抱桿自立式跨越架的研發(fā)與應(yīng)用

丁 晨，趙攀巔，于天剛

（上海送變電工程公司，上海 200235）

0 引言

近幾年送電線路施工中，線路走廊內(nèi)的被跨越物（如高鐵、高速公路）較以往更高，且跨越點更為復雜。500 k V新余（市西南）變電站220 k V出線工程同塔四回路段，需要跨越S32高速公路高架段，被跨越處高16.4 m，路面寬30 m，交叉角度約60°。高速公路管理部門要求高速公路保護網(wǎng)高出高速公路路面8 m，跨越架可提前5天開工搭設(shè)。

施工跨越點為水泥地面料場，周邊緊鄰國道、河道和高壓線?，F(xiàn)場不滿足帶電跨越架的拉線條件，搭設(shè)毛竹架或鋼管跨越架均需較長的周期和投入，時間上不滿足高速公路管理部門批復的搭設(shè)跨越架的施工周期。

為了提高施工現(xiàn)場的安全性，減少高速公路跨越架搭設(shè)的周期和成本，采用了加工連接件技術(shù)，利用抱桿拼裝成抱桿自立式跨越架的方法，解決了施工難題。

1 跨越方案的選擇

根據(jù)跨越平面圖策劃，需要搭設(shè)2個跨越架，每個跨越架寬40 m、高27 m，共12排?？紤]到安裝放線保護網(wǎng)后會下垂，跨越架的高度需要大于26.4 m。

1）搭設(shè)毛竹跨越架 原來采用毛竹跨越架，并預購了1萬根新毛竹，結(jié)合舊毛竹使用，用以增加強度。由于搭設(shè)毛竹跨越架工作量大，預計投入2個班組人員仍需7～8天才能完成，不能滿足現(xiàn)場工程對時間的要求，而且毛竹跨越架太高，安全上存在諸多風險。

2）搭設(shè)鋼管跨越架 專業(yè)鋼管架搭設(shè)公司到現(xiàn)場勘察和計算后，認為5天內(nèi)可以完成搭設(shè)，但報價近50萬元。從生產(chǎn)成本考慮，鋼管跨越架方案不適合。

3）搭設(shè)帶電跨越架 搭設(shè)2個跨越架的地面均為水泥地，臨近高架道路、國道、河道、高壓線及密集的地下管線，不滿足帶電跨越架的拉線要求，若使用帶電跨越架方案則存在很大的安全風險。因為線路為同塔四回路，跨越點一側(cè)為直線鋼管桿，另一側(cè)為80°的轉(zhuǎn)角塔，無論從受力方面還是結(jié)構(gòu)方面考慮，采用桿塔上加橫向抱桿作為跨越架臨時支架的方法也不可取。

2 抱桿自立式跨越架方案

有沒有更合適的方法解決這個跨越難題？經(jīng)過調(diào)研和討論，一種新的跨越方法逐漸清晰，即可以利用閑置的截面為0.6 m×0.6 m、0.7 m× 0.7 m、0.9 m×0.9 m等抱桿，組成新的跨越架。

1）組塔技術(shù)參數(shù) 截面為0.6 m×0.6 m存量抱桿136段，段長為4 m，主材為∠60 mm× 6 mm角鋼，輔材為∠40 mm×4 mm角鋼，每段質(zhì)量為237.5 kg。截面為0.7 m×0.7 m存量抱桿55段，段長為3 m，主材為∠80 mm×8 mm角鋼，輔材為∠50 mm×5 mm角鋼，每段質(zhì)量為240 kg。截面為0.9 m×0.9 m存量抱桿，段長為3 m有29段，段長為4 m有18段，主材為∠90 mm× 8 mm角鋼，輔材為∠50 mm×4 mm角鋼；3 m規(guī)格每段質(zhì)量為300 kg，4 m規(guī)格每段質(zhì)量為400 kg。

