淺談山地風(fēng)電設(shè)備拖拽上山安全技術(shù)措施

摘 要：風(fēng)電場建設(shè)工程中如何進行風(fēng)電機組大型設(shè)備的拖拽上山，并保證設(shè)備運輸?shù)陌踩c高效是風(fēng)電機組安裝的首要任務(wù)。本技術(shù)措施通過車輛性能的嚴格選擇，針對風(fēng)電機組的設(shè)備參數(shù)進行精確滑移驗算，精確計算牽引車的牽引力及牽引鋼絲繩的拉力，對牽引車、運輸車、捆扎工具設(shè)備進行嚴格的檢查等措施，保障各個環(huán)節(jié)的安全技術(shù)要求，從而達到安全高效的完成施工任務(wù)。該技術(shù)措施安全、高效、可控性強，特別適合應(yīng)用于山地風(fēng)電設(shè)備運輸上山，不但能有效的保障人身、設(shè)備的安全，提升企業(yè)的安全形象，還大大提高了風(fēng)機設(shè)備的運輸效率，創(chuàng)造了可觀的安全經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：運輸 滑移驗算 拖拽 體積重量大 捆綁

引言：隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展擴大，原本環(huán)境好、地形好的風(fēng)電場已經(jīng)基本建設(shè)完畢。再建風(fēng)電場勢必要向海洋、山地的縱深處尋求目標(biāo)，這樣也給風(fēng)電場的施工建設(shè)帶來了更多的艱難險阻。風(fēng)電機組的更新?lián)Q代很快，風(fēng)電事業(yè)已經(jīng)朝著大功率的風(fēng)電機組進行開發(fā)研制、安裝試驗。風(fēng)電機組的功率越大，設(shè)備的體積越大、重量越大，對風(fēng)力資源的要求越高。風(fēng)力資源好的地方有遠海和高山，這樣對于風(fēng)電機組設(shè)備的運輸、轉(zhuǎn)運、上山都提出了很高的要求。

一、風(fēng)電場內(nèi)道路概況

遼寧北票西山風(fēng)電場地形屬于低山丘陵地帶，地形起伏較大，整個場區(qū)平均海拔高程介于224～504m，地表植被發(fā)育多為草地，部分為林地。風(fēng)機機位絕大多數(shù)位于山頂或山脊，少部分位于山前斜坡地段。風(fēng)電場內(nèi)施工道路受地形限制較大，場內(nèi)道路多彎，部分道路坡度大于16%。

二、對運輸車輛的選擇

1、要求有資質(zhì)的運輸單位承擔(dān)運輸任務(wù)，并且對車輛及駕駛員的相關(guān)證件、手續(xù)等進行核實，確保合法合規(guī)。然后根據(jù)設(shè)備的參數(shù)選擇運輸車輛的性能參數(shù)，確保車輛不超載、牽引力滿足載荷要求、車板寬度、底盤高度等符合要求。

2、運輸車輛到場后，對運輸車輛的起運上山前狀態(tài)進行全面的檢查，按照《起運前檢查表》對車輛逐項進行檢查，包括車輛的輪胎、制動、水油、綁扎是否完好等等；對駕駛員的駕駛證、行車證、保險等進行復(fù)查，確保人證相符，還要對駕駛員進行入場安全教育，交待安全注意事項、行車道路狀況、當(dāng)?shù)孛耧L(fēng)民俗等。全方位進行安全隱患的排查，消除物的不安全狀態(tài)和人的不安全行為。

三、風(fēng)機設(shè)備參數(shù)1、葉片長度52.5米，重量11.81噸；下段塔筒長度22.17米，重量91.1噸；中段塔筒長度27.86米，重量68.9噸；上段塔筒長度27.49米，重量44.56噸；機艙重量30噸；發(fā)電機重量54.814噸。

