组合式钢管杆吊装方案论证

1、220kV越溪-菀平线开断环入江城变线路工程组合式钢管杆吊装方案论证江苏海宁电力实业公司2013年01月目 录1.工程概述- 1 -1.1.路径- 1 -1.2.交通及地形- 1 -1.3.塔型参数- 1 -2.吊装方案- 2 -2.1.悬浮抱杆吊装组合式钢管杆- 2 -2.2.附着式平臂通天抱杆吊装组合式钢管杆- 6 -2.3.吊车吊装组合式钢管杆- 6 -3.运输方案- 8 -3.1.采用抱杆组立时，道路修建情况- 8 -3.2.采用吊车组立时，道路修建情况- 8 -4.方案比选- 8 -5.附录- 9 -1. 工程概述1.1. 路径本工程路径基本呈南北走向，从越菀线#36老塔到菀平变北侧

2、间隔，线路全长12.421km，新建杆塔46基。杆塔采用组合式钢管杆和角钢铁塔，其中组合式钢管杆37基（#4-#19同压220kV四回，共15基，#22-#43混压220kV+110kV四回，共22基）。直线杆为双柱式，转角杆有双柱式和四柱式两种。最长段11.5m，最重段近12吨。1.2. 交通及地形本工程多数桩号位于苏州河边，周围无进场道路，多为农耕小路，对于钢管杆运输很不便利。桩号交通及地形备 注#5#6位于东太湖堤岸附近，无施工道路。#8#10位于苏州河西岸沼泽地内，无施工道路和吊装作业场地。#12#14位于位于部队农场林业带内，附近有一条便道，不满足施工要求，需要扩宽，加固处理。#15

3、#16位于沼泽地内，无施工道路和吊装作业场地。需要利用#12#14道路向前铺设道路。#17#19位于苏州河西岸，#16#17之间有河，需要从#20江城变围墙外修路进场。#23#30位于路边，有硬路基，局部地方需要铺设钢板可以进场。#31#43位于滨湖新城快速干道西侧，距离路边7080m，需要跨过绿化带修路进场。1.3. 塔型参数本工程塔型及数量（需要修道路的桩号，共35基）。塔型呼高(m)塔重(kg)适用桩号数量备注G4Z13064787.0#10、#14、#153直线双柱式G4HZ2760058.0#23、#352直线双柱式3064780.6#27、#29、#31、#32、#36、#38、#

4、39、#408直线双柱式3372172.3#34、#41、#423直线双柱式3676511.1#33、#372直线双柱式G4J02469671.5#8、#12、#133转角双柱式2774489.9#91转角双柱式3082412.1#161转角双柱式G4J124.2#6、#182转角四柱式27.8#51转角四柱式36.3#171转角四柱式G4HJ124.5#24、#262转角四柱式27.1#251转角四柱式G4HJ127#28、#302无图纸G4FJ24#191无图纸27#221无图纸G4HFJ39#431无图纸各种组合式钢管杆参数见附录二。2. 吊装方案根据本工程情况，拟考虑采用三种吊装方案，

5、即：悬浮抱杆吊装、附着式平臂通天抱杆吊装和吊车吊装。2.1. 悬浮抱杆吊装组合式钢管杆2.1.1. 抱杆选用1 抱杆型式的选择因组合式钢管杆作业空间小，基础根开在4-5m，难以设置承托绳，所以采用薄壁钢管抱杆，吊装示意图见下。 悬浮抱杆组立示意图 2 抱杆长度的选择吊件最长段11.5m，最重段120kN，动荷载系数1.2，选用20吨4-4滑车组，滑车外形尺寸500mm，滑车组两滑车轴心最小允许距离1.0m（电力建设安全工作规程 第2部分：架空电力线路 DL 50091.2-2004），吊点绳垂直高度1.0m，承托卡箍至已组装杆端距离1.0m，吊件就位空间考虑0.5m，根据下面公式，选用长度16

