输电线路铁塔纠偏的实例分析与方法探究

李鑫

摘要：电力行业的快速发展推动我国快速进入现代化科学技术发展阶段。在输电线路中，输电线路铁塔作为重要的组成部分，不仅需要承载输电导线的负荷，而且由于输电线路铁塔的建设地点一般都在远离城镇的地方，所以还要能够经受长期的恶劣的自然条件，铁塔的安全性能是保证输电线路安全运行的基础。

关键词：输电线路铁塔纠偏;实例分析与方法

引言

我国经济建设的快速发展使我国各行业有了新的发展机遇和发展空间。随着输电线路的运行环境日趋恶劣，铁塔倾斜的状况时有发生，现通过对运行中的铁塔倾斜现象进行分析，提出了铁塔发生倾斜的主要原因，并在此基础上阐述了倾斜纠偏的施工方法。

1铁塔倾斜概况

随着某市城郊地区的大力发展，城市转型进程日益加快，同时为了响应政府的号召，很多地区都开展了“五违”拆除工作，对输电线路走廊内铁塔本体造成了巨大的压力。除此之外，人为开挖、大面积堆土、非正常撞击等也是造成铁塔倾斜的诸多原因之一，严重影响输电线路的安全运行。220kV渡威2121/2122线是某市地区西部走廊的重要线路之一，全长18.8公里。所倾斜的塔塔高45300毫米，铁塔基础根开分别为7560/4924毫米。经运维人员实地勘察与测量，塔横线路方向向左侧倾斜1180毫米（面向大号侧），顺线路方向向大号侧倾斜380毫米。

2铁塔倾斜原因

输电线路杆塔在其设计、运输、施工、运行等环节均可能出现引起杆塔倾斜的因素，通过对近几年上海地区的杆塔倾斜案例进行归纳分析，可归纳出以下三种主要原因。设计误差。一般在设计杆塔的过程中会考虑铁塔的预偏，即在杆塔运行后所受挠度的反向预先设置一段位移。如果设计时预偏考虑的偏大或偏小，极有可能会引起超出误差值，为杆塔投运后埋下隐患。除此之外，从设计到施工，大大小小的误差在所难免，如不能有效的将误差控制在有效范围内，也极有可能会造成杆塔倾斜。受力变化。随着城市的发展一些老线路已无法满足要求，随之而来的就是线路改造，更换绝缘子型号、导地线型号、金具吨位等也有可能会引起杆塔受力变化，造成杆塔倾斜、甚至倒塌事故。在环境温度较低的冰雪天气，杆塔、导线、金具等可能会覆冰、覆雪，也会造成同样的结果。如何在需求增大的情况下、恶劣天气的情况下保障输电线路安全运行，也对运维人员提出了巨大挑战。基础沉降。基础沉降是造成输电线路杆塔倾斜最为常见、也是最主要的原因之一。随着线路走廊下的环境日益复杂化，大量堆土、塔材偷盗、过度开挖、机械施工造成铁塔角钢变形等现象屡见不鲜。据统计表明，随着防盗螺栓以及点焊技术的大量普及，塔材偷盗现象基本被遏制，但大量堆土以及过度开挖是造成基础沉降的比率居高不下。上海地区的铁塔基础一般都采取倒梯形，一旦基础受到较大的不均衡力或者基础埋深处遭到外力破坏，极有可能造成铁塔不同程度的倾斜。

3倾斜纠偏手段

3.1施工前准备

微型钢管灌注桩施工完成28天后可进行铁塔纠偏施工。由于塔倾斜度不是太大，现场核算和度量基础地脚螺栓，基础螺栓有足够的长度提升铁塔，因此这里不需要加工额外的套筒加长地脚螺栓。另外，要准备足够的垫片，用以填塞提升高度。

3.2顶升施工准备

1.顶升后增加的构件高度由设计根据铁塔实际外倾值及标准值确认，由于需顶升的钢管塔外倾超标，所以受拉两腿主管底部增加构件。2.顶升装置按设计要求加工，顶升千斤顶加底座，使其在顶升过程中更加稳固。由于千斤顶进程限制，需在底座下增加垫块，垫块需平整，底座与垫块用螺栓连接，面积与底座相同，使千斤顶更加稳固。3.顶升施工前需在塔脚周围及对角方向设置φ15.5mm钢丝绳，连接6t手板链条滑车，防止顶升过程中塔腿外扩，在塔腿与地脚螺栓相互抵触时，可以相应调节。4.液压千斤顶与顶升装置接触面需设防滑垫板，以防液压千斤顶滑动。5.连接板于塔腿加强筋的焊接量需设计确认，连接板上连接空需在同一直线、同一水平高度上。

3.3铁塔原位带电提升装置的力学特性仿真

通过使用SAP2000有限元软件对所设计的装置进行了仿真，由于在对铁塔的提升过程中，该装置的主要荷载集中在装置的四个顶点处，所以在仿真的应力分布方面，在装置的四个顶点处施加40t的集中力，通过承载力结构图和虚功图来分析装置的强度和结构稳定性。根据结构承载力校核图我们可以看到，在施加了40t的集中力之后，四根GB-HM150×100×6×9的工字钢和桁架外部使用的GB-L45×6的双角钢，内部使用的GB-L45×6的单角钢的结构单元所受到的应力形变均在材料的强度和刚度限制范围内。而虚功图也反映出装置的结构在施加了40t的集中力之后，整体结构的平衡性高，没有明显的具有侧向位移趋势的构件能量单元。所以，通过仿真，我们可以得到，这一装置的力学特性是能够满足工程实际所需的。

3.4升高基面纠偏

通过前期的测量与计算，选出最高的基础为基准面，凿开保护帽将地脚螺栓拧松，利用吊车抬升低于基准面的塔腿，在原地脚螺栓上加装一个相配套的螺纹套管，加装一根穿过塔脚板的螺杆并与螺纹套管相连接。在塔脚板与基础之间加以混凝土填塞牢固，将铁塔调平。此方法也是常见的纠偏手段之一，多运用于土质较松地带，但其经济性不如降低基面纠偏。

3.5增设接腿纠偏

此方案主要运用于具有法兰盘的钢管杆或钢管塔。通过吊车或其它顶升装置将塔体升高到特定的位置，在基础与法兰之间加上一个一定高度接腿，利用此接腿使铁塔调平。此方案适用于鐵塔设计误差所导致的倾斜以及基础沉降所导致的倾斜，铁塔塔材变形所导致的倾斜不在此范围内。

3.6本案例所使用的手段

根据前期测量以及现场实际地勘察，通过各方案经济性比较，220kV渡威2121/2122线塔采用降低基面纠偏最为合理。现场选用两台25吨的吊车，拆除保护帽，拧松地脚螺栓，然后分别抬升铁塔的3号脚与4号脚，相应的凿去3号脚立柱20cm，凿去4脚立柱24cm。起吊前，吊车应做好相应的安全措施，吊车撑脚要升足，利用钢丝绳起吊时要打保护绳，同时起吊时要特别注意吊车各撑脚的受力情况。

结语

对输电线路铁塔倾斜的各种因素进行分析，收集多种以前铁塔纠偏的方案措施，结合本次实际情况，解决输电线路铁塔由于倾斜而不能安全运行的问题，并能应用到各地区各个电压等级的输电线路上，从而填补了输电线路铁塔倾斜纠偏问题的空白，有一定的社会效益和经济效益，是一种值得广泛推广的方法，为以后输电线路铁塔倾斜的纠偏提供借鉴。

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（作者单位：山陕西省电力设计院）