伸縮臂式跨越架在特高壓線路跨越施工中的應(yīng)用

張躍洲，趙海濱，王文義，劉春國(guó)，焦中圈

(河北省送變電有限公司，石家莊 050051)

伸縮臂式跨越架在特高壓線路跨越施工中的應(yīng)用

張躍洲，趙海濱，王文義，劉春國(guó)，焦中圈

(河北省送變電有限公司，石家莊 050051)

介紹伸縮臂式跨越架的結(jié)構(gòu)組成，從施工方法、施工周期、施工過(guò)程等方面分析伸縮臂式跨越架在特高壓線路跨越施工中的應(yīng)用情況，說(shuō)明了該施工工藝的可行性、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，并針對(duì)施工中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題提出建議。

伸縮臂；跨越電力線；吊裝；空中對(duì)接封網(wǎng)

1 伸縮臂式跨越架概述

伸縮臂式跨越架是為了減少跨越高壓電力線停電時(shí)長(zhǎng)或避免停電，提高跨越施工的安全可靠性而設(shè)計(jì)的新型封網(wǎng)裝置。該裝置采用組合 “門型”格構(gòu)式跨越架為架體，伸縮式多節(jié)玻璃鋼臂為封網(wǎng)裝置，在電力線上方快速對(duì)接形成剛性臂橋，臂上的封網(wǎng)桿對(duì)被跨越電力線形成有效遮護(hù)[1]。該型跨越架適用于短時(shí)或不停電跨越110 kV及以上電力線的施工。伸縮臂的伸出、空中對(duì)接時(shí)，封網(wǎng)桿能夠同步展放到位，封網(wǎng)作業(yè)時(shí)間15～25 min，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)有一般軟封網(wǎng)技術(shù)120～180 min的水平。

伸縮臂式封網(wǎng)跨越架由跨越立柱架體、伸縮臂、平衡臂、拉線和封網(wǎng)桿系統(tǒng)組成[2]。架體最大組立高度60 m，跨距范圍32～68 m,封網(wǎng)寬度12 m?？缭郊芙Y(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

2 工程應(yīng)用情況概述

伸縮臂伸縮臂式跨越架經(jīng)過(guò)2016年1年的設(shè)計(jì)、加工和試驗(yàn)改進(jìn)，于2017年1月18日在試驗(yàn)場(chǎng)地內(nèi)完成了伸縮臂的伸出對(duì)接。2017年1月23日，通過(guò)了國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司電力科學(xué)研究院的載荷試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)受力結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。

圖1 伸縮臂式跨越架正視圖、側(cè)視圖

2017年3月3日至3月19日，在榆橫-濰坊線路工程跨越110 kV信振線進(jìn)行了伸縮臂式跨越架的工程應(yīng)用。根據(jù)跨越實(shí)際情況，現(xiàn)場(chǎng)跨越架體高度40.7 m，全高53.7 m，兩側(cè)架體間跨度43.37 m?？缭浆F(xiàn)場(chǎng)施工斷面示意見(jiàn)圖2。

圖2 伸縮臂跨越信振線施工斷面示意

2.1 施工方法

一根架體立柱通過(guò)15 m提升架頂升組立；另3根架體立柱利用QY25k吊車(或70 t)分上、下段吊裝。

立柱橫梁、桅桿橫梁、平衡臂、伸縮臂和伸縮臂鋼橫梁利用70 t吊車主臂+1節(jié)副臂全伸后吊裝。立柱桅桿利用70 t吊車主臂+2節(jié)副臂全伸后，分上、下段吊裝。伸縮臂頂端的絕緣橫梁利用2套機(jī)動(dòng)絞磨磨繩系統(tǒng)水平起吊。

伸縮臂空中對(duì)接時(shí)，2名操作員控制同側(cè)的卷?yè)P(yáng)機(jī)先伸出一側(cè)，再伸出另一側(cè)，調(diào)節(jié)伸縮臂端頭在一條直線后，繼續(xù)伸出，完成對(duì)接。

2.2 施工周期

伸縮臂式跨越架現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用前期準(zhǔn)備工作自2017年2月24日開始，至3月2日廠家負(fù)責(zé)提供的伸縮臂架頭和送變電自備的立柱及配套工器具全部運(yùn)輸?shù)娇缭浆F(xiàn)場(chǎng)。其間，3月1日完成了立柱和各拉線地錨的分坑。

2017年3月3日開始地面組裝和架體吊裝，至3月9日跨越架組立完畢。3月10日上午，伸縮臂伸出動(dòng)作，空中對(duì)接，完成封網(wǎng)。

2017年3月15日下午開始拆除跨越架，至3月17日，伸縮臂封網(wǎng)裝置和架體全部拆至地面。3月18日、19日地面將各立柱、橫梁、桅桿、平衡臂等拆散，工器具整理完畢。

