110?kV?ZGU2型直線鐵塔加固工藝簡析

劉東征

摘 要：ZGU2（7727）為110 kV雙回路直線塔型，廣泛應(yīng)用于2005年以前線路設(shè)計(jì)。2005年國家電網(wǎng)輸電線路典型設(shè)計(jì)出版后，該塔型已不作推薦使用，2010年版國家電網(wǎng)輸電線路典型設(shè)計(jì)圖冊，再次提高了鐵塔的強(qiáng)度要求，由于ZGU2塔型的塔材尺寸設(shè)計(jì)余度不足，在極端天氣條件下容易造成鐵塔傾覆，直接引發(fā)巨大的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失，還有可能造成人員傷亡。如果直接更換此類鐵塔，必然投資成本巨大，且線路停電會引起無法估計(jì)的經(jīng)濟(jì)損失。綜合以上幾點(diǎn)原因，提出了更為科學(xué)合理的鐵塔加固工藝。

關(guān)鍵詞：110 kV輸電線路 ZGU2型鐵塔 焊接 鐵塔加固工藝

中圖分類號：TM216 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）03（c）-0105-02

針對ZGU2型輸電鐵塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，該工藝將對ZGU2 110 kV雙回路直線鐵塔4個(gè)主肢角鋼進(jìn)行加固，鐵塔支腿由不同規(guī)格等邊角鋼制作而成，為增加其強(qiáng)度，將加固角鋼貼覆在原角鋼里側(cè)并進(jìn)行焊接連接，隨后進(jìn)行內(nèi)側(cè)密封并進(jìn)行防腐處理。國內(nèi)首次采用焊接技術(shù)實(shí)現(xiàn)一體化強(qiáng)度提升加固，實(shí)現(xiàn)了不停電狀態(tài)下通過焊接技術(shù)對運(yùn)行中的鐵塔進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)，從而提高其抵抗惡劣環(huán)境的能力，既保證鐵塔的安全運(yùn)行又不影響日常生活用電。該文對該型輸電鐵塔的加固施工工藝過程做了詳細(xì)闡述。

1 施工工藝

1.1 施工工藝流程

加固角鋼選取→放樣下料→裝配點(diǎn)固→焊接加固→打磨清理→間隙密封→鍍鋅防腐。

1.2 材料選取

根據(jù)所加固鐵塔原角鋼的材質(zhì)規(guī)格和基塔特點(diǎn)，該施工工藝采用材質(zhì)為Q345的角鋼，該材質(zhì)各項(xiàng)性能高于鐵塔原角鋼材質(zhì)，很好地提升了鐵塔強(qiáng)度要求，規(guī)格分別為100×8 mm、90×7 mm、80×6 mm等邊鍍鋅的角鋼。加固角鋼皆有原材料合格證明書，使用前報(bào)送研究院審查，取樣進(jìn)行力學(xué)性能、化學(xué)成分、規(guī)格、鍍鋅層厚度檢測等，出具檢測報(bào)告，確保符合工藝要求后方能使用。

1.3 放樣下料

因每基塔有4個(gè)支腿，工藝要求分別對其進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)際測量取樣，并制作樣板依次進(jìn)行編號，嚴(yán)格按照樣板尺寸進(jìn)行下料。具體加工下料方法為將每根支腿角鋼根據(jù)原支腿角鋼處的螺栓頭、橫撐角鋼連接接頭等節(jié)點(diǎn)部位特征將加固角鋼依次進(jìn)行分段，測量節(jié)點(diǎn)距離及開孔尺寸，繪制各段部件圖紙，進(jìn)行樣板制作，然后根據(jù)樣板下料。對同一線路高規(guī)格相同的，可統(tǒng)一集中加工下料，提高施工工藝效率。塔腳加強(qiáng)板、斜撐搭接板根據(jù)現(xiàn)場每一基塔實(shí)際測量尺寸下料。下料時(shí)，采用機(jī)械方法或等離子方法切割下料，熱切割下料時(shí)，要留有打磨余量，將切割面打磨平整，機(jī)械切割完成后須將周圍氧化部分打磨干凈，直至露出金屬光澤，非焊接的下料切割斷面、鏟背面等打磨出金屬光澤后立即進(jìn)行鍍鋅防腐處理，對切割下料工藝參數(shù)要求為：切割框邊緣距螺釘頭部邊緣間距不大于4 mm，加固角鋼頂角向內(nèi)直線打磨不大于2 mm，角鋼直角尖端采用角向磨光機(jī)打磨成圓弧面，直角尖端頂向內(nèi)打磨尺寸不大于3 mm，鐵塔斜撐角鋼缺口補(bǔ)強(qiáng)板與加固角鋼搭接長度大于20 mm。

1.4 裝配點(diǎn)固安裝

加固角鋼裝配前，將接地螺釘端部牢固焊接在原塔腳的角鋼上，加固角鋼與塔基面的安裝間隙不大于3 mm。將塔內(nèi)側(cè)螺釘頭點(diǎn)固焊接兩點(diǎn)，每點(diǎn)長度為10～15 mm，裝配點(diǎn)固焊縫合理布置在后續(xù)的角接焊縫內(nèi)。然后打磨點(diǎn)固焊縫及其周圍，露出金屬光澤后并噴涂冷鍍鋅防腐。裝配角鋼貼覆在原支腿內(nèi)側(cè)，裝配間隙不大于3 mm，角鋼兩直邊間隙差不大于1 mm。裝配角鋼切割面距螺釘頭或斜撐角鋼邊緣的間隙不大于3 mm，上下、左右兩側(cè)的間隙差不大于1 mm。塔腳處的角鋼在裝配前先焊完內(nèi)側(cè)塔腳加強(qiáng)板，加強(qiáng)板一側(cè)于主支腿角鋼焊接時(shí)應(yīng)留有1～3 mm的間隙，另一側(cè)對接于塔腳斜撐角鋼。外側(cè)加強(qiáng)板待加固角鋼裝配后一側(cè)與加固角鋼對接橫擔(dān)螺栓兩端搭接長度大于150 mm，三面焊接。妨礙搭接角鋼裝配的橫擔(dān)角鋼，可在橫擔(dān)角鋼一側(cè)采用機(jī)械方法開適宜的半圓形缺口，缺口尺寸以能穿進(jìn)搭接角鋼即可，缺口面必須打磨圓滑，并及時(shí)鍍鋅防腐，斜撐處搭接長度大于30 mm。