四、運輸安全技術(shù)措施

1、設(shè)備緊固與驗算

（1）設(shè)備緊固方法

塔筒裝車時，將塔筒大直徑端朝前放在車頭處，并緊貼車板放置。塔筒采用4道5t倒鏈與車板圍捆在一起，且前后分別用1個10t倒鏈（F）通過塔筒兩端的法蘭孔采用可靠方式將塔筒與車板連接在一起，塔筒與車板之間采用內(nèi)襯輸送帶的鋼制“馬鞍座”支撐，“馬鞍座”采用20號槽鋼按照塔筒外形尺寸制作，支架圓弧總長度不小于所放位置塔筒弧長的1/4，“馬鞍座”與車板采用螺栓連接，圓弧內(nèi)采用傳送皮帶隔墊。

（2）塔筒抗前、后滑移驗算

根據(jù)塔筒參數(shù)，選擇最具代表性對GW2500kw系列機組的下段塔筒作為驗算對象。由于“馬鞍座”內(nèi)襯皮帶是固定在其內(nèi)表面的，因此只需計算塔筒與皮帶之間的摩擦力即可。通過《常用物體滑動摩擦系數(shù)表》可查得塔筒表面與“馬鞍座”內(nèi)襯皮帶間的摩擦系數(shù)為0.3～0.5，本次計算中取 。

根據(jù)風(fēng)電場道路測量情況可知，塔筒運輸?shù)缆纷畲罂v坡為27%（約15°），運輸塔筒車輛在上坡狀態(tài)下受力情況如下圖所示。設(shè)重力加速度 ，設(shè)塔筒所受重力為G 912KN。

則，塔筒下滑分力： ；

塔筒自身摩擦力： ；

倒鏈圍捆附加摩擦力： ；

前后倒鏈拉力： 。

由上述計算可知，塔筒抗下滑合力與其下滑分力關(guān)系為：

安全系數(shù)=523.7/235.9≈2.2>1.2

綜上所述，在未考慮倒鏈對塔筒圍捆產(chǎn)生的摩擦力和前、后拉力時，塔筒自身重力分力產(chǎn)生的摩擦力已大于其重力的下滑分力，因此增加圍捆、前后拉拽、設(shè)置防滑擋塊等措施后進一步提高了塔筒抗滑移的能力，加固安全、可靠（安全系數(shù)≥1.2），同時根據(jù)牽引半掛車車板結(jié)構(gòu)，塔筒裝載時車板靠車頭側(cè)設(shè)計有直角錯臺，而塔筒的一段與錯臺緊靠，即下坡時塔筒緊貼錯臺不會發(fā)生相對移動，滿足塔筒運輸要求。

（3）抗左、右滑移驗算

根據(jù)道路設(shè)計圖和現(xiàn)場實測情況，道路最大橫坡僅為5%，由于道路橫坡遠小于道路縱坡，同時“馬鞍座”對塔筒產(chǎn)生剛性約束力，因此塔筒抗左、右滑移性能遠高于抗前、后滑移性能，因此根據(jù)前、后抗滑移計算可直接得出結(jié)論，即該加固方案抗左、右滑移性能滿足運輸要求。

2、設(shè)備運輸

對于坡度大于16%的道路，設(shè)備運輸采用一臺裝載機輔助牽引、運輸車輛增加配重的方法。

（1）運輸設(shè)備參數(shù)表 運輸車輛為北奔ND4253B34J型號，牽引力480kN，裝載機為ZL50型，156kN。

（2）牽引鋼繩配置

參照起重鋼絲繩選配原則（安全系數(shù) ），按照鋼絲繩直徑選用經(jīng)驗公式 求得鋼絲繩直徑，再通過《重要用途鋼絲繩》（GB8918-2006）力學(xué)性能表選著合適類別的鋼絲繩。式中：

。

已知裝載機最大牽引力為156kN，則

1臺裝載機輔助牽引時，則牽引鋼繩所受最大拉力為156kN，鋼繩直徑d為；

根據(jù)以上計算結(jié)果，查對《重要用途鋼絲繩》（GB8918-2006）力學(xué)性能表，并結(jié)合類似工程施工經(jīng)驗選用6×37+1型、直徑d=40mm、公稱抗拉強度1570MPa的纖維芯鋼絲繩（最小破斷拉力829kN）作為卷揚機牽引鋼絲繩，安全系數(shù)K>5，滿足工程實際需要。