2.3 施工過(guò)程

a. 立柱和地錨分坑

2017年3月1日，技術(shù)人員分坑釘立了4個(gè)立柱的中心樁、立柱拉線地錨樁和平衡臂地錨樁，開挖立柱底盤和拉線地錨坑。立柱底盤精確操平后，底面高差不大于10 mm。

b. 立柱底盤安裝

立柱底盤由5部分通過(guò)螺栓拼接而成。底盤連接后，精確找正，確保同側(cè)的兩立柱中心距離為13 m，四個(gè)立柱底盤外邊連線成長(zhǎng)方形。

立柱底盤中間螺栓安裝0.2 m□1000-□900轉(zhuǎn)換錐段。底盤安裝完畢，及時(shí)裝好接地線。底座安裝的同時(shí)完成了各拉線地錨的埋設(shè)工作。

c. 立柱、桅桿地面組裝

立柱分兩段進(jìn)行地面組裝，下段抱桿標(biāo)準(zhǔn)節(jié)組合長(zhǎng)度20 m，上段18m抱桿標(biāo)準(zhǔn)節(jié)+0.5 m□900-□1000轉(zhuǎn)換錐段+1.8 m回轉(zhuǎn)支撐座組合長(zhǎng)度20.3 m。

13 m高立柱桅桿也分上、下兩段組裝，下段組合長(zhǎng)度5 m，上段組合長(zhǎng)度8 m。平衡臂、立柱橫梁和桅桿橫梁均整體組裝。

d. 吊裝立柱下段

立柱下段吊裝前，先安裝好拉線掛具和四角下拉線，每根拉線都由2人控制。立柱緩緩起立，移動(dòng)到底盤位置后，安裝立柱底部，同時(shí)利用卡線器和鏈條葫蘆將四角下拉線收緊。

e. 安裝提升架

提升架總高度15 m，由5個(gè)3 m段組成。提升架采用分片吊裝，四角設(shè)固定拉線。

f. 液壓頂升立柱

將兩個(gè)油缸頂部連接的頂升翻板通過(guò)螺栓與立柱標(biāo)準(zhǔn)節(jié)側(cè)面孔連接。頂升立柱底部高出底盤2.2 m以上后，放入新的2 m標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，并于上一節(jié)立柱底部連接。以此類推，立柱倒裝組立到設(shè)計(jì)高度。

g. 吊裝立柱上段、桅桿

吊車起吊立柱上段就位后，收緊頂部四角拉線，通過(guò)2臺(tái)經(jīng)緯儀觀測(cè)、調(diào)整立柱至垂直狀態(tài)。

立柱桅桿也分上、下兩段吊裝。就位后，桅桿帽的三個(gè)滑輪一側(cè)朝向被跨線路，用以走伸縮臂各伸縮節(jié)的俯仰控制磨繩。

h. 吊裝立柱橫梁和桅桿橫梁

先吊裝立柱橫梁，再吊裝桅桿橫梁。橫梁就位安裝由困難時(shí)，需配合調(diào)節(jié)立柱四角上拉線松緊度。

i. 吊裝平衡臂

平衡臂雙吊帶四點(diǎn)水平起吊，吊到就位高度后，穿入兩顆鉸接點(diǎn)銷釘。將2根平衡臂上拉線安裝到桅桿掛點(diǎn)上，兩根引下拉線利用卡線器和鏈條葫蘆松弛狀態(tài)掛在錨固地錨上。

j. 吊裝伸縮臂

伸縮臂為一體結(jié)構(gòu)，吊裝前只需在地面安裝封網(wǎng)桿腰環(huán)，并連接腰環(huán)間的高強(qiáng)繩。

采用雙吊帶四點(diǎn)水平起吊伸縮臂，就位后，將伸縮臂第一節(jié)鋼段的雙拉線安裝到桅桿帽上，再松吊鉤。經(jīng)緯儀觀測(cè)，調(diào)節(jié)拉線，直至伸縮臂呈水平狀態(tài)。

安裝伸縮臂第二、三、四伸縮節(jié)拉線。各條拉線均應(yīng)留有足夠余量，待兩側(cè)伸縮臂完成空中對(duì)接并限位后，拉線方可受力。伸縮臂吊裝見(jiàn)圖3。

圖3 吊裝伸縮臂

k. 吊裝伸縮臂鋼段橫梁、頂端絕緣橫梁和封網(wǎng)桿

伸縮臂鋼段橫梁、頂端的絕緣橫梁利用2套機(jī)動(dòng)絞磨磨繩系統(tǒng)同步起吊。起吊時(shí)纜風(fēng)繩控制與電力線足夠的安全距離。

13 m封頂玻璃網(wǎng)桿各節(jié)間通過(guò)穿釘螺栓插接，利用2根尼龍繩水平起吊。

l. 伸縮臂空中對(duì)接

連接發(fā)電機(jī)、配電箱、控制柜和各卷?yè)P(yáng)機(jī)間的電纜，并做好電氣設(shè)備接地。

2名伸縮操控人員先同時(shí)控制一側(cè)的2個(gè)伸縮臂同步水平伸出到設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，再同時(shí)控制另一側(cè)的2個(gè)伸縮臂同步水平伸出。

