转角塔导线放线滑车施工说明 - 吉林省送变电工程公司.doc

转角塔导线放线滑车施工布置杨怀伟 范田野 于长生摘 要 针对500kV政宜线同塔双回六分裂紧凑型线路转角塔特点，通过详细的计算，采用短拉杆悬挂滑车、侧拉线降低滑车高度措施，顺利解决了转角塔滑车布置困难问题，确保了架线施工的顺利进行。 关键词 同塔双回 紧凑型 转角塔 放线滑车 布置三峡输变电工程500kV政平至宜兴线路工程为全国第一条同塔双回紧凑型线路工程，导线采取等边倒三角形布置，相间距离6.7m。耐张塔采取了具有独创设计的干字型转角塔，其中每侧上导线横担上平面挂2相导线，下横担下平面挂1相导线。 政宜工程采取一牵六牵放导线，最大单根导线放线张力为1.4t，牵引机最大受力达到10t，通过的转角塔最大角度达到50，横担结构复杂，从而对转角塔导线滑车的施工布置提出了较高要求，而转角塔滑车布置的好坏也直接决定着放线的安全、进度。1转角塔滑车悬挂位置SCJ52型塔导线横担、导线挂点、滑车挂点如图1所示。2力学分析及计算条件获取2.1力系分析2.1.1 如图2，力系首先由导引绳、牵引绳、导线的架线张力T1、滑车的垂直荷载G形成放线滑车受力合力F1；如果不采用侧拉线时F1即为拉杆的受力F3。当采用侧拉线时，滑车受力F1与侧拉线拉力F2的合力形成拉杆受力F3。2.1.2力系计算按照三个过程。即导引绳牵引牵引绳时滑车受力状态、牵引绳牵引导线时滑车受力状态、导线紧线到位滑车受力状态。2.1.3计算需用数据各种线绳的质量g，滑车的重量G1、宽度b、高度h，耐张塔垂直档距LCZ，放紧线张力T1，转角度数，耐张塔滑车前后的悬垂角A、B，由此计算出滑车偏角及滑车各部受力。2.2计算条件获取2.2.1放线滑车：根据转角度数及受力情况选用单滑车或双滑车，滑车为额定负荷80kN七轮660铸铝挂胶滑车，单个滑车重量G1=150kg、最大宽度b=0.8m，高度h=1.05m。2.2.2线绳的质量、放紧线张力(见表1)表1 线绳的质量、放紧线张力一览表线绳名称型 号破断拉力/t单位长度质量/kgm-1放线张力/t牵引下级线绳最大张力/t尼龙绳2080.31.6导引绳16130.811.32.9牵引绳2430.671.9302.410导 线LGJ-240/307.5620.92221.41.8*单根导线紧线张力为1.8t。2.2.3耐张转角塔有关参数(见表2)表2 耐张转角塔有关参数一览表塔号转角角度/垂直档距LCZ/m前悬垂角A/后悬垂角B/悬挂滑车数量/个N349.53621.62.02N816.32760.7-0.413滑车悬挂数量的选择3.1滑车所受水平力T的计算3.1.1有关参数和计算公式滑车所受水平力T取决于滑车上的线绳张力T1和转角角度，力系分析图见图2。 挂单滑车时滑车所受水平力T的计算公式为：挂双滑车时单个滑车所受水平力T的计算公式为：3.1.2计算实例以N3塔牵引绳牵引导线时、通过式紧线时的工况为例计算，式中T1为牵引绳牵引6根导线时的张力时，导线单根放线张力为1.4t，则T1=1.161.4 t=9.24 t，则滑车所受水平力T为：式中T1为导线紧线后的张力时，导线单根放线张力为1.8t，则T1=61.8 =10.8 （t），则滑车所受水平力T为：3.2滑车垂直力G、自然倾斜角、滑车受力合力F1及转向角的计算3.2.1有关参数和计算公式滑车垂直力由滑车自重G1、线绳的自重g与垂直档距LCZ的乘积构成，垂直档距可全部取紧线后的垂直档距，其计算公式为： 单滑车时G=G1+gLCZ（3）双滑车时G=G1+gLCZ/2（4）。