特高压交流输变电工程组合格构式跨越架的应用

马 涛，王增军，韩增永，冷佳伟，戴光烨

（1.上海送变电工程有限公司，上海 200235；2.国网山东省电力公司淄博供电公司，山东 淄博 255032；3.国网山东省电力公司泰安供电公司，山东 泰安 271000；4.国网山东省电力公司沂源县供电公司，山东 沂源 256100；5.国网山东省电力公司济南市长清区供电公司，山东 长清 250300）

0 引言

特高压建设中跨越施工是安全的重中之重，1 000 kV榆横—潍坊特高压交流输变电工程线路工程24标段的放线段12S084～12S091中有处跨越施工，12S087～12S088档中跨越青银高速，跨越要求不影响高速公路的通行，根据实地考察，公路两侧土质坚硬，采取道路两侧搭设跨越架加玻璃钢封网保护，仅在封网中短时间封路措施，极大地减少了对公路交通的影响，封网防护也对公路交通安全提供保障。

1 工程跨越处概况

1 000 kV榆横—潍坊特高压交流输变电工程线路工程（24标）由位于山东省滨州邹平县的12S071号塔开始到位于山东省淄博周村区的12S136号止。全线铁塔共计65基为双回路钢管塔，线路长度36.001 km。全线导线采用 8×JL/G1A－630/45 铝包钢芯铝绞线，两根地线均为OPGW-185复合光缆。在12S087～12S088档中，跨越青银高速K294 km+420m，跨越处数据参数如图1、图2所示。

图1 跨越处平面图

图2 跨越处断面图

2 方案比选

不同方案比选如表1所示。

表1 方案比选

由表1分析可得，组合格构跨越架体竖向由多根组塔抱杆承载，一般6.9m分段，有强大的轴向抗载能力。横向由抱杆横梁承担，一般单梁不超过12m宽。经建筑设计院用BIM建模及有限元分析方法，进行了竖向、横向结构受力及稳定性分析，在无拉线，连接螺栓部分连接情况下，按照整相邻档断线工况，分析得知结构杆件应力总体处于较小范围，只有少数斜腹杆应力比较大，整体结构具有很高的安全度。载荷能力大，抗断线能力强，施工安全风险大为降低。采用自立式结构，架体与地面接触面大，跨越架总重量大，自稳定性强、对外拉线依赖度低，减少了拉线使用可能造成的地下管线损坏等潜在风险，减少了封路停电等配合工作时间，对社会影响小。同时施工周期短，人工投入少，费用低［1］。

3 受力分析

3.1 架体受力分析

整相邻档断线跨越架受力分析。按照跨越架间导线重量+（档距-跨越架间距）×3/8的导线重量校核，档内所有8根导线全部压在跨越架14.7m宽的横梁上，单边跨越架增加垂直受力3.5 t，杆件最大组合应力远未达到钢材的强度值，瞬间形变仅15mm，小于规范的12 000×1/250=48mm的要求。此时加强型防护网系统受力安全系数达到12，满足要求。抗断线承载能力比其他类型的跨越架大，导、地线跨越施工的安全性大幅提高。架体受力情况如图3所示。

图3 架体受力情况

3.2 架体的竖向受力分析

屈曲分析如图4所示，组立好的组合格构跨越架，整体受力正常，完好无损伤。

最大竖向位移分析如图5所示，跨越架受力后发生形变，整体未发生折断。

架体结构比率如图6所示，受力分析结果，组合格构式跨越架满足要求，抗断线承载能力大。

4 跨越施工方案的确定

本次跨越青银高速的施工方案是采取跨越处高速公路两侧搭设组合格构式跨越架封网跨越，即在左、右两相导地线垂直下方搭设跨越架并使用钢丝绳连接玻璃钢编制成绝缘网，形成对高速公路的防护［2-6］。跨越架的保护网的最低弧垂点与高速公路路面的净高度不小于10m。同时考虑承力绳1m的弛度，施工裕度1m，跨越架高度为18.7m。单体跨越架设计成椅子状，采用3m段900抱杆拼装，需采用Ф15mm钢丝绳连接顶部打下拉线，以增加跨越架整体牢固性，共计需要 900×900抱杆 212段（3m），12段（4m）方接头60个。组合格构式跨越架组装如图7所示。

