輸電線路鋼管塔的研制與應(yīng)用

韓元兵（廣東省輸變電工程公司，廣州　510160）

輸電線路鋼管塔的研制與應(yīng)用

韓元兵
（廣東省輸變電工程公司，廣州510160）

本論文主要探討了關(guān)于輸電線路鋼鐵塔的研制所采用的主要科學(xué)技術(shù)的內(nèi)容，以及研制其的關(guān)鍵技術(shù)。討論了高壓電鋼鐵塔在如今我國(guó)的應(yīng)用現(xiàn)狀，了解到其在我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)中將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

輸電線路；鋼管塔；技術(shù)；應(yīng)用

1　引言

如今我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，國(guó)內(nèi)各地城市建設(shè)不僅注重美觀，節(jié)約土地資源并且應(yīng)響應(yīng)國(guó)家能源資源可持續(xù)發(fā)展的號(hào)召。目前關(guān)于對(duì)城市內(nèi)的高壓輸電線路建設(shè)，遇到了諸多問(wèn)題，如其所占用道路方向影響到城市當(dāng)?shù)氐慕ㄔO(shè)規(guī)劃，回路復(fù)雜，占有較多土地資源，普通的角鋼塔已經(jīng)無(wú)法滿足要求等不合理因素，而且所用到的電纜價(jià)值昂貴。所以當(dāng)前急需使用建造適合城市市區(qū)的高壓輸電鋼管塔。

2　高壓鋼管塔的研制

2.1采用的具體技術(shù)內(nèi)容

本次設(shè)計(jì)中，新型雙回路耐張鋼管桿GSJ451采用四桿設(shè)計(jì)，主裁采用正12邊形斷面，管徑為Φ0.5m-0.8m，最大壁厚16mm；雙回路直線鋼管桿GSZ451為雙桿設(shè)計(jì)，主材采用橢圓性斷面，管徑正面Φ0.5m～1.0m、側(cè)面Φ0.65m～2.15m、最大壁厚20mm；整基重量達(dá)105T～133T，單件主材最大重量近8T。

