輸電線路張力放線時(shí)轉(zhuǎn)向滑車的合理設(shè)置及分坑

李君章，楊作強(qiáng)，羅宇亮

(河南送變電建設(shè)公司，鄭州市 450051)

0 引言

隨著西南水電的開發(fā)建設(shè)，“西電東送”的輸電線路越來越多，這些輸電線路大都途經(jīng)山區(qū)及高山大嶺，在張力架線過程中，牽張場的選取困難，一般在線路中心線放線無法設(shè)置牽引場或張力場，需要采用轉(zhuǎn)向滑車進(jìn)行轉(zhuǎn)向布置，或者采用環(huán)形牽引放線等特殊措施［1］。在文獻(xiàn)［1－2］中均對(duì)牽引場轉(zhuǎn)向滑車進(jìn)行了描述，但均未對(duì)轉(zhuǎn)向滑車如何設(shè)置進(jìn)行更深入論述。轉(zhuǎn)向滑車關(guān)系到架線施工安全和施工質(zhì)量，有必要進(jìn)行深入研究。本文依據(jù)導(dǎo)則和工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，論述了現(xiàn)場如何確定轉(zhuǎn)向滑車的數(shù)量和位置，以及轉(zhuǎn)向滑車地錨的方向，即如何進(jìn)行轉(zhuǎn)向滑車地錨的分坑。

1 轉(zhuǎn)向滑車受力計(jì)算及數(shù)量的確定

1.1 轉(zhuǎn)向滑車受力計(jì)算

依據(jù)SDJJS 2—87《超高壓架空輸電線路張力架線施工工藝導(dǎo)則》的要求:“各轉(zhuǎn)向滑車荷載均衡，即轉(zhuǎn)向角度相等”，進(jìn)行轉(zhuǎn)向滑車的計(jì)算。

轉(zhuǎn)向滑車受力如圖1所示，設(shè)轉(zhuǎn)向角度為β，則n個(gè)轉(zhuǎn)向滑車中每個(gè)轉(zhuǎn)向滑車的轉(zhuǎn)角度數(shù)為β/n;設(shè)牽引力或張力為F，不考慮摩擦系數(shù)，則每個(gè)滑車的受力為

圖1 轉(zhuǎn)向滑車受力Fig.1Force diagram of corner block

1.2 轉(zhuǎn)向滑車數(shù)量的確定

1.2.1 轉(zhuǎn)向滑車數(shù)量確定的原則

在設(shè)置轉(zhuǎn)向滑車時(shí)，應(yīng)根據(jù)式(1)計(jì)算出每個(gè)滑車的受力，同時(shí)應(yīng)考慮轉(zhuǎn)向滑車、轉(zhuǎn)向地錨的額定荷載是否滿足要求，若不能滿足要求，則需要增加滑車數(shù)量，以減少每個(gè)轉(zhuǎn)向滑車的受力。當(dāng)張力場轉(zhuǎn)向時(shí)，還應(yīng)考慮導(dǎo)線的包絡(luò)角不超過30°的規(guī)定，以確保導(dǎo)線放線質(zhì)量。

不同的轉(zhuǎn)角度數(shù)和不同的轉(zhuǎn)向滑車數(shù)量，各轉(zhuǎn)向滑車受力計(jì)算系數(shù)如表1所示。表1中帶下劃線的數(shù)據(jù)是轉(zhuǎn)向滑車轉(zhuǎn)向角度30°時(shí)受力計(jì)算系數(shù)。

表1 滑車受力計(jì)算系數(shù)Tab.1Force coefficient of corner block

1.2.2 牽引場轉(zhuǎn)向滑車數(shù)量的確定

一般常用牽引繩轉(zhuǎn)向滑車的額定負(fù)荷為150、200、300 kN，而較大規(guī)格地錨的額定受力一般為78 kN。如考慮2個(gè)八字形地錨(一般按60°布置)，則2個(gè)地錨的合力約為135 kN。一般地錨額定受力小于轉(zhuǎn)向滑車的額定受力，為此確定轉(zhuǎn)向滑車數(shù)量時(shí)應(yīng)以地錨的額定受力進(jìn)行控制。當(dāng)不能滿足要求時(shí)，需要增加轉(zhuǎn)向滑車數(shù)量以減少受力，直至滿足地錨額定受力的要求。

當(dāng)采用1個(gè)地錨，且轉(zhuǎn)向角度為30°時(shí)，每個(gè)轉(zhuǎn)向滑車受力為78 kN，則允許的牽張力為78 kN/ 0.518=150.6 kN。150 kN是一般常規(guī)導(dǎo)線一牽四張力放線［5-10］時(shí)的牽引力。

當(dāng)采用八字形地錨時(shí)，每個(gè)轉(zhuǎn)向滑車允許受力為135 kN，則允許的牽張力為135 kN/0.518= 260 kN。260 kN一般是常規(guī)導(dǎo)線一牽六、一牽八以及大截面導(dǎo)線一牽四張力放線時(shí)的牽引力。JL/G2A－900/75型導(dǎo)線一牽四張力放線時(shí)牽引繩的轉(zhuǎn)向滑車設(shè)置如圖2所示。