兩側(cè)伸縮臂接近對(duì)接位置時(shí)(距離約0.5 m)，暫停。2名操控人員精確調(diào)整兩伸縮臂的端頭高低，使兩側(cè)伸縮臂端頭在同一水平面上。并根據(jù)兩側(cè)臂端頭的水平方向錯(cuò)位情況，調(diào)節(jié)平衡臂引下八字拉線，使兩側(cè)臂的端頭在一條直線上。

控制伸縮臂緩慢伸出，確認(rèn)伸縮臂一端的錐管端插入進(jìn)另一端頭內(nèi)后，繼續(xù)對(duì)接到位。

伸縮臂伸出過(guò)程中，應(yīng)注意觀察各封網(wǎng)桿腰環(huán)是否靈活滑動(dòng)，封網(wǎng)桿是否同步展開。

伸縮臂空中對(duì)接完成后，安裝好限位卡具，防止回縮。最后，收緊各伸縮節(jié)的固定拉線。

整個(gè)伸出、對(duì)接、封網(wǎng)過(guò)程共用時(shí)23 min。

圖4 伸縮臂空中對(duì)接示意

3 應(yīng)用效果分析

此次伸縮臂式跨越架跨越電力線工程應(yīng)用驗(yàn)證了跨越裝置各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)的合理性和施工工藝的可行性，實(shí)現(xiàn)了該項(xiàng)新技術(shù)的各項(xiàng)功能，達(dá)到了預(yù)期的應(yīng)用效果，為后續(xù)跨越電力線施工提供了一種新的工藝選擇。

從跨越架搭設(shè)綜合經(jīng)濟(jì)成本分析，伸縮臂式跨越架能夠?qū)崿F(xiàn)不停電快速跨越電力線(15～25 min)，可以避免被跨運(yùn)行線路停電甩負(fù)荷、波及電網(wǎng)穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，推廣前景廣闊。

4 建議

a. 研究將3個(gè)活動(dòng)伸縮節(jié)的主、輔材由玻璃鋼絕緣材料改為輕型金屬材料，以提高伸縮節(jié)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。同時(shí)，考慮減少每節(jié)伸縮臂斷面尺寸，使伸縮臂更加輕巧，便于運(yùn)輸和安裝。

b. 將3個(gè)活動(dòng)伸縮節(jié)主材改為輕型金屬方管后，相應(yīng)增加伸縮臂內(nèi)的導(dǎo)向輪和限位輪寬度，并考慮將單排輪增加為雙排輪，以增大接觸面積，減少局部壓強(qiáng)。

c. 將桅桿橫梁換為前后雙鋼絲繩帶鏈條葫蘆軟連接。以利用兩側(cè)伸縮臂空中對(duì)接時(shí)，利用平衡臂引下的八字拉線水平方向調(diào)節(jié)伸縮臂。同時(shí)，在雙立柱的中間腰部位置增加一道橫梁，保持架體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定[2]。

d. 將3個(gè)活動(dòng)伸縮節(jié)主材改為輕型金屬方管，伸縮節(jié)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度增大。去掉3個(gè)活動(dòng)伸縮節(jié)間的絕緣橫梁，改由經(jīng)過(guò)受力計(jì)算的相應(yīng)規(guī)格強(qiáng)度的各封網(wǎng)桿受力，以避免同側(cè)兩個(gè)伸縮臂同步抽拉動(dòng)作難以實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。去掉絕緣橫梁后，可考慮去掉3個(gè)活動(dòng)伸縮節(jié)的雙固定拉線，改由引至地面控制伸縮臂俯仰的卷?yè)P(yáng)機(jī)磨繩受力，在每個(gè)活動(dòng)伸縮節(jié)外端頭均走2路繩，這樣可大大降低施工的難度。

[1] 李 翔，趙全文，劉文勛.1000 kV特高壓交流大跨越線路設(shè)計(jì)[J].高電壓技術(shù)，2010,36(1):265-269.

[2] 李百根.特高壓直流輸電線路交叉跨越施工方法[J].廣東科技,2014,6:49-50.

Application of Collapsible Beam Crossing Frame In UHV Power Transmission Line Construction

Zhang Yuezhou, Zhao Haibin, Wang Wenyi, Liu Chunguo，Jiao Zhongquan

(Hebei Electric Power Transmission and Transformation Co.Ltd.Company, Shijiazhuang 050051, China)

The components of collapsible arm crossing frame are introduced. Collapsible arm crossing frame's application in UHV line construction has been analyzed from three aspects of construction method,construction cycle and construction process. This analyzation shows this technique is feasible,economy and safe.The advises are given for the problems from practical.

collapsible-beam;power line crossing;craning;aerial connection

2017-05-17

張躍洲(1978-) 男，工程師，主要從事輸電線路技術(shù)工作。

TM752

B

1001-9898(2017)06-0019-03

本文責(zé)任編輯：靳書海

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