自然倾斜角取决于水平力T和垂直力G，其计算公式为：=tg-1(T/G)（5）滑车受力合力F1由垂直力G和水平力T构成，其计算公式为：转向角（即圆心包络角）取决于滑车受力的合力F1和滑车前后线绳的张力T1，其计算公式为：3.2.2计算实例3.2.2.1当N3滑车牵引绳牵导线时垂直力为：单滑车时G=0.15+1.933621000=0.85（t）双滑车时G=0.15+1.9336221000=0.50 （t）自然倾斜角为：单滑车时=tg-1(7.810.85)=84双滑车时=tg-1(4.000.85)=83受力合力为：3.2.2.2当N3滑车导线紧线后时垂直力为：单滑车时G=0.15+0.922263621000=2.15（t）双滑车时G=0.15+0.9222636221000=1.15（t）自然倾斜角为：单滑车时=tg-1(9.132.15)=77双滑车时=tg-1(4.681.15)=76受力合力为：紧线后导线转向角（圆心包络角）为：单滑车时=180-2cos-1（9.38210.8）=50.48双滑车时=180-2cos-1（4.82210.8）=25.793.3滑车悬挂数量的确定滑车的受力应根据实际情况计算，其悬挂数量应保证滑车受力不超过其额定负荷，导线转向角不大于30为原则确定。通过水平力和转向角的计算，可知N3悬挂单滑车时受力为9.13t，转向角为50.48，超过了滑车额定负荷8t的要求，也超出了导线转向角不得大于30的要求，所以该塔位需悬挂双滑车；当其它塔位计算结果不超过滑车额定负荷、导线转向角小于30时可悬挂单滑车。4滑车挂具长度选择4.1挂具长度计算4.1.1常规计算方法挂具长度与滑车宽度b，自然倾斜角，横担坡度有关系，其计算公式为： 以N3角外侧上导线横担为例，横担坡度=10，滑车宽度b=0.8 m，滑车自然倾斜角与挂具长度对照表如表3。表3滑车自然倾角与拉杆长度对照表拉杆倾角/30405055607078挂具长度/m0.30.50.70.91.12.311根据施工的方便程度，挂具长度一般不应超过1.5 m，比较适宜的长度为1 m，在这个长度情况下施工过程中的放线预倾处理、紧线画印、耐张塔平衡挂线等操作均简便。由表3数据可见，滑车自然倾角在60以内时挂具长度小于1.5 m，但因本工程线绳放紧线张力大、转角度数大、转角塔垂直档距小等因素影响，大部分转角塔滑车自然倾角大于60，其中有3基塔自然倾斜角接近90，采取加长挂具的方法显然不能避免滑车与横担相碰(倾角78时挂具卡度已达到11m)，需采用降低滑车高度的措施。4.1.2降低滑车高度计算方法4.1.2.1降低滑车高度的措施常规的降低滑车高度的措施是在挂具角内侧垫道木，如图4.a)。此方法操作复杂，施工过程中出现问题时处理难度大，对控制滑车的自然倾角不利，易出现道木脱落、挤压损坏，走板卡住、线绳跳槽等危险。改进后的降低滑车高度的措施是在挂具（拉棒）的下环上设置侧拉线，使滑车在拉棒、侧拉线连接点的下环中自由转动，保持自然倾角，通过侧拉线降低拉棒下环高度、进而降低了滑车高度，即使滑车90自然倾角时也不会磕碰横担，施工效果非常好。如图4.b）。4.1.2.2降低滑车高度措施情况下挂具长度计算 按照滑车自然倾斜角90计算，挂具长度与滑车宽度b，滑车高度h，自然倾斜角，横担坡度有关系，如图5，其计算公式为： 以N3角外侧上导线横担为例，滑车宽度b=0.8 m、高度h=1.05 m，横担坡度=10，滑车自然倾斜角与挂具长度对照如表4。表4滑车拉杆控制倾角与拉杆长度对照表拉杆倾角/30405055607078挂具长度/m0.750.901.151.361.683.3216.51 结合现场实际情况，根据表4计算数据，拉杆控制倾斜角为55，挂具总长1.4 m，加工拉棒长度为1.0 m。在此条件下滑车在自然倾角时不会磕碰横担，能够确保安全施工。4.2侧拉线布置说明4.2.1计算公式拉杆最终受力F3由滑车受力F1、侧拉线受力F2构成，其力系平衡点在拉杆的下环中，有关计算角度有拉杆的原始自然倾角1，侧拉线对地平面夹角、拉杆控制倾角2。根据正弦定理解力系得：4.2.2侧拉线对地夹角的选择根据公式11、12，选择N3塔牵引绳牵引导线工况，无侧拉线时的拉杆受力F1=4.03 t，自然倾斜角1=83，拉杆控制倾斜角2=55，计算侧拉线各种一同对地夹角时力系的变化如表5。表5侧拉线对地夹角变化时对应力系变化一览表侧拉线对地夹角/40455055606570滑车受力F1/t4.034.034.034.034.034.034.03侧拉线受力F2/t1.961.921.901.891.901.921.96拉杆最终受力F3/t3.053.223.393.563.723.894.07 由表5计算可见，侧拉线对地夹角与拉杆控制倾斜角相等时侧拉线受力最小，侧拉线对地夹角越大、拉杆总体受力越大；在施工过程中侧拉线对地夹角应尽量与拉杆控制倾斜角相等控制，尽量控制在10之间。