2）跨越架結(jié)構(gòu)設(shè)計 綜合考慮抱桿形狀、跨越狀態(tài)、機械化施工等需要，跨越架應(yīng)設(shè)計成椅子形狀，采用搭積木的方法比較合理，如圖1所示。

在高度增加的狀況下可增加分層，在需要增加穩(wěn)定性及地面足夠大的狀況下，可在底部平面各方向各加接一段抱桿。從結(jié)構(gòu)圖看，需要加工六通連接件，用以滿足抱桿垂直面和水平面的六個方向的連接。經(jīng)初步計算，若全部采用同一規(guī)格的抱桿，現(xiàn)存數(shù)量不夠，因此需要綜合利用存量的截面為0.6 m、0.7 m、0.9 m的抱桿。

圖1 抱桿自立式跨越架結(jié)構(gòu)示意圖

3）連接件設(shè)計 以0.9 m抱桿為例，六通連接件參數(shù)與抱桿相同，長、寬、高均為0.9 m，主材選用∠90 mm×8 mm角鋼，輔材選用∠50 mm× 4 mm角鋼，每個接頭自重243.3 kg。加工后對接試驗，排除存在的孔位錯位、螺栓長短不匹配，部分螺栓無法安裝等問題。六通連接件實物連接，如圖2所示。

圖2 六通連接件組裝圖

3 現(xiàn)場實施

3.1 細化和優(yōu)化施工工藝

周密的施工方案是安全施工的保障，通過對跨越S32高速公路方案的反復論證與優(yōu)化，確定了施工現(xiàn)場平面布置及放線跨越策劃方案。

由圖3可以看出：D7（E6）塔型為2D-ZG-39，呼高為39 m；D8（E7）塔型為2D-JGT3-36，呼高為36 m；D7（E6）至D8（E7）檔距為184 m；S32高速公路被跨越處高為16.4 m，匝道寬為30 m。放線段長度為0.923 m，牽引場布置在D3（E2）處，由于D8距高速公路過近，牽張設(shè)備出線角為29°，故張力場向大號側(cè)移至D9塔處，出線角變?yōu)?°。

根據(jù)現(xiàn)場情況及需要保護的范圍，確定在S32高速公路兩側(cè)各搭設(shè)2組抱桿跨越架，綜合考慮到跨越架貼緊高架路基更穩(wěn)定，垂直線路拉網(wǎng)更方便，以及地面狀況、存量抱桿數(shù)量的不同等因素，因此4個架體長度、寬度、高度各不相同。同時，根據(jù)保護網(wǎng)的范圍，對跨越兩側(cè)鐵塔的滑車位置進行了調(diào)整，以滿足放線時導地線在保護網(wǎng)上方，附件安裝時導地線全在跨越架上方的原則，細化了配套的施工方案。

圖3 施工現(xiàn)場防護設(shè)施布置斷面圖

3.2 跨越架結(jié)構(gòu)確定

S32高速公路西側(cè)兩個跨越架，采用0.6 m× 0.6 m抱桿搭設(shè)，單個抱桿跨越架高度為25.8 m，長度為13.2 m，寬度為9.8 m。單個抱桿跨越架，需要0.6 m×0.6 m抱桿64段（長4 m），方接頭16個。2個獨立跨越架，共計需要0.6 m×0.6 m抱桿128段（長4 m），方接頭32個。每個跨越架質(zhì)量為237.5×64＋105.7×16＝16 891.2（kg）。

S32高速公路東側(cè)兩個跨越架，分別采用0.9 m和0.7 m抱桿，其中南側(cè)0.9 m×0.9 m抱桿搭設(shè)跨越架。單個抱桿跨越架高度為26.7 m，長度為10.8 m，寬度為10.8 m。該抱桿跨越架豎直方向采用4 m的0.9 m×0.9 m抱桿拼裝，橫向則采用3 m的0.9 m×0.9 m抱桿拼裝，需采用φ13 mm鋼絲繩內(nèi)部連接，以增加跨越架的整體牢固性。單個抱桿跨越架，需要0.9 m×0.9 m抱桿27段（長3 m），0.9 m×0.9 m抱桿18段（長4 m），方接頭10個。每個跨越架質(zhì)量為（300×27＋400×18）＋138.7×12＝16 964.4（kg）。