為此在確定牽引場轉(zhuǎn)向滑車數(shù)量時(shí)應(yīng)首先考慮地錨的受力，一般以每個(gè)放線滑車的轉(zhuǎn)向度數(shù)不超過30°為控制條件較為合適。

圖2 JL/G2A－900/75一牽四牽引繩轉(zhuǎn)向滑車布置Fig.2Layout of corner blocks of traction rope towing four JL/G2A－900/75 conductor

1.2.3 張力場轉(zhuǎn)向滑車數(shù)量確定

在張力場導(dǎo)線轉(zhuǎn)向時(shí)，一般應(yīng)按轉(zhuǎn)向放線角度不超過30°控制。一般五輪放線滑車的額定荷載在80 kN及以上，可仍以相應(yīng)地錨額定受力78 kN為控制條件進(jìn)行選擇。張力場轉(zhuǎn)向滑車設(shè)置如圖3所示。

圖3 張力場導(dǎo)線轉(zhuǎn)向滑車布置Fig.3Layout of conductor corner blocks at tension work place

1.2.4 小結(jié)

在實(shí)際確定放線滑車時(shí)，應(yīng)以30°控制牽引場、張力場的轉(zhuǎn)向滑車轉(zhuǎn)向角度和以地錨受力控制轉(zhuǎn)向滑車允許受力，最終確定轉(zhuǎn)向滑車的數(shù)量。

2 轉(zhuǎn)向滑車現(xiàn)場分坑

在根據(jù)轉(zhuǎn)向角度確定滑車數(shù)量后，應(yīng)在現(xiàn)場對(duì)實(shí)際的轉(zhuǎn)向滑車位置、地錨坑位置和地錨坑馬道方向進(jìn)行實(shí)際放樣，簡稱為分坑。

2.1 轉(zhuǎn)向滑車位置間的幾何關(guān)系

以轉(zhuǎn)向角度為β的轉(zhuǎn)向?yàn)槔?，設(shè)轉(zhuǎn)向滑車數(shù)量為n，則每個(gè)轉(zhuǎn)向滑車的轉(zhuǎn)向度數(shù)為β/n。每個(gè)轉(zhuǎn)向滑車轉(zhuǎn)向點(diǎn)處的內(nèi)角平分線交匯在1個(gè)點(diǎn)上，這個(gè)點(diǎn)為各轉(zhuǎn)向滑車轉(zhuǎn)向點(diǎn)所在圓的圓心。當(dāng)圓的半徑減少轉(zhuǎn)向滑車的半徑r后，該圓為轉(zhuǎn)向滑車中心所在的圓。相鄰2個(gè)轉(zhuǎn)向滑車的圓心角為β/n。

當(dāng)轉(zhuǎn)向滑車個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，中間轉(zhuǎn)向滑車位于轉(zhuǎn)向內(nèi)角平分線上;當(dāng)轉(zhuǎn)向滑車個(gè)數(shù)為偶數(shù)時(shí)，轉(zhuǎn)向內(nèi)角平分線位于2個(gè)轉(zhuǎn)向滑車的中間，如圖4所示，這在分坑布置時(shí)需要注意。

圖4 轉(zhuǎn)向滑車布置幾何關(guān)系Fig.4Geometrical relationship of corner blocks'layout

當(dāng)已知相鄰2個(gè)轉(zhuǎn)向滑車的間距l(xiāng)(大于轉(zhuǎn)向滑車半徑r的2倍)時(shí)，則各轉(zhuǎn)向滑車中心所在圓的半徑則各轉(zhuǎn)向滑車轉(zhuǎn)向點(diǎn)所在圓的半徑為(R+r)。

設(shè)轉(zhuǎn)向點(diǎn)為A，靠近牽張場方向最外側(cè)滑車的轉(zhuǎn)向點(diǎn)為B，各轉(zhuǎn)向滑車轉(zhuǎn)向點(diǎn)所在圓的圓心為O，如圖4所示。在三角形△ABO中，∠ABO=(180°－β)/ 2，∠BOA=(1－1/n)β/2，則∠ABO=90°+β/n。已知LOB=(R+r)，利用正弦定理，則可求出

一般轉(zhuǎn)向滑車的半徑r=0.458 m，相鄰轉(zhuǎn)向滑車的距離l=2 m，在轉(zhuǎn)向角度不超過150°時(shí)，LOA一般不大于12 m。

2.2 現(xiàn)場分坑步驟

應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場地形條件合理選擇轉(zhuǎn)向滑車的分坑方法，主要分坑方法有以下2種。

2.2.1 一般條件下現(xiàn)場分坑

一般條件是指現(xiàn)場地形能夠滿足圓心O點(diǎn)能支設(shè)經(jīng)緯儀。一般條件下現(xiàn)場分坑步驟為:

(1)確定圓心的位置。現(xiàn)場分坑時(shí)，應(yīng)將經(jīng)緯儀設(shè)在轉(zhuǎn)向點(diǎn)A，對(duì)準(zhǔn)線路中心方向和牽張機(jī)方向復(fù)測角度后，在轉(zhuǎn)向內(nèi)角側(cè)找出角平分線，量取OA的距離。

