无跨越架跨越架线施工在跨越公路桥梁施工中的应用

何伏生

摘 要：由于500V输电线路路径在受地形影响跨越位置刚好处在公路桥梁位置，公路路面距离地面较高，如采用常规的钢管或毛竹跨越架存在架体过高和无平坦坚固的搭设地基，为了架线过程中对公路形成有效保护，不得不采用无跨越架跨越架线局部封网的施工工艺。

关键词：输电线路；公路桥梁；局部封网；无跨越架跨越架线

中图分类号：TM726 文献标识码：A

0.前言

在上饶东-信州500kV线路工程施工过程中，由于8#-9#刚好跨越上铅快速S522的江家大桥段，跨越位置特殊，桥上公路的交通流量大，不能占用公路搭设钢管跨越架，如在桥下搭设则架体较高，桥下河水较深，并且河床为沉积的细沙，搭设地基不牢固，工程施工过程中不得不采用无跨越架跨越架线施工工艺。施工过程中采用在跨越档两侧的铁塔横担下悬挂假横担，在假横担上展放φ18的迪尼玛主绳，在主绳上展φ50玻璃钢进行封网，形成对公路的保护，保证架线施工中导地线展放的安全。

1.工程概况

1.1 工程概况

上饶东～信州500kv线路工程8#-9#在上铅快速S522的2km+30m处（江家大桥）跨越，导线采用4×JL1/LHA1-210/220铝合金芯高导铝绞线；地线采用OPGW-150复合光缆。跨越档距385m，8#塔型为5C1-SZC2，呼高45m，距离公路路基175m左右；9#塔型为5C3-SJ2，呼高33m，路宽23m。线路与公路交叉角89°，公路路面比与8#施工基面高10.7m，9#塔和8#塔下导线挂点高程相比高11.5m。

2.施工方案

2.1施工方案简述

8#为双回路直线塔，9#为双回路耐张塔。施工过程中在8#塔横担下20m左右，9#塔横担下13m左右位置悬挂500的钢抱杆作为假横担，并在假横担左右导线的正下方位置各挂gmww 个Φ916光缆滑车，各展放2根Φ18迪尼玛绳主绳。在主绳上用Φ50玻璃钢对跨越点进行封网。玻璃钢在封网两端处采用中穿Φ20的光圆钢筋做为内支撑，其他处中穿Φ8迪尼玛绳做为内支撑。玻璃钢固定在主绳的方式为在玻璃钢两端加挂挂钩（环），并由通长的Φ8迪尼玛绳作为牵引绳，牵引绳每4m左右做个结扣，通过结扣把玻璃钢的挂钩连成整体，再挂到主绳上，通过牵引牵引绳，把玻璃钢封网拖放到被跨越物的正上方位置，来达到对被跨越物的保护。玻璃封网为局部封网。

2.2 施工计算

2.2.1封网宽度（Lwn）

封网宽度根据相关工艺导则封网宽度左右导线及地线选用6.0m。

Lwn≥n/sinα+ B/tgα+2Lwb=23/sin89°+6/tg89°+20=43m （1）

Lwn—单相导线的封网长度，m；

n—被跨公路的宽度，m；23米；

B—单相导线的封网宽度，m；取6m；

α—新建线路与被跨越公路交叉角（°），取89°；

Lwb—绳网伸出公路两边的保护长度，取值为10m。

现场封网玻璃钢间距为4m左右，故封网长度（Lwn）取44m。

2.2.2承载索安装弧垂的计算

初步选定承载索为Φ18迪尼玛绳，承载索安装状态下选取10倍安全系数，承载索的安装弧垂为：

（2）

经计算 ：f0=1.9（m）

f0 —承载索的空载状态弧垂，m；

ω0—空载状态承载索单位长度的重力，N/m；Φ18迪尼玛绳取0.250kg/m；

H0—承载索空载状态的水平张力，N；Φ18迪尼玛绳破断拉力为241.4kN。

L—8#与9#的档距，m；

ψ—承载索的挂点的高差角。8#、9#承载索挂点高差角，ψ=tan-1（承载索挂点高差/档距）= tan-1（（11.5）/385）=1.7°；

2.2.3封网状态下承载索的张力计算

按孤立档承载索的状态方程式求解封网安装状态下承载索的张力，为了简化计算，忽略气温变化及风荷载的影响，采用简化抛物线状态方程式为：

（3）

E— 承载索（迪尼玛绳）的弹性模量，N/mm2 ；E=3.2×104 N/ mm2

S— 承载索（迪尼玛绳）的有效截面积，mm2 ；Φ18迪尼玛绳S值为193.81mm2 。

ω0—空载状态承载索单位长度的重力，N/m。

ω0=9.8*0.250=2.45（N/m）。

ωf—单根承载索道单位长度封网装置的折算的重力，N/m。

由于主承托绳弧垂的最低点处于封网内，封网两端端撑杆受到牵引绳的水平向上的牵引力来保持封网玻璃钢之间的距离，由此可知封网的两端端撑杆与铁塔的锚固点之间牵引绳的重量全部由铁塔的锚固点承担。

