输电线路施工机械概述及基础施工机械.ppt

输电线路施工机械,葛永庆,一、课程性质、目的和任务,本课程是输电线路工程专业学生的专业选修课，具有较强的实践性和实用性。本课程主要讲述输电线路工程施工的主要机械设备的原理和使用安全规程，培养学生对主要线路施工机械设备的认知能力、实际使用基本知识和设计能力。,二、教学内容、方法及基本要求,1输电线路基础施工机械及工器具 熟悉混凝土基础施工机械及设备、土石方基础工程施工机具、灌注桩基础施工用机械及设备、打桩机械、抽水设备的作用、工作原理、结构，熟悉输电线路杆塔基础的施工工艺。 2杆塔组立常用设备及配套用工器具 掌握杆塔组立用抱杆、起重滑车、绳索、U形环、牵引绞磨、双钩紧线器、起重葫芦、锚桩的作用、工作原理和结构，熟悉杆塔组立施工工艺。,3牵引机 掌握牵引机类型及组成、传动方式，掌握牵引机动力装置和制动装置的工作原理、结构，熟悉牵引机引卷筒及钢丝绳卷绕机的结构。 4张力机 掌握张力机的分类及组成、制动方式，掌握张力机的放线机构、增速装置的作用、工作原理和结构，熟悉张力架线施工工艺。 5牵引机和张力机液压系统 熟悉牵引机和张力机的液压系统的基本工作原理。 6架线施工常用辅助机械及设备 熟悉放线滑车、放线架的作用、工作原理和结构，了解导线、避雷线压接工具的工作原理和结构，了解防捻器、牵引板及架线附件安装机具的作用、工作原理和结构，熟悉现代放线施工技术用机器具。,三、考核方式,平时成绩占20，期末考试成绩占80%。 课程总学时24学时，10次课，争取安排一次现场参观、教学。我不定期点名，缺勤一次扣5分，缺勤4次取消期末考试资格；留1-2次作业，一次作业占10分。,四、教材和参考文献,教 材： 输电线路施工机械及设备，李光辉等编著，中国电力出版社，2009 参考文献： 张力架线机械设备和应用，蒋平海编著，中国电力出版社，2004。 高压架空输电线路架线施工计算原理，李博之著，中国电力出版社，2008。 建筑施工机械, 曹善华编,同济大学出版社, 1996。 输配电线路施工技术，黄宵宁编，中国电力出版社，2007。 电力线路设计安装施工图集，王文清主编，天马出版有限公司，2004。 10kV及以下电力电缆线路施工图集，阎士琦，阎石编，中国电力出版社，2003。 高压架空输电线路架线施工，王运祥著，水利电力出版社，1990. 高压送电线路杆塔施工，潘雪荣编，水利电力出版社，1984. 高压架空输电线路张力架线，蔡生泉编，水利电力出版社，1991,第一章 概述,电力系统包括发电厂、电力网和用电设备。电力网包括变电所和各种不同电压等级的输电线路。 输电是用变压器将发电机发出的电能升压后，再经断路器等控制设备接入输电线路来实现。按结构形式，输电线路分为架空输电线路和电缆线路。 用绝缘子将输电导线固定在直立于地面的杆塔上，以传输电能的输电线路。架空线路由导线、架空地线、绝缘子串、杆塔、接地装置等部分组成。,一、输电线路分类,输电线路按输电电压分类，可分为低压配电线路、高压配电线路、高压输电线路、超高压输电线路和特向压输电线路。 按线路架设方法可分为架空输电线路和电缆线路。 按输送电流的种类分，可分为交流输电线路和直流输电线路两种。 低压配电线路是指线对地电压在1kV以下的线路；1-10kV输电线路称高压配电线路；110kV到220kV线路称为高压输电线路；一般将330kv 和 500kV线路称为超高压输电线路；而将750kV以上线路称为特高压输电线路。,目前我国常用的电压等级,220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV，1000KV。 将额定1kV以上电压称为“高电压”，额定电压在1kV以下电压称为“低电压”。 我国规定安全电压为36V、24V、12V三种。