±800 kV直流输电线施工中的线路铁塔组立的施工计算方法

于业众

（新疆送变电有限公司，乌鲁木齐 830000）

1 引言

目前，随着科学技术的飞速进步，输电线路铁塔组立施工技术越发成熟，常见的施工方法越来越多，为确保施工后的电力系统能够维持平稳运行，尽可能避免出现电力工程风险，施工时应结合实际状况选择最合适的施工方法，从而有效保证施工质量，实现电能正常输送。

2 工程概况

本文选取了白鹤滩至浙江±800 kV特高压直流输电线路工程作为研究对象进行分析，该项目起止点分别为重庆市綦江区横山镇桂圆村南（SN2192#塔）、重庆市武隆区赵家坝（SN2339#塔）。线路覆盖范围内，96%的地区为山地，剩余4%为高山，海拔高度控制在360~1 000 m。此外，项目基准风速拟定为27 m/s，覆冰厚度可达10 mm，路径长度约为77 km，整个项目共计包含102基直线塔、42基耐张塔。

3 索具受力计算

3.1 参数条件

1）塔身外抱杆长约25 m，抱杆朝向吊件一方的倾斜值上限为3°。

2）吊件质量G1为6 009 kg。

3）本项目使用的是“走二走三”（穿绕2根绳索称“走二”滑车组，穿绕3根绳索称“走三”滑车组）滑车组，其倾角β设为10°。起吊滑车组质量G2为469 kg。

4）控制绳自重G3为123 kg。

5）计 算 被 吊 构 件 的 质 量G=（G1+G2+G3）K=（6 009+469+123）×1.2=7 921.2 kg（K为动荷系数，取1.2）。

6）控制绳受力F计算：

式中，β为起吊滑车组轴线和铅垂线之间的夹角，（°）；ω为控制绳和地面之间的夹角，（°）。

项目使用了2根φ11 mm的钢丝绳，每根钢丝绳受力上限达897.5 kg，其安全系数达8.3，满足设计规定的标准。

3.2 起吊绳受力及选择

起吊绳滑车组、吊点绳合力计算公式如下：

式中，T为起吊滑车组的合力，kN。

吊点绳2根采用4点绑扎，其单根受力状况如下：

式中，F1合为2根控制绳静张合力，kN；F吊为吊点绳静张力，kN。

项目使用了2根φ21.5 mm的钢丝绳，其中每根钢丝绳受力2 985 kg，该钢丝绳破断力达29 600 kg，安全系数可达9.9，能够达到设计规定的标准。

4 施工工艺

4.1 底座安装

开始安装抱杆之前，应选派专业人员对抱杆底座进行加固处理，并在其表面安设钢板，确保地耐力超过0.06 MPa，面积设计为3.5 m×3.5 m。处理完毕后，将4块钢模板拼接成一个完整的基础底板，模板相接位置使用螺栓进行连接，拉线使用的是9 t手板葫芦+φ21.5 mm钢丝绳套，其中一侧与钢模板相连，另一侧则连接在塔腿。

4.2 抱杆起立

1）在抱杆底端安设钢板，安设之前，应先找平基面，确保底座和基面能够紧密连接在一起，各个位置受力状况一致。

2）参照铁塔需求为其配备抱杆标准节、顶节，确保抱杆的高度能够超出铁塔高度6 m以上。

3）为液压倒装架安设底座，对底座平板和地面接触位置进行处理，确保其水平面一致后，再开始后续的组装工作。

4）依次连接倒装架各个主体部分，将导轨、顶升小车固定在杆段上，借助连接横撑将所有构件连为一个整体。

5）上述准备工序全部完成后，开始拉升抱杆，其高度控制在2.3 m为宜[1]。

6）2 m段准备完成后，借助倒装架底座滚轮，由施工人员亲自操作，顺着滚轮将其顺利推入倒装架之中，令其与螺栓紧密连接在一起。

7）将连接在顶升小车、抱杆上的连接螺栓全部拆除，撤除油缸、顶升小车，将其和被提升段紧密连接在一起，缓慢向上抬升2.3 m，为下一阶段的施工进行铺垫。

8）按照上述流程依次安装，直至立柱5段标准节全部安装完成，标准节高度不得超出倒装架高度1m以上，标准节中主要包含回转体、摇臂、桅杆、起吊滑车组钢丝绳等。抱杆组装完成后，需借助经纬仪探测其垂直状况，借助拉线适当调整，保证其垂直度满足设计规定的标准，结构示意图见图1。

图1 落地内拉线双摇臂抱杆组塔吊装布置示意图

4.3 吊臂安装

抱杆共计包含7节单边吊臂，其中1根长1.99 m、2根长4 m、2根长2 m、1根长2.11 m，且1.99 m的吊臂质量达0.222 t、4 m的吊臂质量达0.252 t、2 m吊臂质量为0.147 t、2.11 m吊臂质量为0.234 t。