表5中结果应选择=55，尽量控制在4565之间。4.3各工况系统受力 以N3塔为例，在导引绳牵引牵引绳时滑车受力状态、牵引绳牵引导线时滑车受力状态、导线紧线到位滑车受力状态三个工况下系统受力情况及倾斜角变化情况如表6。表6各工况系统受力情况一览表塔号塔型转角度数/垂直档距/m滑车重量/kgN3SCJ5249.5362150项目导引绳牵牵引绳时牵引绳牵导线时导线紧线后线绳初始张力/kg270014001800牵引力或张力合力T1/kg2835924010800计算水平张力T/kg122740004675计算垂直荷载G/kg1784241077计算合力F1/kg124040224797合力自然倾角1/828477拉杆与垂线控制夹角2/555555侧拉线与水平面控制夹角/555555侧拉线受力F2/kg55819471800拉杆最终受力F3/kg110735204447转向角/252526 从表6计算可以得出，N3悬挂双滑车时系统受力为：侧拉力F22t，拉杆最终受力F35t，工器具的选择按照此数据进行。5双滑车支撑杆选择当转向角30时，为防止导线劈股，同时减少滑车受力，需悬挂双滑车，一般悬挂在横担两侧。考虑滑车的摆动同步、轮槽同相、施工人员操作方便等因素，在滑车的通轴上安装支撑杆，滑车每侧各1根，一般用角钢或槽钢加工。5.1支撑杆长度的计算直线塔悬挂双滑车时其支撑杆长度b根据挂具挂点到滑车轴心的距离结合导线自然悬垂角计算出内缩值X，再用挂具挂点宽度a减去2X得到。转角塔悬挂双滑车时支撑杆长度b应根据挂具挂点到滑车轴心的距离结合导线转向角计算出内缩值X，再用挂具挂点宽度a减去2X得到。计算公式为：以政宜线SCJ52型塔下导线角内侧相为例计算如下：挂具挂点宽度a=4.2m、挂具挂点到滑车轴心的距离=2.1m、导线转向角=26，支撑杆长度计算结果为：b=4.2-22.1sin(262) =3.2（m）5.2支撑杆规格选择 由于支撑杆长度按照滑车受力后正常内缩值考虑，理论上支撑杆不受轴向压力，其受力主要为走板的冲击力、施工人员踩踏的弯矩，总体受力较小，但支撑杆的自身强度也不应轻视，根据长度不同适宜规格角钢加工，选用槽钢受力更好。6转角塔放线滑车施工布置 6.1挂具与铁塔的连接 挂具与铁塔的连接点初始布置于导线挂孔的垂直下方的下平面，适用于SCJ51塔、SCJ52塔除上横担靠近塔身的两相。由于SCJ52塔除上横担靠近塔身的两相挂孔处与下横担间隙过小（仅1.4m），需将连接点向外侧移动，确保挂点与下横担间隙角内侧大于2.1 m、角外侧大于2.7 m。 在挂具与铁塔连接点设计上，在铁塔施工图会审时向设计院提出，设计院在横担上设计了操作孔、改变了立铁规格，在施工时直接用5t卸扣与操作孔相连即可。6.2拉棒规格选择使用Q235圆钢拉棒，屈服强度大于235 N/ mm2、抗拉强度大于375 N/ mm2，额定负荷5t，拉棒安全系数为3.5，由此计算钢筋直径为：选择25圆钢，长度1.0 m，上下环平行布置。 耐张塔放线滑车连接顺序为角外侧的操作孔、5t卸扣、拉棒（上环+杆+下环）、5t卸扣、放线滑车。挂具全长1.4m。6.3侧拉线布置对N3侧拉线布置受力按照2t考虑，其它塔位按照实际计算结果考虑，拉杆控制倾斜角及侧拉线对地夹角均为55。连接顺序为拉棒的下环、3t卸扣、12.5钢绳套、3t手扳葫芦或3t通过式手扳葫芦、下端连接铁塔横担、塔身或地面钻锚。当用手扳葫芦将拉棒角度调节好后，可以用12.5钢绳套直接固定，将葫芦拆除，以用于别处施工。6.4滑车预倾处理在放线时，耐张塔需根据不同情况将滑车尾端用葫芦连接横担做好预倾，防止线绳跳槽；受力按照0.2t考虑，连接顺序为滑车尾端挂环、1t卸扣、1t链条葫芦、9.5钢绳套、横担。6.5滑车支撑杆布置 选用806角钢制作。安装在滑车的通轴上，可用通轴两端原M16螺栓固定。 7结束语耐张塔放线滑车的施工布置是一个非常重要的课题，其布置的好坏直接决定着放线的施工安全，同时也影响着施工进度