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抱杆自立式跨越架的研发与应用

2014-04-12赵攀巅于天刚

电力与能源 2014年2期
关键词:角钢连接件毛竹

丁 晨,赵攀巅,于天刚

(上海送变电工程公司,上海 200235)

0 引言

近几年送电线路施工中,线路走廊内的被跨越物(如高铁、高速公路)较以往更高,且跨越点更为复杂。500 k V新余(市西南)变电站220 k V出线工程同塔四回路段,需要跨越S32高速公路高架段,被跨越处高16.4 m,路面宽30 m,交叉角度约60°。高速公路管理部门要求高速公路保护网高出高速公路路面8 m,跨越架可提前5天开工搭设。

施工跨越点为水泥地面料场,周边紧邻国道、河道和高压线。现场不满足带电跨越架的拉线条件,搭设毛竹架或钢管跨越架均需较长的周期和投入,时间上不满足高速公路管理部门批复的搭设跨越架的施工周期。

为了提高施工现场的安全性,减少高速公路跨越架搭设的周期和成本,采用了加工连接件技术,利用抱杆拼装成抱杆自立式跨越架的方法,解决了施工难题。

1 跨越方案的选择

根据跨越平面图策划,需要搭设2个跨越架,每个跨越架宽40 m、高27 m,共12排。考虑到安装放线保护网后会下垂,跨越架的高度需要大于26.4 m。

1)搭设毛竹跨越架 原来采用毛竹跨越架,并预购了1万根新毛竹,结合旧毛竹使用,用以增加强度。由于搭设毛竹跨越架工作量大,预计投入2个班组人员仍需7~8天才能完成,不能满足现场工程对时间的要求,而且毛竹跨越架太高,安全上存在诸多风险。

2)搭设钢管跨越架 专业钢管架搭设公司到现场勘察和计算后,认为5天内可以完成搭设,但报价近50万元。从生产成本考虑,钢管跨越架方案不适合。

3)搭设带电跨越架 搭设2个跨越架的地面均为水泥地,临近高架道路、国道、河道、高压线及密集的地下管线,不满足带电跨越架的拉线要求,若使用带电跨越架方案则存在很大的安全风险。因为线路为同塔四回路,跨越点一侧为直线钢管杆,另一侧为80°的转角塔,无论从受力方面还是结构方面考虑,采用杆塔上加横向抱杆作为跨越架临时支架的方法也不可取。

2 抱杆自立式跨越架方案

有没有更合适的方法解决这个跨越难题?经过调研和讨论,一种新的跨越方法逐渐清晰,即可以利用闲置的截面为0.6 m×0.6 m、0.7 m× 0.7 m、0.9 m×0.9 m等抱杆,组成新的跨越架。

1)组塔技术参数 截面为0.6 m×0.6 m存量抱杆136段,段长为4 m,主材为∠60 mm× 6 mm角钢,辅材为∠40 mm×4 mm角钢,每段质量为237.5 kg。截面为0.7 m×0.7 m存量抱杆55段,段长为3 m,主材为∠80 mm×8 mm角钢,辅材为∠50 mm×5 mm角钢,每段质量为240 kg。截面为0.9 m×0.9 m存量抱杆,段长为3 m有29段,段长为4 m有18段,主材为∠90 mm× 8 mm角钢,辅材为∠50 mm×4 mm角钢;3 m规格每段质量为300 kg,4 m规格每段质量为400 kg。

2)跨越架结构设计 综合考虑抱杆形状、跨越状态、机械化施工等需要,跨越架应设计成椅子形状,采用搭积木的方法比较合理,如图1所示。

在高度增加的状况下可增加分层,在需要增加稳定性及地面足够大的状况下,可在底部平面各方向各加接一段抱杆。从结构图看,需要加工六通连接件,用以满足抱杆垂直面和水平面的六个方向的连接。经初步计算,若全部采用同一规格的抱杆,现存数量不够,因此需要综合利用存量的截面为0.6 m、0.7 m、0.9 m的抱杆。

图1 抱杆自立式跨越架结构示意图

3)连接件设计 以0.9 m抱杆为例,六通连接件参数与抱杆相同,长、宽、高均为0.9 m,主材选用∠90 mm×8 mm角钢,辅材选用∠50 mm× 4 mm角钢,每个接头自重243.3 kg。加工后对接试验,排除存在的孔位错位、螺栓长短不匹配,部分螺栓无法安装等问题。六通连接件实物连接,如图2所示。