因此，采用1臺裝載機牽引時，牽引繩采用1根直徑40mm的鋼絲繩，長度為3m。

（3）牽引力驗算

由于運輸車輛載重爬坡和下坡是一個復(fù)雜的動態(tài)過程，要進行全方位模擬分析難度較大，因此本著安全可靠、保證余量的原則，我們對運輸車輛在坡道上的行駛情況進行簡化分析。

假設(shè)運輸車輛在風(fēng)場平路和坡道路面狀況一致，且勻速行駛，將牽引半掛車和其所載貨物視為一個整體。因此，1臺裝載機制動力（F）與載重車的制動力（F2）之和應(yīng)大于載重車總重力的坡面分力（F1）。1臺裝載機制動力（F）與載重車（F2）制動力取動載系數(shù)0.6。建立如下圖所示受力分析模型，則一臺裝載機制動力為F，載重車輛所受總重力沿坡面方向的分力為F1，載重汽車制動力為F2，坡度仰角為α，載重車輛總重力為mg（m為運輸車輛自身質(zhì)量和貨物質(zhì)量之和），可得牽引力計算公式為：

制動力之和為F+F2=156X0.6+480X0.6=381.6 kN

運輸車輛自身質(zhì)量和貨物質(zhì)量之和為（30+59）X10XSin14°=890X0.24=213.6 kN

381.6 kN﹥213.6 kN，滿足實際需要。

3、安全預(yù)防措施

（1）運輸車輛上山前，由運輸隊、施工單位、監(jiān)理組成的檢查組對運輸車輛及設(shè)備捆綁加固情況進行檢查，并帶領(lǐng)司機對現(xiàn)場道路進行查看，同時進行工程車輛安全技術(shù)交底。告知其安全注意事項；

（2）施工現(xiàn)場設(shè)立安全標(biāo)志。危險地區(qū)必須懸掛“危險”或“禁止通行”、“嚴禁煙火”等標(biāo)志，施工現(xiàn)場設(shè)置大幅安全標(biāo)語；

（3）設(shè)備起運前，指揮人員、輔助人員以及牽引車頭、裝載機、卷揚機、三角木、鋼絲繩等輔助設(shè)備、機具等應(yīng)按要求準(zhǔn)備到位，并確認對講機信號良好。

（4）設(shè)備運輸過程中，最高車速不超過15km/h，并盡量保持勻速行駛；駕駛、指揮人員時刻注意路況，預(yù)判潛在危險并及時消除。

（5）運輸過程中采取交通管制措施，運輸路線區(qū)域內(nèi)所有車輛必須聽從交通指揮人員的統(tǒng)一指揮，嚴禁無關(guān)車輛在運輸區(qū)域內(nèi)行駛。司機要及時判斷風(fēng)險，盡量保持勻速行駛，避免緊急制動和急轉(zhuǎn)彎，通過岔道口或不平道路時，必須減速慢行，下坡時嚴禁空檔滑車，倒車時必須有人監(jiān)護。

（6）運輸車輛上山起運前，在其輪胎后配置安裝防后退擋塊，以避免因牽引車輛打滑產(chǎn)生的后退。

五、取得的效果

山地風(fēng)電設(shè)備拖拽上山安全技術(shù)措施成功應(yīng)用于遼寧北票西山風(fēng)電場風(fēng)機設(shè)備運輸中，順利將25套風(fēng)機設(shè)備運輸至機位平臺。該措施為整個風(fēng)電場的施工提供了良好的安全施工環(huán)境，避免了設(shè)備的二次倒運，有效降低了運輸成本。未發(fā)生設(shè)備損傷，磕碰及運輸安全事故，有效保障了風(fēng)機吊裝工作的順利開展。

參考文獻：

{1}《遼寧北票西山風(fēng)電場（49.5MW）項目風(fēng)機塔筒吊裝工程施工組織設(shè)計》，2016年；

{2}《SH/T 3557-2015 石油化工大型設(shè)備運輸施工規(guī)范 》

作者簡介：

郝洪峰：性別：男；出生于1976年；工作單位：中國電建市政建設(shè)集團有限公司；職稱：經(jīng)濟師、工程師