,不同电压合适的输送电距离和功率,电压等级 送电距离KM 送电功率KW 0.4KV 0.6以下 100以下 6.6KV 415 1001200 10KV 620 2002000 35KV 2070 100010000 66KV 30100 350030000 110KV 50150 1050MW 220KV 100300 100 500MW 330kV 200600 200800MW （西北） 500KV 150850 10001500MW 750KV 500以上 20002500MW 1100KV 10001500 3000MW以上,二、架空输电线路的组成,架空输配电线路主要有基础、杆塔、导线、避雷线、绝缘子、金具及接地装置等部件组成,三、线路施工流程,1、线路施工测量 2、杆塔基础施工 3、杆塔组立 4、架线施工 5、接地装置施工 6、线路检修与运行,第二章 输电线路基础施工机械及工器具,2-1 概述 2-1-1输电线路杆塔基础 输电线路杆塔地下部分的总体统称为基础。它的作用是用来稳定输电线路杆塔，承受杆塔、导线和地线的重量。保证杆塔在运行中不发生下沉或在外力作用时不发生倾倒和变形。,按其承载力特性可分为： (1)大开挖基础类。 (2)掏挖扩底基础类。 (3)爆扩桩基础。 (4)岩石锚桩基础。 (5)钻孔灌注基础。 (6)倾覆基础。,装配式基础包括那些类型 (1)直柱单盘类，分为直柱固接类和直柱绞接类。 (2)塔腿埋人类，分底脚直埋型和主材直插型。 (3)角锥支架类，分金属支架型和混凝土构件支 架型。 (4)人字型类。 (5)花窗式金属基础。,常用三盘外形图,钢筋混凝土杆基础通常由地下部分电杆和三盘(底盘、卡盘和拉线盘)组成。三盘一般由钢筋混凝土预制而成,（a）底盘 （b）卡盘 （c）拉线盘,常用铁塔基础图,2-1-2基础施工用侧量仪器设备,输电线杆塔基础位置是设计部门精心测定的杆塔中心桩确定的一般不会有不允许的误差。但从勘测设计结束到开始施工这段时间里（几个月到几年），常常受到外界影响发生杆塔桩位移或丢桩情况，所以开工伊始，要会同设计部门对线路各直线桩、杆塔位中心桩及转角塔位桩位置、档距和断面高程，进行的全面复核测量。发现和原数据不符、杆塔偏移或丢桩，应与设计单位研究校正档距、桩位、补桩，然后才能开始施工。,水准仪与水准器,建立水平视线测定地面两点间高差的仪器。水准仪用途是测量地形、高程。,水准器是测量仪上操平设备。水准器分水准器和圆水准器两种。,经纬仪,经纬仪是线路主要测量仪器。应用最广，它可以测量水平角度、垂直角度、距离、高程、确定方向等。是根据测角原理设计的。经纬仪是测量任务中用于测量角度的精密测量仪器，可以用于测量角度、工程放样以及粗略的距离测取。,全站仪,全站仪是全站型电子速测仪(ElectronicTotalStation)的简称。是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统，测量结果能自动显示，并能与外围设备交换信息。由于全站型电子速测仪较完善地实现了测量和处理过程的电子化和一体化，所以人们也通常简称为全站仪。,2-2混凝土基础施工机械及设备,2-2-1混凝土搅拌机 按工作性质分有周期式和连续式搅拌机； 按搅拌原理分有自落式和强制式搅拌机； 按搅拌机的移动程度和安装方法分固定式搅拌机和移动式搅拌机； 按搅拌机卸料出料情形分旁出料式搅拌机、端出料式搅拌机和反转出料式搅拌机。 按搅拌机的移动程度和安装方法分固定式搅拌机和移动式搅拌机； 按搅拌机卸料出料情形分旁出料式搅拌机、端出料式搅拌机和反转出料式搅拌机。 还有按容量分小中大，按鼓筒构造型分为鼓型、锥形双锥形等。,自落式搅拌机实物图,搅拌形式示意图,2-2-2两种常用搅拌机简介,最常用的强制式混凝土搅拌机是J4375A型，这种搅拌机主要由搅拌筒、上料设备、卸料设备供水设备、动力设备、传动设备、机架等组成。,搅拌装置,安型混凝土螺旋式搅拌机的工作原理,由三个输送器螺旋组成 在料斗中的水泥喂料器螺旋与砂石喂料器螺旋的直径、螺旋导程及转速，是按水泥、砂石固定配合比设计。