6、m薄壁钢管抱杆。3 抱杆轴向允许压力1000kV架空输电线路铁塔组立施工工艺导则（Q/GDW 155-2006）规定：塔身吊装时，抱杆应适度向吊件侧倾斜，但倾斜角度不宜超过10，吊件的起吊中心对抱杆轴线的偏角应不大于10。因组合式钢管杆采用分别吊装，抱杆倾斜角度按照5，滑车组偏垂角按照5进行控制。本工程最重钢管杆段重120kN，动荷载系数1.2。按照规范要求，拉线对地夹角不大于45，控制绳对地夹角不大于30。采用图解法分析吊装过程受力情况，计算图见下。 吊件处受力分析 抱杆顶部受力分析 浪风拉线受力分析 考虑滑车组、起吊绳、浪风绳重量等因素，各部分受力的大小：浪风钢丝绳重量：起吊钢丝绳重量：滑

7、车组重量：吊点绳牵引力：抱杆轴向允许压力：(未考虑抱杆自重的影响)浪风绳拉力：计算结果表明，选用的抱杆轴心允许压力不得小于215.00kN，按照输电线路施工机具设计、试验基本要求(DL/T 875-2004)抱杆安全系数按照2.5考虑，其极限承载力需要537.50kN。目前薄壁钢管抱杆的最大规格为350，该抱杆长度在16m时，允许轴压力为130kN。不能满足本工程的杆塔组立，需要重新设计和加工抱杆。2.1.2. 主杆验算抱杆底部承托部分采用链条式卡箍型式，抱杆座产生的集中荷载与钢管杆中心不在同一直线，属于偏心受压构件。本工程钢管杆直径在1.6m左右，偏心比较大，在吊装过程中，偏心弯矩对主杆杆身

8、影响较大。杆身局部强度及钢管杆基础是否满足要求，需要经过设计单位验算方可施工，示意图见下。 抱杆根部示意图 2.1.3. 场地要求桩位处施工场地承载能力要满足吊件重量产生的压力，同时场地的大小要适合吊件的放置。尤其是位于河塘内桩号，仅凭施工平台无法满足吊装要求，需要填土夯实。基础两侧需要10m20m的杆段堆放和吊车卸货的施工作业面，示意图如下。 场地布置图 抱杆的起立和场地内杆段移位采用吊车，吊车大小选用50吨，自重约50吨，场地需满足吊车施工作业要求。2.1.4. 抱杆加工如若加工此参数抱杆，需要咨询后，确定生产厂家。厂家根据施工要求设计图纸，加工好抱杆后进行额定荷载下的仿真试验和不同倍率（

9、1.25、1.5、2.0、2.5）额定荷载的过载试验，满足设计要求后，才能按需求数量进行批量加工。估计设计、加工、试验等环节至少需要2个月的时间。2.2. 附着式平臂通天抱杆吊装组合式钢管杆2.2.1. 施工方法利用50吨吊车配合起立抱杆，抱杆通过支撑杆（硬支撑连接）附着钢管杆上来保持其稳定性，通过抱杆平臂上的滑车组吊装各杆段，示意图见下。 平臂通天抱杆吊装示意图 2.2.2. 相关要求1 一付附着式平臂通天抱杆自重大约在80吨，为确保抱杆不沉降，需要在抱杆下方浇制混凝土基础，基础型式及承载能力需要计算确定。2 相关资料表明，加工一付附着式平臂通天抱杆要200万以上的费用。3 装卸杆段需要30

10、-50吨吊车作业。4 起立和安装附着式平臂通天抱杆需要50吨吊车配合，施工时间比较长。5 施工现场需要杆段堆放放场地和50吨吊车作业空间。2.3. 吊车吊装组合式钢管杆2.3.1. 施工方法吊车停靠基础旁，吊装各杆段，示意图见下。 吊车吊装示意图 2.3.2. 吊车选用根据组合式钢管杆段重、段长、杆塔总高，对照吊车参数表，选择经济适用的吊车。本工程总高55m及以下的钢管杆选择130吨吊车，总高55m-60m之间的钢管杆选择160吨吊车，#43总高在64m左右，需要选择200吨吊车。各桩号吊车选用表吊车型号桩号备注130吨#5、#6、#8、#9、#12、#13、#16、#18、#19、#22-#