图5 最大竖向位移分析

图6 架体结构比率

图7 组合格构式跨越架组装示意图

5 跨越防护的组成及安装

5.1 跨越架搭设

5.1.1 操作流程

现场测量→确定方案→工器具准备及运输→场地平整→现场组装→检查验收→保护网安装→跨越施工。

操作要点：1）根据施工方案进行现场测量，确定跨越架安装位置；2）抱杆组装按照搭积木的方法，在平整过的地面上，拼装架体底部的框架结构，并保证水平和平整；3）用吊车将地面拼装好的立柱竖直起吊，底部与六通连接件连接并紧固，再吊装横梁部分；4）按照同样的方法吊装完成上层结构；5）放线施工按照常规的防护网施工方法，包括施工准备，封路或停电配合，安装承力绳、防护网，架线施工，防护设施拆除等工作。

5.1.2 现场测量及组装

在施工前用经纬仪将每相交叉跨越中心线定出，并按照方案定出遮护宽度及跨越架主柱位置，（每处跨越架有6根主立柱，用水准仪抄平）打好标志桩。

在跨越架搭设位置进行场地平整 （铺垫碎石再铺沙土逐层夯实），需设置主柱的位置进行局部夯实。将搭设跨越架所需材料运至搭设位置，分别顺高速公路两侧堆放。

根据跨越架位置在保证拉线对地面夹角小于45°条件下，选择跨越架拉线地锚位置，确定土质加固并周围无地下管线设施情况下，埋设好3 t地锚（三角形地锚）。

跨越架搭设人员必须由接受专门培训并经考核合格的架子工承担，严禁无证上岗作业。

5.1.3 跨越架的组立

根据现场实际条件满足25 t吊车搭设跨越架条件，再次应用经纬仪和钢尺确定，架体纵向中心与线路中心重合。跨越架搭设前需进行定位处的场地平整，吊车作业范围铺设钢板。

抱杆组装按照搭积木的方法，在平整过的地面上，拼装架体底部的框架结构，并保证水平和平整。跨越架底平面应用水准仪进行操平，对第一道水平抱杆应调整水平，并对下方基础夯实，保证跨越架平面水平，水平后方可继续上一段抱杆吊装，在纵向抱杆应垂直于地面。人工地面组装拼接抱杆，连接处使用抱杆连接螺栓，螺栓紧固达到90%，起吊前，检查连接是否可靠，25 t汽车吊起吊，离地面1m后吊车停止吊高，检查吊点和螺栓连接部位，牢固可靠可继续起吊。

组合格构式跨越架搭设，由低处到高处，逐层搭设，螺栓牢固后再继续搭设。吊车在吊装过程中，利用拉线进行控制，防止跨越架往高速侧倒落。组合格构式跨越架的组立如图8所示。

图8 组合格构式跨越架的组立

5.1.4 拉线设置要求

跨越架搭设高度到10m时，设置第1道拉线（跨越架角分线方向）；高度到16m时再设置第2道拉线（跨越架角分线方向）。跨越架拉线应采用30 kN链条葫芦和Φ15mm钢丝绳。拉线锚桩按照30 kN级设置，跨越架立杆应设置1处拉线，拉线的挂点应设在立杆与横杆的交接处，且与地面的夹角不得大于 45°。

5.2 跨越架封网

5.2.1 封网

提前准备好2根Φ15mm的尼龙绳，作为引绳，穿过高速公路。

人工牵引2根Φ15mm的尼龙绳，至高速公路对面跨越架，分别与2根Φ16mm钢丝绳连接可靠，12S088塔开始回收2根Φ15mm的尼龙绳腾空。

利用2根Φ15mm的尼龙绳循环绳分别以一牵二方式牵2根Φ16mm钢丝绳承载绳，再一牵二方式牵2根Φ15mm尼龙拉网绳，利用3 t手板链条葫芦与地面地锚连接并收紧钢丝绳。

当Φ16mm钢丝绳承载索安装完毕后，挂设绝缘网，封网过程中随时调节收紧承载钢丝绳，保持保护网高度。

5.2.2 保护网的组成

使用的保护网由玻璃钢+钢丝绳的方式组成，12m组成方式如图9所示。

图9 保护网组成方式

6 结语

本次应用在跨越青银高速 （K294 km+420m）施工，在跨越防护的安全上大大提高，其格构式施工操作上简便快速，进而在经济上降低了施工费用，并保证了张力放线中下方跨越处的安全。工程的组合格构式跨越架搭设完成后，经过监理、业主和国网公司专家的检查得到了肯定。在重要跨越施工防护中组合格构式跨越架的熟练应用，最终保证了跨越施工的顺利完成。组合格构式跨越架的成功应用，对跨越施工的技术运用成熟，积累了施工经验。

单根抱杆重量大是它的不足，在施工中的搬运组装不便，若采用轻质材料加工抱杆，作为跨越架体组装的抱杆，则便于以后跨越施工的应用推广。