輸電線路施工用跨越吊裝一體機(jī)的研發(fā)和應(yīng)用

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司徐州供電分公司 高 歌 劉 蕾 周大炎

1 跨越吊裝一體機(jī)研發(fā)的需求

高壓輸電線路施工時(shí)需跨越如鐵路、公路、高壓和通訊線路等重要設(shè)施，需有跨越保護(hù)設(shè)施來在施工期內(nèi)保護(hù)它們，涉及面廣，可靠性和安全性要求高[1]。目前采用跨越架形式有采用毛竹、杉木桿或鋼管腳手架搭設(shè)的跨越架、在被跨越物兩側(cè)建成橋墩并在橫跨跨越物上鋪設(shè)鋼性橋梁的橋式跨越架、在被跨越物兩側(cè)的鐵塔上利用高強(qiáng)度絕緣繩索作為承力繩索鋪設(shè)相應(yīng)的保護(hù)索道的索道式跨越架、在被跨越物兩側(cè)組立專門的跨越鐵塔并在兩基跨越塔之間架設(shè)封頂網(wǎng)的跨越塔架等，均存在搭設(shè)工作量大、花費(fèi)時(shí)間長、施工費(fèi)用高等問題。

隨著城鎮(zhèn)化和電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展跨越數(shù)量持續(xù)增加，跨越越來越復(fù)雜，需要機(jī)械化程度高、機(jī)動(dòng)性更好、施工效率更高、可靠性和安全性更高的跨越施工機(jī)具和方法。本文提出一種新型跨越吊裝一體機(jī)，以按照實(shí)際跨越工況設(shè)計(jì)的吊車為載體，既可作為吊車使用也可快速展開成為跨越架，一機(jī)多用，滿足城鄉(xiāng)環(huán)境下220kV 及以下輸電線路架線跨越施工要求[2]。

2 跨越吊裝一體機(jī)的結(jié)構(gòu)

所研發(fā)的跨越吊裝一體機(jī)集吊裝和跨越架功能為一體，在工程吊車的基礎(chǔ)上進(jìn)行了以下改進(jìn)，如圖1：吊車吊臂頂端安裝跨越架平臺(tái)，用于對(duì)牽引繩、導(dǎo)地線等支撐，包括支撐立柱、支撐桿、支撐托架、羊角梁、羊角滾輪、支撐滾輪等；跨越架平臺(tái)設(shè)有安裝滑車、承托繩、封頂網(wǎng)的掛孔，可安裝吊籃，作業(yè)人員對(duì)滑車、承托繩、封頂網(wǎng)等的操作；使用越野型底盤和四輪驅(qū)動(dòng)、四輪轉(zhuǎn)向機(jī)械行走機(jī)構(gòu)，具有自行走功能，能經(jīng)過各種等級(jí)公路快速行駛至施工現(xiàn)場，同時(shí)保證適應(yīng)河網(wǎng)泥沼、山區(qū)丘陵、農(nóng)村田間等各種施工現(xiàn)場地形條件。

圖1 跨越吊裝一體機(jī)簡圖

支撐跨越架平臺(tái)的支承吊臂采用5節(jié)主臂，采用U 型多棱橫截面的筒形焊接結(jié)構(gòu)，單缸繩排伸縮機(jī)構(gòu)能保證主臂長度在8.2～28.5m 內(nèi)變化，由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，內(nèi)置式行星齒輪減速機(jī)和常閉式制動(dòng)器，抗纏繞鋼絲繩。設(shè)有壓繩器，防止卷揚(yáng)亂繩。變幅機(jī)構(gòu)采用單支前置液壓變幅油缸，變幅速度-1～90°；設(shè)有平衡閥和液壓鎖，防止沉降和爬行。吊鉤升降采用卷揚(yáng)機(jī)。支承吊臂安裝在回轉(zhuǎn)支承上，內(nèi)齒直徑800mm，由回轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，設(shè)有行星齒輪減速機(jī)和常閉式制動(dòng)器，可無級(jí)調(diào)速，回轉(zhuǎn)速度0～3r/min。

跨越架平臺(tái)中，支撐立柱和吊車吊臂通過銷軸連接，通過支撐桿將支撐托架展開形成橫梁托架，用來支撐牽引繩、導(dǎo)地線；兩邊設(shè)有羊角梁，防止導(dǎo)地線從兩側(cè)滑出；和導(dǎo)地線可能的接觸面上設(shè)有尼龍材料的羊角滾輪和支撐滾輪，降低摩擦系數(shù)并避免對(duì)導(dǎo)地線造成損傷?？缭郊芷脚_(tái)上設(shè)置有封網(wǎng)掛孔用來安裝封網(wǎng)掛點(diǎn)滑車；設(shè)有安裝升降吊籃的掛孔，可供作業(yè)人員上下進(jìn)行封網(wǎng)收網(wǎng)操作[3]。