使用时根据需要，可调换链轮的大小，改变水泥与砂石的配合比。 搅拌输送器螺旋的能力按略大于水泥、砂石螺旋总输送量设计。传动原理如图25所示。 搅拌螺旋的传动方向是，砂石螺旋和水泥螺旋为反向传动，将砂石、水泥送到混合搅拌螺旋的入料口，混合搅拌螺旋为正向传动，将混合料送别下料口。,螺旋式搅拌机原理示意图,2-3-3混凝土搅拌运输车,由汽车底盘和混凝土搅拌运输专用装置组成。我国生产的混凝土搅拌运输车的底盘多采用整车生产厂家提供的二类通用底盘。其专用机构主要包括取力器、搅拌筒前后支架、减速机、液压系统、搅拌筒、操纵机构、清洗系统等。,2-3、混凝土振捣器,混凝土振捣器是机械化捣实混凝土的机具，主要用于排除混凝土的中气泡，使混凝土密实结合，消除混凝土的蜂窝麻面等现象，以提高其强度，保证混凝土构件的质量。,2-3-1混凝土振捣器的种类,1.按传递振动的方法分，有内部振捣器、外部振捣器和表面振捣器三种。 2.振捣器按振动频率分有低频式、中频式和高频式三种。 3.按振捣器产生振动的原理分有偏心式和行星式两种。,图1 不同传递方式振捣示意图,2-3-2插入式内部振捣器,插入式内部振捣器，其工作部件是一个棒状空心圆柱体，内部安装着偏心振子，在动力源驱动下，由于偏心振子的振动使整个棒体产生高频、微幅的机械振动。工作时，将它插入混凝土中，通过棒体将振动能量直接传给混凝土内部的各种骨料，因此振动密实的效率高，一般只需10一20秒的振动时间即可把棒体周围10倍于棒径范围内的混凝土密实。,图2 振捣器实物外形图,(a)内燃机(汽油机或柴油机)驱动振捣器； (b)电动机驱动振捣器,2-3-2.1插入式内部振捣器的工作原理,（a）偏心轴式,(b) 行星滚锥式,1.偏心轴式振动原理,它是利用振动棒中心安装的具有偏心质量的转轴，在作高速旋转时所产生的离心力通过轴承传递给振动棒壳体，从而使振动棒产生圆振动的。 其振动频率： 而其激振P(即转轴偏心质量所产少的离心力),2.行星式的激振原理,它是利用振动棒中一端空悬的转轴，在它旋转时，其下垂端的圆锥部分沿棒壳内的圆锥面滚动，从而形成滚动体的行星运动以驱动棒体产生圆振动。 转轴滚锥沿滚道每公转一周，振动棒体即可产少一次振动，按行星运动原理可推出其振动频率：,2-3-2.2电动插入振捣器的结构组成和构造,图4 电动软轴行星式插入振捣器的结构组成和构造,图5 行星式振动棒构造,图6 电机直联式插人振捣器结构,2-3-3混凝土振捣器操作规程与要求,图110振捣方法 (a)行列式； (b)交错式,2-4、混凝土工程施工用模板,模板是浇制混凝土的模型。其作用是成型、支撑、改善混凝土表面质量及保护混凝土。模板结构包括模板面板、支承件和连接件等。在混凝土结构施工中要耗用大量的模板材料。 模板有以下三种分类方式： (1)按材料分有木模板、钢模板、混凝土预制模板、混合模板等。 (2)按形状分有曲面模板、曲线型混凝土模板(如电站进水口)、平面模板等。 (3)按支撑方式分有简支、悬臂、半悬臂。,2-5 土石方基础施工机具,2-5-1土方施工机具 国内输电线路土坑挖掘主要还是人力掘进，使用的工具包括铁铲(钢锹)、十字镐、钢钎等。对于较大的基础，使用小型挖掘机和挖坑机进行作业。,挖掘机,液压挖掘机是一种周期性作业的自行式土方机械。它采用液压传动，由一个铲斗切削土壤装入斗内，然后提升装满土的铲斗。再回转一定角度，进行卸土或装车，接下来空斗回到原来的位置，准备进行下一循环的挖掘。此外整机还要定期移位使铲斗能在适当位置上有效作业。 挖掘机可分为提供动力和基本动作(行走和回转)的主机部分及进行不同作业动作的工作装置部分，主机又可分为行走装置、回转机械、液压系统、气压系统、电气系统和动力装置等部分。,2.挖坑机,挖坑机一般用于园林绿化树木种植行业，是挖掘植树坑、施肥坑和穴状松土的机械。其类型很多，有拖拉机牵引式、悬挂式、自行式和便携手提式等。