北側(cè)0.7 m×0.7 m抱桿搭設(shè)跨越架。單個抱桿跨越架高度為26.8 m，長度為10.4 m，寬度為10.4 m。該抱桿跨越架豎直方向采用3 m的0.7 m×0.7 m抱桿拼裝。需采用φ13 mm鋼絲繩內(nèi)部連接以增加跨越架整體牢固性。單個抱桿跨越架需要0.7 m×0.7 m抱桿54段（長3 m），方接頭12個。每個跨越架質(zhì)量為240×54＋138.7 ×12＝14 624.4（kg）。

3.3 現(xiàn)場安裝

根據(jù)施工方案進行現(xiàn)場精確測量，確定抱桿安裝位置。抱桿組裝非常方便，按照搭積木的方法，在基本結(jié)實平整的地面上，拼裝架體底部的框架結(jié)構(gòu)，完成后通過水平尺測量，襯墊鋼片等方法保證平整。之后依次進行吊裝，高處采用25 t吊車。

用吊車將地面拼裝好的3節(jié)或4節(jié)抱桿連接段豎直起吊，底部與六通連接件連接緊固。之后用吊車將地面拼裝好的3節(jié)抱桿加兩端六通連接件整體拼裝好的橫梁部分水平起吊，安裝到兩根豎直抱桿的頂部并連接緊固。再吊裝其它橫梁拼裝成完整的下段六方體結(jié)構(gòu)，按照同樣的方法吊裝完成上層結(jié)構(gòu)。本項目投入一個班組人員，除了試驗外，不到2天就完成了全部跨越架的安裝。

3.4 放線施工

按照常規(guī)的保護網(wǎng)施工方法，進行施工準備、間隙封路、承力繩安裝、保護網(wǎng)安裝、架線施工、防護設(shè)施拆除等工作。由于500 k V新余（市西南）變電站，220 k V出線工程使用了抱桿自立式跨越架跨越S32高速公路，場面壯觀穩(wěn)健，全部達到預定的要求，組裝完成的跨越架效果圖，如圖4所示。

圖4 組裝完成的跨越架

4 經(jīng)濟效益分析

1）社會效益 220 k V出線工程使用抱桿自立式跨越架跨越S32高速公路，縮短了施工周期，減少了封路配合對社會的影響，減少了拉線可能造成地下管線損壞等的使用成本。另外，該跨越架斷線承載能力比其他類型的跨越架更強，提高了導線和地線跨越施工的安全性。

2）經(jīng)濟效益 使用吊車等機械化施工速度快，施工周期短，配合費用及人工費支出少；使用自有機具設(shè)備費用支出大大降低，首次使用即使增加了連接件加工費，與常規(guī)方法費用開支對比，仍可節(jié)約不少，如表1所示，而且多次使用更是攤薄了使用成本。

表1 工程費用開支對比

5 結(jié)語

線路放線施工跨越高架公路，采用常規(guī)跨越方法難以滿足現(xiàn)場施工要求的困境下，設(shè)計了一種新型的、可重復使用的抱桿自立式跨越架機具及施工工藝，解決了線路放線工程時間緊、現(xiàn)場環(huán)境復雜、生產(chǎn)成本高、安全性差等問題。采用抱桿自立式跨越架機具施工，不僅充分利用了現(xiàn)有抱桿強度高、承載能力強等特點，而且整體結(jié)構(gòu)自穩(wěn)定性強，對拉線依賴性??；采用抱桿自立式跨越架機具施工，不僅提高了工器具的重復使用率，大大降低了生產(chǎn)成本，而且可以使用機械化快速組裝，用于應(yīng)急搶修等多種場合，值得推廣應(yīng)用。