ωf=（13根Φ50mm*6.3mm*6m玻璃钢*0.013kg+22个挂钩（环）*1kg/个+2个Φ20端承钢筋*14.79kg+11根6m长Φ8迪尼玛绳*0.282kg）*9.8N/kg/44m/2+牵引绳比重0.047kg/m* 9.8N/kg=6.57N/m

KZ=KZ2-KZ1 （4）

經计算KZ1 =4.64，KZ2=6.75，KZ=2.11。

m1—自承载索在8#塔的悬挂点至封网一端的水平距离，m，175m-10m=165m。

m2—自承载索在8#塔的悬挂点至封网另一端的水平距离，m，165m+44m=209m。

式（3）采用盛金公式求解：

令

，

，

Δ=81b2+12a3bendprint

，

，

经计算：

a=-23746，b=-4.83*10^11， Δ=9.65*10^25，Y1=-5.17*10^12，Y2=-3.46*10^13，H1=24540 （N）。

封网状态承载索的安全系数：

（5）

经计算：Ka1=9.8>6

2.2.4封网状态下承载索安装驰度的计算

在局部封网的时，主承载索局部承担均匀荷载ωf，封网的两端端撑杆在档中位置的两侧，因此采用如下公式：

（6）

经计算：f1=2.85（m）

2.2.5 封网状态下导线展放张力H2计算

f2=Δh+f1-S （7）

（8）

经计算： f2=13.85（m），H2=15460（N）。

f2—封网状态下导线安全通过的最大驰度，m；

ωd—单根导线单位长度的重量，N/m，11.545N/m；

△h—封网挂点相对导线挂点下移动距离，m；取13m；

S—导线对封网的安全距离，m，取2m。

cosβ—导线挂点的高差角，m，ψ=tan-1（导线挂点高差/档距）= tan-1（11.5）/385=1.7°

2.1.6 事故静载状态下承载索的主绳张力计算

（9）

H3—事故状态下，4根子导线同时掉了到封网上，封网主绳承受的拉力，N。

KZ3=KZ32 -KZ31 （10）

KZ4=KZ42-KZ41 （11）

ωx—事故状态下4根子导线掉落到封网上，单根承载索单位长度封网装置的折算的重力，N/m，ωX=ωd +ωf ωX =34.278（N/m）；

ωd—单根承载索单位长度承担的导线折算重量，N/m，11.545N/m*2*1.2=27.71N/m，1.2不均匀系数。

（12）

（13）

（14）

（15）

根据施工架空输电线路无跨越架不停电施工工艺导则（DL/T5301-2013），端撑杆承担的集中荷载为的网端与假横担形成的次档档距导线重量的3/8，由此可以得到以下公式：

（16）

经计算：

P1=1714（N），P2=1829（N）

n1—掉落到导线的根数，取4；

n2—封网的主承托绳的跟数，取2；

Lx—封网端撑杆对假横担形成端次档档距，为m1和L-m2；

K1—导线掉落到封网上的不平衡系数，取1.2；

同理采用盛金求根公式 ：

令

，

，

经计算得：H3=36238 （N），

事故状态封网状态承载索的安全系数：Ka3=6.67≥6，事故状态下静载的迪尼玛主绳安全系数大于6满足规范要求。

2.2.7事故静载状态下承载索对公路的垂直距离计算

（1）事故静载状态下承载索封网的最大驰度

在事故状态，封网承受局部均匀荷载ωf和封网两端集中荷载P1和 P2作用。由于局部封网两端撑杆在档中两侧，最大驰度f3采用如下公式：

（17）

經计算：f3=14.07（m）

（2）事故静载状态下跨越点的驰度fm2和对公路垂直距离（y1-y）；

（18）

（y1-y）=（m tanΨ+N-Δh-fm2） （19）

y—公路路面相对8#施工基面的高差，取10.7m；

N—8#塔导线的挂点相对8#施工基面高差，取38m；

m—公路相对封网最低点的水平距离。

当

时，（y1-y）取得最小值，经计算m=153.4m<175m，y由此可知最低点位置不在迪尼玛封网范围，因此取m175m。

经计算 fm2= 13.95m， （y1-y）=5.54m>5.5m满足对公路距离大于5.5m的要求。

3.施工方案现场实施情况

2017年7月2日由江西省送变电建设公司负责对该跨越处进行封网作业。封网作业严格按施工方案执行，封网前主绳的驰度采用经纬仪测量，封网后封网的驰度与理论计算值基本接近。

参考文献

[1] DL/T5301-2013，架空输电线路无跨越架不停电施工工艺导则[S].endprint