4.4 抱杆顶升

1）双摇臂抱杆使用的是液压油缸系统，借助下顶升的方法进行加高，并在标准节末端安设两道受力腰箍，开始顶升抱杆之前应在下支座的四周均安设拉线，随着抱杆的缓慢移动，拉线将慢慢松出，其目的是为了保证施工过程的安全性、稳定性。顶升系统示意图见图2。

图2 顶升系统示意图

2）将塔身、标准节底座上的连接螺栓全部拆除，随后再拆卸套架底横梁。

3）完成引进组件的安装。借助2个φ32 mm销轴把平台、套架内引进轨道紧密连接在一起，随后再借助8个φ32 mm销轴、拉杆令平台和套架紧密连接在一起。

4）标准节的安装。由施工人员在标准节的底端四周安设引进轮，缓慢抬高标准节的高度，直至其高度与引进梁高度保持一致。

5）开始顶升加高时，缓慢抬高其高度，令爬爪顶升面与标准节踏步顶升面高度维持一致。扳动摇杆使其处于与标准节主弦杆踏步脱开的位置。继续顶升直至将油缸完全伸出。再将摇杆摇起，使它贴近标准节主弦杆踏步；就位后开始收回油缸，使摇杆顶面与踏步顶升面完全贴合，然后将顶升承台上的扳手杆摇下，使爬爪离开标准节主弦杆踏步；固定好扳手杆，然后继续完全收回油缸。

6）将引进梁中标准节推至指定位置后，撤回油缸[2]。待塔身标准节底端和引进标准节顶端的距离仅维持在2 cm后即可关闭油缸。该环节施工时需要使用8组M30高强度螺栓组把引进梁标准节与塔身标准节相接处连接起来，随后适当抬高油缸，并将引进梁标准节自带的滚轮拆除，最后撤回油缸。

7）参照上述流程持续推进顶升，待所有标准节全部安装结束后才能拆除引进梁，将标准节底座安设在原引进梁位置，撤回油缸，确保塔身能够完全被摆放在标准节底座中，最后在标准节底座、塔身连接处打上螺栓，安设套架底横梁，直至上述操作全部完成后才标志整个顶升作业已经完成。

4.5 铁塔吊装

当使用摇臂抱杆吊起塔材的时候，应确保抱杆保持伸直状态，可借助铅垂线来检测抱杆的垂直情况，若其垂直情况达不到设计规定的标准，可借助内拉线、腰环进行适当调整，确保其整体直线度维持在2‰内。

4.6 塔腿吊装

当进行铁塔踏脚板安装之前，应先在其外侧安设保护套，以此保证暴露在外的立柱棱边不遭受侵蚀[3]。按照人工登膛的方式安设铁塔塔脚板，先在其表面安设木块，令其高度与地脚螺栓维持一致，待塔脚板位置固定后，才可移开木块。

4.7 塔身吊装

1）当进行两侧平衡吊装工作的时候，应确保所有吊件能够同时离开地面、提升高度维持一致，尽可能降低抱杆所出现的不平衡弯矩。

2）铁塔塔片需安设在摇臂正下方位置，目的是防止吊件给摇臂、抱杆带来影响，进而出现偏心扭矩。考虑到施工现场空间有限，因此，起吊构件与抱杆轴线之间的夹角应≤5°。

3）待塔材靠近设计指定位置之后，应借助起伏滑车组对塔片的位置进行调整，严禁压低控制绳调整其位置。

4）两侧塔片完全安装结束后，稳固吊点绳、起吊滑车组位置不动后，起吊另外两侧的斜材、水平材，确保四周斜材、水平材全部安装完成后，加设螺栓，拆卸吊索具。

4.8 横担吊装

1）吊装横担时，应借助导线分开吊装，即先完成导线横担的吊装，再完成地线支架的安装。开始起吊后，由施工人员同时操控两台牵引机，目的是同时起吊两侧塔件，确保其能够同时离地，整体离地高度维持在相同水平，最大程度上减小抱杆所承受的不平衡力矩。

2）若横担的长度大于摇臂抱杆的臂长，此时对横担进行吊装时可适当借助抱杆、地线支架等设备的辅助。借助摇臂缓慢吊起15 m人字辅助抱杆，将其安设在铁塔横担辅助抱杆内侧支承孔处，需要注意的是，整个塔吊质量不得超出4 t。

5 结语

铁塔组立的施工对于整个高压输电线路施工项目而言至关重要，为确保最终施工质量，施工之前需综合考虑各项因素的影响。本文列举了某实际案例，详细介绍了铁塔组立锁具的计算公式，对其施工中的关键环节、注意事项展开了阐述，有效保证施工安全性的同时，全面提升了施工效率，对整个电力行业的发展大有助益。