本次設(shè)計(jì)，通過(guò)多次評(píng)估和討論，最終確認(rèn)采用“多噸位吊車(chē)配合組立”的施工方案進(jìn)行新型鋼管桿塔的組立施工。（1）吊車(chē)的選擇和配合。1）在項(xiàng)目工程開(kāi)工前，根據(jù)各型鋼管桿塔的單節(jié)重量和吊車(chē)的吊重性能，選擇80T和160T二種噸位的吊車(chē)配合使用，其中80T吊車(chē)最多可以吊裝到35米高度，自35米以上需改用160T吊車(chē)吊裝；160T吊車(chē)吊裝高度74米、吊裝半徑20米時(shí)可以吊重8.1噸，滿足最頂主材4.7T的吊重要求；2）全標(biāo)段共有4基耐張鋼管桿、3基直線鋼管桿，針對(duì)這7基鋼管桿共租憑5臺(tái)吊車(chē)（包括2臺(tái)80T吊車(chē)和3臺(tái)160T吊車(chē)），其中三臺(tái)160T吊車(chē)直接從地面開(kāi)始吊裝、二臺(tái)80T吊車(chē)在分別完成2基底部三段主材吊裝后隨即撤離施工現(xiàn)場(chǎng)，繼而使用160T吊車(chē)完成第一基整體的吊裝后，接著進(jìn)行80T吊車(chē)的后續(xù)吊裝，由此達(dá)到循環(huán)利用，節(jié)約成本；3）在確認(rèn)吊車(chē)的型號(hào)規(guī)格和使用數(shù)量后，項(xiàng)目部提前與符合資質(zhì)要求的吊車(chē)租賃公司溝通和協(xié)商，擇優(yōu)選擇安全品質(zhì)和性價(jià)比均較高的吊車(chē)租賃公司簽訂租賃協(xié)議，并盡早將所需資料向監(jiān)理單位報(bào)審；（2）吊車(chē)進(jìn)退場(chǎng)道路和就位場(chǎng)地。1）在確認(rèn)相應(yīng)吊車(chē)租賃公司后，還需及早帶吊車(chē)司機(jī)等人員察看施工進(jìn)場(chǎng)道路和塔位場(chǎng)地，盡早開(kāi)展路況調(diào)查，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)按需布置和硬化施工道路及施工場(chǎng)地；2）由于改造線行位于正在施工的規(guī)劃市政道路旁邊，因此在吊車(chē)就位后還必須及時(shí)進(jìn)行圍蔽警示，確保施工安全順利；（3）吊車(chē)現(xiàn)場(chǎng)吊裝施工。1）技術(shù)交底和安全教育：項(xiàng)目部根據(jù)相關(guān)停電施工計(jì)劃，積極認(rèn)真地開(kāi)展施工技術(shù)交流會(huì)以及安全進(jìn)場(chǎng)考核等活動(dòng)，舉辦鋼管塔組立過(guò)程中進(jìn)行短小的會(huì)議培訓(xùn)和日常行為準(zhǔn)則的宣傳，由此提高各方的配合意識(shí)，加大協(xié)作力度；2）現(xiàn)場(chǎng)吊裝施工：先用吊車(chē)組立塔腿主材，然后及時(shí)補(bǔ)裝輔材；單根主材組裝完成后，應(yīng)隨即安裝并緊固好地腳螺栓（或法蘭盤(pán)連接螺栓），必要時(shí)還需根據(jù)輔材就位情況設(shè)置臨時(shí)拉線。在吊裝過(guò)程中，指揮人員與吊車(chē)司機(jī)、高空人員的通訊聯(lián)系和配合情況十分重要。吊車(chē)司機(jī)需要與指揮人員配合良好，積極果斷服從指揮安排。操作之前先鳴笛，若發(fā)現(xiàn)指揮信號(hào)出現(xiàn)問(wèn)題，司機(jī)可以拒絕執(zhí)行任務(wù)；在工作過(guò)程中，司機(jī)對(duì)于他人發(fā)出的緊急信號(hào)，需立刻停止工作，等安全隱患消除后，才可繼續(xù)工作；3）其他技術(shù)和安全措施準(zhǔn)備：項(xiàng)目部在圖紙會(huì)審時(shí)提出在法蘭盤(pán)下方增加就位腳釘和系安全帶掛孔，并在組立鋼管桿進(jìn)同步安裝防護(hù)軌道，高空人員配備安全自鎖器。

2.2關(guān)鍵技術(shù)

本次設(shè)計(jì)，采用80T和160T二種吊車(chē)配合組立施工，完成了無(wú)前例可循的500kV新型鋼管桿組立施工工程；可在圖紙集體審核時(shí)在法蘭盤(pán)下方增加就位腳釘和系安全帶掛孔，并在組立鋼管桿進(jìn)同步安裝防護(hù)軌道，高空人員配備安全自鎖器，減少高空安全風(fēng)險(xiǎn)確保施工安全。