11、26、#28、#30、#3517基160吨#10、#14、#15、#17、#27、#29、#31-#34、#36-#4217基200吨#431基2.3.3. 场地布置吊车外形尺寸比较大，为满足施工作业要求，需要修建吊车作业场地，示意图见下。 场地布置图 3. 运输方案3.1. 采用抱杆组立时，道路修建情况杆段进场若采用炮车运输，需要咨询生产厂家。厂家根据杆段长度和重量加工炮车。炮车轴间距约3m左右，运输的道路宽度需要修建在4m左右，并且要满足炮车载荷要求。炮车长度大约6-8m，运输道路转弯处需要满足炮车转弯半径要求，现有路边影响转弯的树木需要砍伐。装卸杆段和场地内吊件移动需使用吊车，吊车选用3

12、0-50吨液压式起重机，自重约50吨，进场道路应满足吊车行进。3.2. 采用吊车组立时，道路修建情况为满足大吨位吊车和钢管杆进场，需要修建进场道路。道路宽度在5m，长度根据现场实际情况地形铺设。4. 方案比选将悬浮抱杆、座地平臂抱杆和吊车组塔这三种施工方案，从施工效率、安全风险、施工费用等方面进行比较。悬浮抱杆平臂通天抱杆吊车施工效率（1）目前还没有采用悬浮抱杆吊装组合式钢管杆的施工前先例，不能准确知道施工时间。（2）根据以往组塔经验看，组立一基组合式钢管杆至少需要15天的时间。（1）每基都需要浇制抱杆基础，需要5天时间。（2）抱杆比较重，起立需要50t吊车配合，施工作业时间比较长。（1）道路

13、和作业区满足要求，即可进场施工。（2）工器具少，安装方便，施工效率高，组立1基钢管杆需要1天时间。安全风险（1）抱杆是新设计，没有施工经验可参照。吊件重量非常大，抱杆轴向力很大。存在抱杆弯折、失稳的风险。（2）多个桩号位于河塘边，周围土质软弱，地钻承载力相对于其他环境比较低。存在地钻无法满足浪风拉线产生的拉力，出现地钻上拔，抱杆倾覆现象。（3）地形较差，拉线位置不容易确定，会出现浪风拉线锚固位置距离不等情况。这种拉线不平衡受力，会使抱杆产生扭转现象。扭转力可能造成抱杆剪切破坏。（4）悬浮抱杆采用卡箍悬浮，与传统的四根承托绳相比，稳定性较差。平臂抱杆加工质量。机械设备安全。施工费用抱杆设计和加工

14、费、抱杆试验费、钢卡箍设计加工费、炮车设计和加工费、滑车组租赁（购买）费、钢丝绳购买费、50吨吊车租赁费、修建进场道路费、桩位场地填土加固费等。平臂抱杆设计和加工费、抱杆试验费、炮车设计和加工费、抱杆基础材料费和施工费、50吨吊车租赁费、修建进场道路费、桩位场地填土加固费等。大吨位吊车租赁费、修建进场道路费、吊车作业场地修建费等。5. 附录附录一：组合式钢管杆单线图 G4Z1单线图 G4J1（045）单线图 附录二：组合式钢管杆各段参数表塔型G4Z1段长（m）10.1764.65610.1054.5569.9059.3911.4811.47811.47310.967段重（kg）1138.145

15、4.71877.2447.51845.92047.73522.74535.45924.27892.6G4HZ段长（m）10.6254.85510.3043.47.869.2910.2810.9789.9739.9698.4656.978.4675.467段重（kg）1182.9561.22012.4359.81105.52391.13288.64294.85242.26664.47798.64888.37405.34286.1G4J0段长（m）10.1924.64110.0674.62110.05710.9910.97910.9738.96811.46711.46110.9638.4688.468段重（kg）902.4586.32042.5585.1198522123689.5560361778403.711716.59995.358727897.3G4J1段长（m）11.1045.03610.9945.07511.04411.299.989.9799.9749.9710.46411.4668.468段重（kg）1221.2607.42238.3610.82242.923353615.53450.74312.95238.77147.36444.45976.5G4HJ1段长（m）11.6115.58411.53.8218.