悬浮抱杆上拉线上部约束装置的研究及应用

悬浮抱杆上拉线上部约束装置的研究及应用

1王光祥 ,2罗兵 ,3王培,4余东,5刘军

(国网四川电力送变电建设有限公司，四川 成都 610051)

摘要：悬浮抱杆组塔施工工艺中，抱杆上拉线经已组立段铁塔主材上端约束装置后顺铁塔主材内侧向下，经腿部转向滑车转向后引至临近塔腿锚固。当前上拉线上部约束装置的设置存在操作不便、安全风险大等不足之处，为此，我们创新设计了夹持式和内附式两种型式的上拉线上部约束装置，很好的解决了现有方式存在的问题。

关键词：抱杆上拉线 上部 约束装置

0 引言

内悬浮内拉线抱杆组塔施工方法在新建输电线路铁塔组立施工中得到了广泛应用，具有结构简单且经济实用等优点，特别在山区环境中优势更加明显[1-2]。悬浮抱杆组塔施工工艺中，抱杆上拉线经已组立段铁塔主材上端约束装置后顺铁塔主材内侧向下，经腿部转向滑车转向后引至临近塔腿锚固。现有技术中抱杆上拉线在已组立段铁塔主材上端约束处的设置方式通常是在铁塔主材上衬垫软物或木头后缠绕钢丝套，钢丝套两绳头合并后悬挂起重滑车作为约束装置，但悬挂起重滑车作为上拉线约束的高空操作难度大，因此现场人员多采用卸扣代替起重滑车。采用起重滑车或卸扣约束上拉线均存在不少问题，主要体现是：（1）传统衬垫设置不易做到规范统一，衬垫容易脱落，衬垫不到位则很容易造成钢丝套损伤，存在安全隐患，同时对铁塔主材造成损伤影响工程质量。（2）起重滑车与铁塔主材间通过钢丝套柔性连接，起重滑车对上拉线的约束不稳定，受力状态交叉变化较大时此处的受力状态存在出现异常状态的可能，增大安全风险。（3）采用卸扣约束上拉线方式，极大的减小了约束点的接触面，上拉线与卸扣均容易受损，存在巨大的安全风险。（4）调整抱杆倾角和提升抱杆时，上拉线在上部约束点是要位移的，相互间因滑动摩擦而容易受损。（5）由于钢丝套绳头合并点向塔内延伸，再加上起重滑车连接部分长度，导致上拉线约束点与铁塔主材内侧距离增大而减小上拉线对抱杆的夹角，降低了系统安全性能。

1 方案的设计思路

针对缠绕钢丝套方式存在的不足，经过分析确定直接设计结构件与塔件刚性连接即可解决，但起重滑车现有结构型式与此结构件的连接还得采用卸扣，这样的话上拉线卸载后起重滑车会下坠，上拉线再次收紧后仍然可能在起重滑车处出现异常。居于直接采用卸扣约束上拉线其接触面太小且上拉线在约束处有移动工况的情况，采用滑轮结构作为约束既可以保证接触面积又可改滑动摩擦为滚动摩擦从而减轻磨损。综合考虑以上分析得出初步方案是将滑轮结构整合到与铁塔刚性连接的构件上。

多数塔型的铁塔主材只有一根角钢，重型塔的主材则可能由两根角钢或者四根角钢组合而成，对于双角钢或四角钢情况其约束装置的设置将比单角钢情况复杂得多，因此本项目先解决单角钢情况的上拉线上部约束装置，待成熟后再针对双角钢或四角钢情况开展研究。

针对单角钢情况，传统角钢夹具是夹持在铁塔角钢上提供锚固点的，对此我们计划借鉴传统角钢夹具的思路设计夹持式的上拉线上部约束装置。近年来部分设计院进行了精细化设计，部分塔型在铁塔主材上预留了施工孔，传统角钢夹具演化为利用施工孔附着在角钢内侧提供锚固点，相比传统角钢夹具大幅度降低了结构重量，借鉴这个思路我们计划设计附着在角钢内侧的内附式上拉线上部约束装置。