跨越架平臺(tái)結(jié)構(gòu)允許荷載10kN；滿足4分裂LGJ630/45及以下線路的架設(shè)。主要受力部件采用Q345B 厚6mm 板鋼板，滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求；羊角梁、升降吊籃等輔助性部件采用鋁合金材料，以降低整體重量。為保證跨越吊裝一體機(jī)在進(jìn)行跨越和吊裝作業(yè)時(shí)的穩(wěn)定性，采用跨距為5×5.4米的H 型支腿，它調(diào)平快速且便捷。每個(gè)支腿各自受液壓驅(qū)動(dòng)，支腿加裝液壓鎖，在支腿支撐力產(chǎn)生變化過程中不會(huì)出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，對(duì)地面適應(yīng)能力強(qiáng)。

吊裝一體機(jī)底盤的作用是支承、安裝發(fā)動(dòng)機(jī)及各部件、總成并接受發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力。底盤采用TAZ5180J/02型底盤成熟的汽車起重機(jī)底盤機(jī)構(gòu)，前軸橋荷6000kg、后軸橋荷8000kg，并在原有基礎(chǔ)上增加機(jī)械式四輪驅(qū)動(dòng)四輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，保證具有較高的越野性能和較小的轉(zhuǎn)彎半徑，能夠滿足多種地形復(fù)雜道路的通過性和狹小施工場地的實(shí)用性。

經(jīng)過型式試驗(yàn)，跨越吊裝一體機(jī)主要性能和參數(shù)為：跨越架平臺(tái)的支撐托架寬度為6米，最大托舉重量1000kg，最大托舉高度28米；吊裝臂360度回轉(zhuǎn)，伸出最長28米，最大額定總起重量參數(shù)8噸，吊臂伸長最長時(shí)最小起重量2噸：跨越吊裝一體機(jī)最高行駛速度50km/h，轉(zhuǎn)彎半徑小于8米；整車行駛時(shí)總長12米，總寬2.4米，總高3米；總重13噸，總功率70kW。

3 跨越吊裝一體機(jī)的應(yīng)用

跨越吊裝一體機(jī)用作起重機(jī)進(jìn)行吊裝作業(yè)時(shí)可拆除跨越架平臺(tái)，按照汽車起重機(jī)的規(guī)范進(jìn)行操作?？缭降跹b一體機(jī)用于跨越支撐作業(yè)時(shí)按照以下步驟開展作業(yè)（圖2）：根據(jù)輸電線路位置和被跨越物位置選定跨越吊裝一體機(jī)位置，跨越吊裝一體機(jī)就位；在四周設(shè)置地錨和鋼絲繩拉線，拉線另外一端安裝在越吊裝一體機(jī)的主臂或跨越平臺(tái)的橫梁上；將跨越吊裝一體機(jī)四支腿伸出，支腿油缸伸出，吊裝平臺(tái)調(diào)整水平；根據(jù)架線的具體位置，設(shè)定跨越吊裝一體機(jī)吊臂的方位角、俯仰角和吊臂高度，確?？缭狡脚_(tái)橫梁的位置；緊固地錨上的鋼絲繩拉線；檢查確認(rèn)安全保障吊車和跨越吊裝一體機(jī)的各種安全措施后，跨越吊裝一體機(jī)即可用于跨越架線作業(yè)。

圖2 跨越吊裝一體機(jī)跨越架架設(shè)示意圖

拉線是架體結(jié)構(gòu)的重要組成部分，拉線在幾個(gè)不同的方向、不同高度上支持吊臂和跨越架，以保證跨越作業(yè)時(shí)架體的穩(wěn)定。根據(jù)跨越架高度的不同，可在跨越吊裝一體機(jī)跨越架平臺(tái)的支撐立柱和吊車主吊臂上四面對(duì)角設(shè)置2層拉線，提升其抗傾覆能力。

現(xiàn)場施工應(yīng)用結(jié)果表明跨越吊裝一體機(jī)具有以下優(yōu)勢：跨越吊裝一體機(jī)具有良好的機(jī)動(dòng)性和地形適應(yīng)性，適合現(xiàn)場施工條件；跨越架跨越準(zhǔn)備時(shí)間能控制在30分鐘內(nèi)，可靠性和安全性高；可大大提高施工效率；跨越架高度和位置能根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，應(yīng)用范圍廣；橫梁托架模塊化設(shè)計(jì)，可方便和吊車連接、拆分，實(shí)現(xiàn)自行走、吊裝、跨越架多功能，一機(jī)多用。

綜上，根據(jù)輸電線路施工跨越作業(yè)的實(shí)際需求，研發(fā)了新型跨越吊裝一體機(jī)，集成了自行走、跨越架和吊裝功能。應(yīng)用結(jié)果表明其適應(yīng)性強(qiáng)，可提高跨越作業(yè)效率和安全性，提高施工裝備的使用率，具有較高的經(jīng)濟(jì)性值得推廣。