线路基础挖掘可借用便携手提式和悬挂式挖坑机协助施工。便携手提式适用于坡度较大的地方及零星小块土地；悬挂式适用于平地和缓坡丘陵地。,1）.手提式挖坑机,手提式挖坑机一般由发动机、离合器、减速器、操纵机构及钻头等组成,双人手提式挖坑机外形图,2）悬挂式挖坑机,悬挂式挖坑机通过一根上拉杆和两根下拉杆悬挂在拖拉机后部。,1：提升杆2：下拉杆3：万向传动轴4：上拉杆5：减速箱6：钻头7：接盘8：升降油缸,3深孔钻,挖坑深度在1.5 m以上的螺旋钻头挖坑机。一般以拖拉机或汽车为底盘，用于立杆和打桩时在土地中钻孔。,挂接在拖拉机上的深孔钻结构示意图,摩擦离合器 2 、离合器操纵油缸 3、钻头 4、绞盘机操纵手柄 5、副减速箱 6、减速箱7、减速箱操纵柄 8、副减速箱操纵手柄9、连接箱10、液压油泵 1l、绞盘机12、方形套筒 13、方形导杆,2-5-2岩石钻孔机具及岩石爆破作业常识,一、凿岩机的基本原理和动作 二、气动凿岩机 三、液压凿岩机 四、电动凿岩机 五、内燃凿岩机 六、岩石爆破作业常识,一、凿岩机的基本原理和动作,凿岩机钻孔破岩原理是冲击式，也可以称为冲击转动式。即冲击动作为主，旋转动作为辅的破岩方法。它是向钎头施加一个垂直于岩石表面的冲击力，在这个冲击力的作用下，钎头凿入并破碎岩石。,凿岩机钻孔原理 1.缸体 2.活塞 3.钎杆 4.钎头,二、气动凿岩机,（一）分类 按操作方式不同，分为手持式、气腿式和导轨式三种。 按频率又可分为低频凿岩机(冲击频率42Hz以下)和高频凿岩机(冲击频率42Hz以上)。 按转钎机构又可分为内回转式凿岩机和独立回转式凿岩机。,（二）气动凿岩机的结构,气动凿岩机虽然种类较多，但结构基本相似，均由冲击配气机构、转钎机构、排屑机构和润滑机构等组成。,图2 气腿式凿岸机外形图 1.钎杆 2.凿岩机 3.注油器 4.水管 5.风管 6.气腿,1冲击配气机构,气动凿岩机实现活塞往复运动以冲击钎尾的机构。常用的配气机构有被动阀配气机构、控制阀配气机构和无阀配气机构三种。,(1)被动阀配气机构,依靠活塞往复运动时压缩前后腔气体，形成高压气垫推动配气阀变换位置，有球阀、环状阀和蝶状阀三种，其中球阀已很少使用；环状阀和蝶状阀配气机构动作原理基本相似(图3)。压缩空气按(图(a)箭头所示方向进入气缸后腔推动活塞进人冲击行程，当活塞前进到关闭排气孔时，气缸前腔成为密封腔，其压力随着活塞的前移而上升，此压力通过气孔作用于配气阀后腔，当压力超过压缩空气压力时配气阀换位(图(b)，压缩空气按箭头方向进入前腔，使活塞返回，待活塞关闭排气口后，后腔压力上升，又推动配气阀换位。配气阀的不断换位使活塞住复运动，冲击钎尾,图3 环状阀配气机构 （a）冲击行程 （b）返回行程 1.压气入口 2.气道 3.配气阀 4.汽缸后腔 5.活塞 6.排气口 7.气缸前腔 8.气路通道,(2)控制阀配气机构,压缩空气通过控制气路推动配气阀换向，耗气量比被动阀配气机构小。其动作原理如图4所示。 冲击行程开始时(图(a)压缩空气由箭头所示方向进入气缸后腔，推动活塞向前运动，当活塞越过控制气孔时，一部分压缩空气进入后阀室推动阀变换位置，此时前阀室的废气从小孔逸人大气。当活塞越过排气孔时后腔与大气相通，活塞靠惯性冲击钎尾。 冲击行程结束也是返回行程的开始(图(b)，此时压缩空气由箭头所示方向进入气缸前腔，推动活塞反向运动。活塞越过控制气孔时，一部分压缩空气进入前阀室，并推动阀变换位置，后阀室内废气经小孔逸入大气。当活塞越过排气孔后，气缸前腔与大气相通，返回行程结束。,（a）冲击行程 （b）返回行程 1.阀套 2.后阀室 3.阀柜 4.控制阀 5.11.通大气小孔 6.8.控制气孔 9.气孔 10.前阀室,(3)无阀配气机构,无独立的配气阀，靠活塞在运动过程中位置变换实现配气，有活塞尾杆配气和活塞大头配气两种。 配气过程见图5。