2 夹持式约束装置的设计

针对铁塔主材没有预留施工孔的情况，设计的约束装置的夹持部分跟传统角钢夹具类似，夹持部分由外夹件和内夹件组成，外夹件贴合在铁塔主材外侧，内夹件贴合在铁塔主材内侧，通过螺栓使外夹件和内夹件夹紧并固定在铁塔主材上。内夹件内侧平行设置两滑轮固定板，两固定板间距略大于滑轮宽度，两固定板上设有滑轮轴外露端置入或取出的开口槽，拧紧滑轮轴外端螺母将滑轮装配在两固定板之间，锁止板关闭防止滑轮脱离。上拉线从滑轮与内夹件最内侧空间通过，工作状态下，滑轮对此点位上拉线起到约束作用。夹持式约束装置的使用工况示意见图1所示。

1-铁塔主材、2-外夹件、3-上拉线、4-内夹件、5-滑轮、6-锁止板

图1 夹持式上拉线上部约束装置使用工况示意图

3内附式约束装置的设计

针对铁塔主材预留施工孔的情况，我们设计了两种结构的内附式约束装置，两种结构均采用附着在铁塔主材内侧，通过螺栓固定于铁塔主材上，上拉线从滑轮与铁塔主材内棱间空间通过，工作状态下，滑轮对此点位上拉线起到约束作用，使用工况示意见图2所示。考虑到抱杆上拉线上部约束装置的安装拆除属于高空作业，结构越轻越有利于安装操作，因此确定采用铝合金材质，但铝合金的焊接性能相对较差，所以采用图2（b）结构不需要焊接且更方便加工。

(a）                       (b)

图2 内附式上拉线上部约束装置使用工况示意图

4 试制及应用情况

我们自己采用机械设计软件进行三维结构设计，然后由厂家进行结构细化设计并进行了试制，夹持式约束装置在遂宁加强工程进行了试用，首次试用即达到了预期目的。内附式约束装置在川藏铁路昌都至林芝段施工供电工程进行了试用，也是首次试用就达到了预期目的。随后两种结构均在川藏铁路昌都至林芝段施工供电工程进行了小范围的推广应用，目前现场应用情况反应良好。但夹持式约束装置的重量大于内附式约束装置，高空操作难度相对较大，因此计划取得业主和设计单位更大力度的支持，力争所有塔型都从设计阶段考虑施工孔以实现所有塔型都能采用更加轻便的内附式约束装置。

（a）夹持式结构 （b）内附式结构

图3 上拉线上部约束装置现场应用情况

5 总结

本次研究设计的两种结构形式的约束装置，试用前均经过了第三方试验机构的检测，结构强度达到了设计使用要求，并经过现场应用检验，达到了预期研究目的，实现了如下有益效果：

（1）实现了施工现场上拉线上部约束部位的规范、统一、干净、整洁。

（2）消除了传统方式因缠绕钢丝套且衬垫不到位对塔材或上拉线或钢丝套造成损伤的隐患，同时避免了钢丝绳对铁塔造成损伤的隐患，提高了安全和质量保障。

（3）约束装置与铁塔刚性连接，结构与铁塔形成整体，为上拉线提供稳定、可靠的上部约束。

（4）相比传统方式，缩短了约束点与铁塔主材的内侧的距离，最大可能增大抱杆上拉线与抱杆的夹角，提高了系统受力性能。

（5）成果考虑了通用性，一个规格均可适应于多种塔型，增强了装置适应性。

作者简介：王光祥（1976），男，高级工程师，主要研究方向为输电线路施工技术。

参考文献

[1]赵世兴，李新民，张存有.750kV送电线路铁塔内悬浮外拉线抱杆施工工艺与控制[J]·中国电力，2009，42 (6);89-91

[2]郑怀清，熊织明，王曦辰，等．100kV交流特高压线路铁塔组立技术[J].电网技术，2008，32 (20):15-19.

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