110?kV?ZGU2型直线铁塔加固工艺简析

刘东征

摘 要：ZGU2（7727）为110 kV双回路直线塔型，广泛应用于2005年以前线路设计。2005年国家电网输电线路典型设计出版后，该塔型已不作推荐使用，2010年版国家电网输电线路典型设计图册，再次提高了铁塔的强度要求，由于ZGU2塔型的塔材尺寸设计余度不足，在极端天气条件下容易造成铁塔倾覆，直接引发巨大的经济财产损失，还有可能造成人员伤亡。如果直接更换此类铁塔，必然投资成本巨大，且线路停电会引起无法估计的经济损失。综合以上几点原因，提出了更为科学合理的铁塔加固工艺。

关键词：110 kV输电线路 ZGU2型铁塔 焊接 铁塔加固工艺

中图分类号：TM216 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）03（c）-0105-02

针对ZGU2型输电铁塔的结构特点，该工艺将对ZGU2 110 kV双回路直线铁塔4个主肢角钢进行加固，铁塔支腿由不同规格等边角钢制作而成，为增加其强度，将加固角钢贴覆在原角钢里侧并进行焊接连接，随后进行内侧密封并进行防腐处理。国内首次采用焊接技术实现一体化强度提升加固，实现了不停电状态下通过焊接技术对运行中的铁塔进行加固补强，从而提高其抵抗恶劣环境的能力，既保证铁塔的安全运行又不影响日常生活用电。该文对该型输电铁塔的加固施工工艺过程做了详细阐述。

1 施工工艺

1.1 施工工艺流程

加固角钢选取→放样下料→装配点固→焊接加固→打磨清理→间隙密封→镀锌防腐。

1.2 材料选取

根据所加固铁塔原角钢的材质规格和基塔特点，该施工工艺采用材质为Q345的角钢，该材质各项性能高于铁塔原角钢材质，很好地提升了铁塔强度要求，规格分别为100×8 mm、90×7 mm、80×6 mm等边镀锌的角钢。加固角钢皆有原材料合格证明书，使用前报送研究院审查，取样进行力学性能、化学成分、规格、镀锌层厚度检测等，出具检测报告，确保符合工艺要求后方能使用。

1.3 放样下料

因每基塔有4个支腿，工艺要求分别对其进行现场实际测量取样，并制作样板依次进行编号，严格按照样板尺寸进行下料。具体加工下料方法为将每根支腿角钢根据原支腿角钢处的螺栓头、横撑角钢连接接头等节点部位特征将加固角钢依次进行分段，测量节点距离及开孔尺寸，绘制各段部件图纸，进行样板制作，然后根据样板下料。对同一线路高规格相同的，可统一集中加工下料，提高施工工艺效率。塔脚加强板、斜撑搭接板根据现场每一基塔实际测量尺寸下料。下料时，采用机械方法或等离子方法切割下料，热切割下料时，要留有打磨余量，将切割面打磨平整，机械切割完成后须将周围氧化部分打磨干净，直至露出金属光泽，非焊接的下料切割断面、铲背面等打磨出金属光泽后立即进行镀锌防腐处理，对切割下料工艺参数要求为：切割框边缘距螺钉头部边缘间距不大于4 mm，加固角钢顶角向内直线打磨不大于2 mm，角钢直角尖端采用角向磨光机打磨成圆弧面，直角尖端顶向内打磨尺寸不大于3 mm，铁塔斜撑角钢缺口补强板与加固角钢搭接长度大于20 mm。

1.4 装配点固安装

加固角钢装配前，将接地螺钉端部牢固焊接在原塔脚的角钢上，加固角钢与塔基面的安装间隙不大于3 mm。将塔内侧螺钉头点固焊接两点，每点长度为10～15 mm，装配点固焊缝合理布置在后续的角接焊缝内。然后打磨点固焊缝及其周围，露出金属光泽后并喷涂冷镀锌防腐。装配角钢贴覆在原支腿内侧，装配间隙不大于3 mm，角钢两直边间隙差不大于1 mm。装配角钢切割面距螺钉头或斜撑角钢边缘的间隙不大于3 mm，上下、左右两侧的间隙差不大于1 mm。塔脚处的角钢在装配前先焊完内侧塔脚加强板，加强板一侧于主支腿角钢焊接时应留有1～3 mm的间隙，另一侧对接于塔脚斜撑角钢。外侧加强板待加固角钢装配后一侧与加固角钢对接横担螺栓两端搭接长度大于150 mm，三面焊接。妨碍搭接角钢装配的横担角钢，可在横担角钢一侧采用机械方法开适宜的半圆形缺口，缺口尺寸以能穿进搭接角钢即可，缺口面必须打磨圆滑，并及时镀锌防腐，斜撑处搭接长度大于30 mm。