冲击行程开始时(图(a)，压缩空气经柄体沿箭头方向经配气体进入气缸后腔，此时，气缸前腔与大气相通，活塞向前运动，在活塞配气杆关闭进气孔后，气缸后腔内的压气膨胀做功继续推动活塞加速向前，当活塞大头打开排气孔后，活塞在自身惯性作用下仍然向前滑行，并以很高的速度冲击钎尾，完成冲击行程。此时，配气尾杆打开配气体上的回程气孔，压缩空气进入气缸前腔，活塞开始返回。返回行程与冲击行程一样，经过进气、膨胀和惯性滑行三个阶段。,（a）冲击行程 （b）返回行程 1.柄体 2.配气体 3.气缸 4.活塞 5.排气口 6.导向套,2转钎机构,使气动凿岩机钎杆回转的机构，有内回转和独立回转两种,图6 内回转转钎机构 1.棘轮 2.棘爪 3.螺旋棒 4.活塞 5.转动套 6.钎尾套 7.钎杆,3排屑机构 用水冲洗排除孔内岩屑的机构。凿岩机驱动后，压力水经水针进入钎杆中心孔直通炮孔底与此同时有少量气体从螺旋棒或花键槽经钎扦渗入炮孔底部，与冲洗水起排除孔底岩屑。在凿深孔和向下凿孔时，孔底的岩屑不易排出，可扳动凿岩机的操纵手柄到强吹位置，使凿岩机停止冲击，停止注水，压缩空气按强吹气路从操纵阎孔进入经过气缸气孔、机头气孔、钎杆中心孔渗入孔底，实现“强吹”，把岩屑泥水排除。 4润滑机构 向凿岩机各运动部件注润滑油，以保证正常凿岩作业的机构。一般在进气管上安装一台自动注油器，实现自动注油，油量大小可用调节螺钉调节。压缩空气进入注油器后，对润滑油施加压力，在高速气流作用厂，润滑油形成雾状在含润滑油的压缩空气驱动凿岩机的同时，各运动零件相应被润滑。,三、液压凿岩机,液压凿岩机是以循环高压油为动力，驱动钎杆、针头，以冲击回转方式在岩体中凿孔的机具。与气动凿岩机相比，有能量消耗少、凿岩速度快、效率高、噪音小、易于控制、钻具寿命长等优点，但其对零件加工精度和使用维护技术要求较高。,四、电动凿岩机,电动凿岩机是由电动机通过机械转换机构驱动钎杆、钎头，以冲击回转方式在岩体中凿孔的机具。 电动凿岩机按推进方式可分为手持式和气腿式。手持式又称电锤，由人工手持推进。 支腿式电动凿岩机工作时用支腿支撑和推进。按冲击机构可分为偏心块式和曲柄连杆压气活塞式两种,1偏心块式电动凿岩机,2压气活塞式电动凿岩机,传动机构为单级带惰轮的直齿轮传动，带动曲柄连杆、压气活塞，使冲击活塞往复动作冲击钎尾做功。,五、内燃凿岩机,内燃凿岩机作为一种自带动力的冲击式凿岩机械，为使凿岩过程连续进行，顺利形成炮眼，除具有冲击机构、回转机构及用于排粉的吹洗系统外，机器本身还配以动力。故内燃凿岩机均由动力、压气和凿岩等三部分组成，是集汽油机、压气机、凿岩机三者于一体的手持式凿岩机械。 其工作原理是利用发动机燃烧室里汽油与空气混合的气体燃烧所形成的爆发压力，使发动机活塞和冲击活塞作反向往复运动，从而进行冲击、回转和压缩空气而作功。,汽油凿岩机实体图,六、岩石爆破作业常识,炮眼位置的选定和布置,图2-4-11 星罗式炮眼时 l一主炮眼；2副炮眼；3防震炮眼,梅花式炮眼 1-主炮眼；2副炮眼；3药包,3装填药包及爆破开挖装药量计算,装药量Q的计算公式为,式中 Q装药量，kg； q爆破单位岩石炸药消耗量(见表112)，kgm3； W从药包中一L,Nft缶空面的距离(最小抵抗线)，m； e炸药换算系数(见表113)。 n抛掷系数（n=1 为标准抛掷，n1为加强抛掷）,2-5灌注桩基础施工用机械及设备,灌注桩基础施工用机械及设备是利用取土或挤土装置在地层桩位上成孔，然后灌注混凝土成桩的桩工机械。 钻孔机多以履带式挖掘机(或起重机)的底盘为底架，其上设置龙门导杆，作为钻凿工具的支承，并引导钻孔方向。挖掘机的发动机常作为钻孔机的动力装置。 钻孔机按成孔方法分螺旋式、冲抓式、潜水式和振动式四种，前三种属取土成孔，后一种属挤土成孔，还有综合上述多种方法的综合钻孔机。 灌注桩的施工方法，因所选护壁形成的不同，分泥浆护壁施工法和全套管施工法两种。,冲击式钻孔机,冲击式钻孔机，是将带钻刃的重钻头提高以后，靠