(2)確定轉(zhuǎn)向滑車中心位置。將經(jīng)緯儀設(shè)在O點(diǎn)，以A點(diǎn)進(jìn)行定向，當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)分別旋轉(zhuǎn)β/n，確定各個(gè)轉(zhuǎn)向滑車的中心，旋轉(zhuǎn)半徑為R。當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，應(yīng)先旋轉(zhuǎn)β/(2n)確定角平分線兩側(cè)的放線滑車，再旋轉(zhuǎn)β/n更遠(yuǎn)的轉(zhuǎn)向滑車，旋轉(zhuǎn)半徑為R。

(3)確定地錨坑馬道方向。在經(jīng)緯儀設(shè)在O點(diǎn)確定各轉(zhuǎn)向滑車中心時(shí)，應(yīng)加地錨鋼絲繩套子及連接工具的水平投影長度，確定地錨坑位置，根據(jù)地錨坑位置和轉(zhuǎn)向滑車中心位置確定馬道方向。

2.2.2 特殊條件下現(xiàn)場分坑

特殊條件是指現(xiàn)場條件的圓心O點(diǎn)不能支設(shè)經(jīng)緯儀。這時(shí)需要采取的措施是依據(jù)上述的幾何關(guān)系，在AutoCAD中繪制比例圖形，利用極坐標(biāo)方式確定各轉(zhuǎn)向滑車中心位置，如圖5所示。采用一般條件下現(xiàn)場分坑同樣的方法確定各地錨坑位置，依據(jù)地錨坑和轉(zhuǎn)向滑車中心連線確定地錨馬道方向。

圖5 極坐標(biāo)方式確定轉(zhuǎn)向滑車中心位置Fig.5Centre position of corner block by polar coordinates

3 轉(zhuǎn)向滑車及其地錨坑布置注意事項(xiàng)

(1)本計(jì)算方法考慮的均是水平布置，但在施工時(shí)靠近鄰塔的最后1個(gè)轉(zhuǎn)向滑車和靠近牽張機(jī)的第1個(gè)轉(zhuǎn)向滑車一般在豎直方向有一定的傾角，為此，在實(shí)際確定轉(zhuǎn)向滑車數(shù)量時(shí)應(yīng)予以考慮，確保每個(gè)轉(zhuǎn)向滑車的受力均滿足要求。若傾角較大，一般可以采取措施消除傾角的影響，如采取壓線滑車等措施消除上揚(yáng)傾角的影響，采取托地滑車等支墊措施消除向下傾角的影響。

(2)由于各轉(zhuǎn)向滑車的中心位置關(guān)系到滑車的受力分配，當(dāng)轉(zhuǎn)向滑車間距較小時(shí)，應(yīng)控制好各轉(zhuǎn)向滑車的中心位置，采取具體復(fù)核措施。

(3)由于地錨受力是關(guān)鍵，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況對(duì)地錨允許受力進(jìn)行驗(yàn)算，必要時(shí)進(jìn)行拉力試驗(yàn)。施工時(shí)控制好地錨坑的埋深、馬道方向，確保地錨受力合理。

(4)為了減少兩邊相對(duì)轉(zhuǎn)向角度的影響和減少對(duì)鄰塔兩邊相的拉力(水平角度不超過5°)，轉(zhuǎn)向位置宜選取距離最近的鐵塔200 m及以上(按橫擔(dān)一側(cè)寬度17.5 m計(jì)算，水平角度5°控制時(shí)，要求距離為200 m)。同時(shí)要求對(duì)鄰塔的導(dǎo)線懸掛的仰角不宜大于15°，俯角不宜大于5°控制［4］。在確定轉(zhuǎn)向滑車數(shù)量時(shí)應(yīng)以轉(zhuǎn)向角度最大的邊相進(jìn)行計(jì)算，應(yīng)留有足夠的裕度，確保各轉(zhuǎn)向滑車及地錨受力滿足要求。當(dāng)兩邊相影響較小時(shí)，可以按照中心線進(jìn)行分坑。當(dāng)距離鐵塔較近，對(duì)角度影響較大時(shí)，應(yīng)分別設(shè)置轉(zhuǎn)向。

(5)轉(zhuǎn)向滑車圍成的區(qū)域?yàn)槲ｋU(xiǎn)區(qū)［3］，不得布置其他設(shè)備材料，工作人員不應(yīng)進(jìn)入，這樣可確保人員和設(shè)備安全。

4 結(jié)語

轉(zhuǎn)向滑車的設(shè)置關(guān)系到輸電線路張力架線的施工安全和施工質(zhì)量，在實(shí)際施工時(shí)應(yīng)認(rèn)真對(duì)待。本文對(duì)轉(zhuǎn)向滑車與轉(zhuǎn)向點(diǎn)之間的幾何關(guān)系進(jìn)行了較為詳細(xì)的論述，并給出現(xiàn)場分坑的具體步驟及注意事項(xiàng)，以期為輸電線路張力架線轉(zhuǎn)向施工提供參考和借鑒。

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(編輯:魏希輝)