關(guān)于設(shè)計(jì)鋼管塔的基礎(chǔ)要求和符合標(biāo)準(zhǔn)原則的需要，現(xiàn)今進(jìn)行關(guān)于法蘭型式設(shè)計(jì)、鋼管風(fēng)洞試驗(yàn)研究、螺栓扭矩系數(shù)試驗(yàn)等的探索研究。（1）法蘭型式設(shè)計(jì)研究［1］。普通的輸電線路鋼管塔主要利用的材料一般是剛性法蘭，斜部的材料與主要材料是經(jīng)過(guò)相互貫穿焊接連成的。而剛性法蘭需要在平板法蘭上焊接多數(shù)加勁肋板，鋼管、法蘭盤(pán)以及加勁板皆需要經(jīng)角邊焊接縫隙連接而成，焊縫數(shù)量多達(dá)十幾條，焊接工作量較大，但是存在個(gè)更大的問(wèn)題即無(wú)法檢驗(yàn)其內(nèi)部質(zhì)量；（2）鋼管風(fēng)洞試驗(yàn)研究［2］。通過(guò)使用不相同的桿其末端約束力和不同的長(zhǎng)細(xì)來(lái)進(jìn)行對(duì)比，即為鋼管風(fēng)洞試驗(yàn)。在此試驗(yàn)中，對(duì)大長(zhǎng)細(xì)比鋼管構(gòu)件的微風(fēng)震動(dòng)特性進(jìn)行對(duì)比研究，由此得到了鋼管構(gòu)件起振臨界風(fēng)速的計(jì)算方法和取值；（3）螺栓扭矩系數(shù)研究［3］。目前，僅有GB50233 一2005《110—500kV架空送電線路施工及驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定了4.8級(jí)螺栓（直徑為12—24mm）的扭矩值，一般的鋼鐵塔使用的螺栓扭矩值要經(jīng)過(guò)實(shí)際施工或是反復(fù)試驗(yàn)得到一個(gè)確定合適的值以此確定其具體值。經(jīng)過(guò)多方了解考慮，螺栓自身具有的預(yù)緊施工設(shè)備的能力，以此獲得針對(duì)高壓鋼鐵塔使用法蘭連接的扭矩值。

3　輸電線路鋼管塔的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國(guó)的輸電線路鋼管塔是于在20世紀(jì)70年代開(kāi)始興起發(fā)展的。同我國(guó)鋼管電視塔建設(shè)同一時(shí)期的是1973年開(kāi)始設(shè)計(jì)220KV南京燕子嘰長(zhǎng)江大跨越工程，塔高195.5 m，是目前國(guó)內(nèi)輸電線鋼管塔應(yīng)用的首批實(shí)踐者。而后，又建設(shè)了220KV黃浦江大跨越，220KV崇明長(zhǎng)江大跨越，500KV吳淞口大跨越，±500 kV蕪湖長(zhǎng)江大跨越，以及500KV馬鞍山長(zhǎng)江大跨越等一批鋼管跨越塔，這些鋼管塔的建成為我國(guó)其在輸電線路中的應(yīng)用中打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而線路鐵塔快速朝著雙回路，四回路等方向的發(fā)展主要是由于我國(guó)輸電線路的電壓等級(jí)的逐步增加，常規(guī)普通的角鋼塔早已不能滿足其要求，因此鋼管塔的使用發(fā)展更加迅速。

4　結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)今，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，城市不斷的建設(shè)發(fā)展，各方建設(shè)需滿足資源能源可持續(xù)發(fā)展，關(guān)于在廣東沿海地區(qū)所面臨的大風(fēng)速，回路多，荷載大等問(wèn)題下，此前常使用的單桿鋼管桿無(wú)法負(fù)荷這些問(wèn)題，所以此類(lèi)設(shè)計(jì)新穎的雙桿，多桿形式的鋼管塔將更加廣泛的應(yīng)用。因此這種新型鋼管桿的組立施工方法將會(huì)被借鑒。

［1］吳靜，楊靖波，李清華.特高壓線路鋼管塔帶頸法蘭設(shè)計(jì)研究［M］.特高壓交流輸電技術(shù)研究成果專(zhuān)輯（2009年）.北京：中國(guó)電力出版社，2011：127-133.

［2］楊靖波.鋼管構(gòu)件風(fēng)洞試驗(yàn)研究報(bào)告［R］.北京：中國(guó)電力科學(xué)研究院，2009.

［3］李現(xiàn)兵，聶京凱，馬光等.鐵塔用鍍鋅螺栓扭矩系數(shù)離散性研究［R］.北京：中國(guó)電力科學(xué)研究院，2009.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.176

韓元兵（1976-），男，湖北紅安人，中級(jí)職稱，研究方向：輸電線路工程。