T2T800双平臂落地抱杆塔顶的研究

张晓华，彭旺，栾勇，江海涛，潘宏承，周立宏

（1.山东送变电工程有限公司，山东 济南 250118；2.国家电网有限公司特高压建设分公司，北京 100032；3.浙江省建设工程机械集团有限公司，浙江 杭州 310014)

1 项目概况

螺山长江大跨越工程是南阳-荆门-长沙特高压输电工程跨越长江、连接湘鄂两省的重要节点，左岸位于湖北省洪湖市，右岸位于湖南省临湘市，本工程是特高压第一跨。

针对工程输电铁塔特点，研制T2T800 双平臂落地抱杆，额定起重力矩800tm，最大起重量20t，工作幅度4～40m。该大跨越铁塔天窗尺寸只有6.5m，相对其他大跨越工程较小。常规落地抱杆塔顶分为塔顶塔帽节和塔顶标准节，塔顶标准节为整体焊接式，在收臂后，收口尺寸较大，无法通过本次大跨越铁塔天窗。所以如何在满足抱杆强度的情况下，缩小抱杆收口尺寸是一个难题。

2 解决方案

为了保证抱杆强度，创新性地改进塔顶标准节结构，应用空间X 型塔顶标准节结构（斜对角线方向)，提高了塔顶的强度，将塔顶标准节两侧（靠近大臂的侧面)横腹杆、斜腹杆改成可拆式腹杆，在大臂收臂时，将有更多空间，使得收口尺寸减小，提高抱杆适用性。

3 塔顶结构

3.1 主要结构介绍

塔顶（图1)主要由塔顶塔帽节与塔顶标准节所组成，塔顶内侧装有爬梯，便于施工人员攀爬；塔顶标准节如图2 所示，塔顶标准节主要由4 根主弦杆和其他横、斜腹杆等所组成，各视图中心斜对角方向为空间X 型斜腹杆结构，分别焊接在4 根主弦杆上，空间X 型斜腹杆交叉处焊接有筋板，提高强度；在主弦杆上焊接有耳座，左右两侧可拆式横腹杆（吊臂收臂方向)，通过销轴与主弦杆连接，横腹杆侧边为平台，方便施工人员站在该位置敲击销轴。

图1 塔顶结构图

图2 塔顶标准节结构示意图

如图3 所示，当双侧吊臂朝塔顶收拢时，塔顶标准节两侧横腹杆被拆除，双侧吊臂内嵌入塔顶中（常规落地抱杆收臂后，因塔顶标准节两侧焊接有横、斜腹杆，吊臂无法内嵌其中)，减小抱杆收口尺寸，便于通过该类型大跨越铁塔天窗。

图3 抱杆收臂俯视图

3.2 塔顶结构设计计算

塔顶结构本次创新性设计，需对塔顶的强度和稳定性进行计算，及时发现危险工况并提出有效的建议。

3.2.1 塔顶截面力学特性计算

1)塔顶截面积A=4A1；A1为单个主弦杆截面积。

2)主弦杆截面惯性矩

I0表示单支角钢惯性矩；A0表示单支角钢截面积；Z0表示单支角钢重心距离（塔顶单支主弦杆由角钢拼方而成)。

3)主弦杆单枝长细比需满足λ0=其中[λ]为结构件许用长细比，按GB/T 3811 2008《起重机设计规范》取值[λ]=150，L表示单支主弦杆长度。

4)塔顶轴心受压稳定性系数

b表示塔顶底截面尺寸

其中A1x为构件截面所垂直于x-x轴的平面内各斜缀条的毛截面面积之和。

5)欧拉临界载荷

3.2.2 塔顶强度和稳定性计算

塔顶根部截面受力计算

沿吊臂方向弯矩MX；垂直吊臂方向弯矩：MY=F塔顶L塔顶＋F拉杆L拉杆；其中F塔顶为塔顶风载荷，L塔顶为作用点与根部截面距离，F拉杆为拉杆所受风载，L拉杆为作用点与根部截面距离。

其中，[σ]为拉压极限设计应力，n为安全系数，Wx为抗弯截面模量，Wy为抗弯截面模量，A为塔顶截面积。

通过以上计算，可以验证空间X 型塔顶结构设计满足相关强度要求。

3.3 收臂试验

出厂前对T2T800 双平臂落地抱杆塔顶进行收臂试验。启动机构后，随着双侧吊臂缓缓摇起直至摇起90°后，双侧吊臂嵌入塔顶中，满足收口尺寸≤6.5m，能够通过该类型塔顶天窗，解决了施工难题。

4 结语

落地抱杆是输电铁塔的重要起吊设备，加强对抱杆结构的设计十分重要。不同的大跨越工程，铁塔天窗的收口尺寸不尽相同。在保证抱杆强度的情况下，保证抱杆通过铁塔天窗（大跨越工程铁塔)，对抱杆塔顶的研究有着重要意义。只有突破对传统抱杆塔顶结构的认知，打破传统思想束缚，才能够让创新得到发扬，创新的思维火花得到闪耀。