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(yàn)確認(rèn)：為750kV線路鐵塔施工研制的鋼鋁混合型內(nèi)抱桿是可行的，用于立塔是安全可靠地，并有較好地經(jīng)濟(jì)性。適合于用內(nèi)抱桿外拉線和內(nèi)抱桿內(nèi)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(yàn)結(jié)果分析 抱桿仿真工況試驗(yàn)條件下， 鋼材實(shí)測(cè)最大應(yīng)力為30.9MPa,所用材質(zhì)為Q345，其屈服極限標(biāo)準(zhǔn)值為345 Mpa，屈服安全系數(shù)為11.2； 鋁材實(shí)測(cè)最大應(yīng)力為31.7Mpa,材質(zhì)為YL12，屈

9、服極限值為410 Mpa，屈服安全系數(shù)為12.9；側(cè)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(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)條件下，鋼材實(shí)測(cè)最大應(yīng)力為68.5Mpa， 鋁材實(shí)測(cè)最大應(yīng)力為58.6Mpa，抱桿還有一定的強(qiáng)度儲(chǔ)備；側(cè)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(jì)技術(shù)分析施工單位希望同樣承載力的抱桿，要價(jià)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(jià)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(shí)滿足價(jià)格低、重量輕、斷面小這三個(gè)條件是矛盾的。鋼抱桿雖然價(jià)格低、斷面小，但太笨重；鋁抱桿雖然輕，但是價(jià)格高、斷面大。如果把鋼和鋁兩種材料的優(yōu)點(diǎn)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(yáng)長避短，有機(jī)結(jié)合為鋼鋁混合抱桿,才可能使抱桿兼顧價(jià)格低、重量輕、體積小這三個(gè)條件。以試驗(yàn)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(jià)格(參考價(jià))和重量見下表。鋼抱桿鋼鋁混合