1.5 焊接加固

焊接方法為手工電弧焊（SMAW），焊接材料為E5003（J502）焊條，焊材有廠家出具的材料合格證書。焊接工藝采用角鋼兩側(cè)為角焊縫，焊條規(guī)格Φ3.2 mm，焊接電流110～140 A，分段施焊，焊100 mm間隔200 mm，焊腳高度為5～8 mm，外側(cè)角焊縫在兩角鋼邊緣之間焊滿，平滑銜接，加固角鋼兩側(cè)交叉對稱焊接。焊條應(yīng)保持在干燥的容器內(nèi)，當(dāng)環(huán)境濕度較大時(shí)，應(yīng)按焊條說明書要求進(jìn)行烘干，焊接時(shí)嚴(yán)禁在角鋼非焊接區(qū)試驗(yàn)電流和引弧，電焊線要有效的保護(hù)，嚴(yán)禁有裸露導(dǎo)線部分與鐵塔接觸。收弧時(shí)將收弧點(diǎn)引到加固角鋼表面。為保證加固角鋼結(jié)合強(qiáng)度，并減少焊接變形，塔腳加固角鋼滿焊，外層加強(qiáng)板一側(cè)與塔腳角鋼對接，另一側(cè)與斜撐角鋼對接，最后與靴板焊成一體。加固角鋼位于塔身頂端部分，200 mm范圍內(nèi)滿焊，焊接角焊縫焊角直角邊長度不少于5 mm。搭接及補(bǔ)孔焊縫為周圈全焊縫（保證內(nèi)側(cè)縫隙密封性，防止氧化），確保焊縫飽滿均勻美觀。

1.6 打磨清理

組裝及焊接完成后，對焊縫及周圍和需密封處兩側(cè)進(jìn)行機(jī)械打磨。焊縫表面及其周圍必須去除“飛濺”“焊渣”“氣孔”及超標(biāo)“凸起”，確保原支腿及其加固件表面無油、銹、氧化皮、鍍鋅夾層、起皮及其他污物，原鍍鋅層破壞燒損區(qū)域須打磨露出金屬光澤。焊縫表面打磨出金屬光澤后立即焊噴涂冷鍍鋅，以防焊縫氧化生銹。

1.7 間隙密封

為使加固角鋼與原支腿角鋼之間形成一個(gè)封閉的空間，在焊縫間隔處、角鋼開孔處、接頭處等間隙處用中性硅酮結(jié)構(gòu)耐候膠進(jìn)行密封，涂抹須均勻美觀并保證其密封性。密封表面光滑平整并與焊縫銜接良好，密封角高度與焊角高度一致，密封膠與焊縫銜接長度不大于10 mm。當(dāng)橫擔(dān)搭接角鋼與原角鋼間隙較大時(shí)，先用聚氨酯發(fā)泡劑填充間隙，清理后用密封膠密封。清理密封以外的密封膠，焊縫表面、鋼材表面嚴(yán)禁隨意涂抹密封膠。密封合格標(biāo)準(zhǔn)：密封膠與角鋼和焊縫端部結(jié)合無裂縫、氣孔或沒填滿，外觀平整與角焊縫高度基本一致，搭接處密封角高度不少于密封間隙端面。

1.8 鍍鋅防腐

防腐采用高壓噴涂冷鍍鋅的方法，采用羅巴魯牌冷鍍鋅，鍍鋅前須對構(gòu)件表面進(jìn)行表面預(yù)處理，冷鍍鋅必須直接涂在鐵或鍍鋅的表面上，否則沒有防銹效果。構(gòu)件表面打磨符合要求、密封膠凝固后及時(shí)進(jìn)行涂抹冷鍍鋅，不得間隔時(shí)間過長，鍍鋅方式采用高壓噴涂；噴涂冷鍍鋅時(shí)，噴嘴與噴件須保持適當(dāng)?shù)木嚯x，擺動均勻。鍍鋅過程中上一層表面風(fēng)干后即可噴涂下一層，鍍鋅層厚度平均值不低于116 μm，最小值不低于100 μm，噴涂完成后用鋅層測厚儀進(jìn)行測厚確認(rèn)。噴涂表面須保證涂料均勻一致，無漏涂、氣泡、變色、失光等缺陷。

2 結(jié)語

通過該工藝方法對110 kV ZGU2型輸電鐵塔加固結(jié)果表明：鐵塔加固后至今沒有發(fā)生任何事故，較好地對塔材尺寸設(shè)計(jì)余度不足的塔基進(jìn)行了補(bǔ)強(qiáng)，加固后的鐵塔強(qiáng)度性能明顯提升，大大提高了其抵抗惡劣環(huán)境的能力，該工藝既保證了鐵塔的安全穩(wěn)定運(yùn)行又不影響正常的輸電。此工藝可操作性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性高、安全文明高效，可進(jìn)一步在全國范圍內(nèi)進(jìn)行推廣。

參考文獻(xiàn)

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