1.5 焊接加固

焊接方法为手工电弧焊（SMAW），焊接材料为E5003（J502）焊条，焊材有厂家出具的材料合格证书。焊接工艺采用角钢两侧为角焊缝，焊条规格Φ3.2 mm，焊接电流110～140 A，分段施焊，焊100 mm间隔200 mm，焊脚高度为5～8 mm，外侧角焊缝在两角钢边缘之间焊满，平滑銜接，加固角钢两侧交叉对称焊接。焊条应保持在干燥的容器内，当环境湿度较大时，应按焊条说明书要求进行烘干，焊接时严禁在角钢非焊接区试验电流和引弧，电焊线要有效的保护，严禁有裸露导线部分与铁塔接触。收弧时将收弧点引到加固角钢表面。为保证加固角钢结合强度，并减少焊接变形，塔脚加固角钢满焊，外层加强板一侧与塔脚角钢对接，另一侧与斜撑角钢对接，最后与靴板焊成一体。加固角钢位于塔身顶端部分，200 mm范围内满焊，焊接角焊缝焊角直角边长度不少于5 mm。搭接及补孔焊缝为周圈全焊缝（保证内侧缝隙密封性，防止氧化），确保焊缝饱满均匀美观。

1.6 打磨清理

组装及焊接完成后，对焊缝及周围和需密封处两侧进行机械打磨。焊缝表面及其周围必须去除“飞溅”“焊渣”“气孔”及超标“凸起”，确保原支腿及其加固件表面无油、锈、氧化皮、镀锌夹层、起皮及其他污物，原镀锌层破坏烧损区域须打磨露出金属光泽。焊缝表面打磨出金属光泽后立即焊喷涂冷镀锌，以防焊缝氧化生锈。

1.7 间隙密封

为使加固角钢与原支腿角钢之间形成一个封闭的空间，在焊缝间隔处、角钢开孔处、接头处等间隙处用中性硅酮结构耐候胶进行密封，涂抹须均匀美观并保证其密封性。密封表面光滑平整并与焊缝衔接良好，密封角高度与焊角高度一致，密封胶与焊缝衔接长度不大于10 mm。当横担搭接角钢与原角钢间隙较大时，先用聚氨酯发泡剂填充间隙，清理后用密封胶密封。清理密封以外的密封胶，焊缝表面、钢材表面严禁随意涂抹密封胶。密封合格标准：密封胶与角钢和焊缝端部结合无裂缝、气孔或没填满，外观平整与角焊缝高度基本一致，搭接处密封角高度不少于密封间隙端面。

1.8 镀锌防腐

防腐采用高压喷涂冷镀锌的方法，采用罗巴鲁牌冷镀锌，镀锌前须对构件表面进行表面预处理，冷镀锌必须直接涂在铁或镀锌的表面上，否则没有防锈效果。构件表面打磨符合要求、密封胶凝固后及时进行涂抹冷镀锌，不得间隔时间过长，镀锌方式采用高压喷涂；喷涂冷镀锌时，喷嘴与喷件须保持适当的距离，摆动均匀。镀锌过程中上一层表面风干后即可喷涂下一层，镀锌层厚度平均值不低于116 μm，最小值不低于100 μm，喷涂完成后用锌层测厚仪进行测厚确认。喷涂表面须保证涂料均匀一致，无漏涂、气泡、变色、失光等缺陷。

2 结语

通过该工艺方法对110 kV ZGU2型输电铁塔加固结果表明：铁塔加固后至今没有发生任何事故，较好地对塔材尺寸设计余度不足的塔基进行了补强，加固后的铁塔强度性能明显提升，大大提高了其抵抗恶劣环境的能力，该工艺既保证了铁塔的安全稳定运行又不影响正常的输电。此工艺可操作性强、经济性高、安全文明高效，可进一步在全国范围内进行推广。

参考文献

[1] 110千伏ZGU2直线铁塔加固方案（修订）2015[Z].国网山东省电力科学研究院，2015.

[2] 国网山东省电力公司110kVZGU2铁塔加固作业指导书[Z].国网山东省电力科学研究院，2015.

[3] 110kVZGU2型输电铁塔焊接加固施工控制[Z].山东电力建设第一工程公司，2016.