图2 六通连接件组装图

3 现场实施

3.1 细化和优化施工工艺

周密的施工方案是安全施工的保障,通过对跨越S32高速公路方案的反复论证与优化,确定了施工现场平面布置及放线跨越策划方案。

由图3可以看出:D7(E6)塔型为2D-ZG-39,呼高为39 m;D8(E7)塔型为2D-JGT3-36,呼高为36 m;D7(E6)至D8(E7)档距为184 m;S32高速公路被跨越处高为16.4 m,匝道宽为30 m。放线段长度为0.923 m,牵引场布置在D3(E2)处,由于D8距高速公路过近,牵张设备出线角为29°,故张力场向大号侧移至D9塔处,出线角变为5°。

根据现场情况及需要保护的范围,确定在S32高速公路两侧各搭设2组抱杆跨越架,综合考虑到跨越架贴紧高架路基更稳定,垂直线路拉网更方便,以及地面状况、存量抱杆数量的不同等因素,因此4个架体长度、宽度、高度各不相同。同时,根据保护网的范围,对跨越两侧铁塔的滑车位置进行了调整,以满足放线时导地线在保护网上方,附件安装时导地线全在跨越架上方的原则,细化了配套的施工方案。

图3 施工现场防护设施布置断面图

3.2 跨越架结构确定

S32高速公路西侧两个跨越架,采用0.6 m× 0.6 m抱杆搭设,单个抱杆跨越架高度为25.8 m,长度为13.2 m,宽度为9.8 m。单个抱杆跨越架,需要0.6 m×0.6 m抱杆64段(长4 m),方接头16个。2个独立跨越架,共计需要0.6 m×0.6 m抱杆128段(长4 m),方接头32个。每个跨越架质量为237.5×64+105.7×16=16 891.2(kg)。

S32高速公路东侧两个跨越架,分别采用0.9 m和0.7 m抱杆,其中南侧0.9 m×0.9 m抱杆搭设跨越架。单个抱杆跨越架高度为26.7 m,长度为10.8 m,宽度为10.8 m。该抱杆跨越架竖直方向采用4 m的0.9 m×0.9 m抱杆拼装,横向则采用3 m的0.9 m×0.9 m抱杆拼装,需采用φ13 mm钢丝绳内部连接,以增加跨越架的整体牢固性。单个抱杆跨越架,需要0.9 m×0.9 m抱杆27段(长3 m),0.9 m×0.9 m抱杆18段(长4 m),方接头10个。每个跨越架质量为(300×27+400×18)+138.7×12=16 964.4(kg)。

北侧0.7 m×0.7 m抱杆搭设跨越架。单个抱杆跨越架高度为26.8 m,长度为10.4 m,宽度为10.4 m。该抱杆跨越架竖直方向采用3 m的0.7 m×0.7 m抱杆拼装。需采用φ13 mm钢丝绳内部连接以增加跨越架整体牢固性。单个抱杆跨越架需要0.7 m×0.7 m抱杆54段(长3 m),方接头12个。每个跨越架质量为240×54+138.7 ×12=14 624.4(kg)。

3.3 现场安装

根据施工方案进行现场精确测量,确定抱杆安装位置。抱杆组装非常方便,按照搭积木的方法,在基本结实平整的地面上,拼装架体底部的框架结构,完成后通过水平尺测量,衬垫钢片等方法保证平整。之后依次进行吊装,高处采用25 t吊车。

用吊车将地面拼装好的3节或4节抱杆连接段竖直起吊,底部与六通连接件连接紧固。之后用吊车将地面拼装好的3节抱杆加两端六通连接件整体拼装好的横梁部分水平起吊,安装到两根竖直抱杆的顶部并连接紧固。再吊装其它横梁拼装成完整的下段六方体结构,按照同样的方法吊装完成上层结构。本项目投入一个班组人员,除了试验外,不到2天就完成了全部跨越架的安装。

3.4 放线施工

按照常规的保护网施工方法,进行施工准备、间隙封路、承力绳安装、保护网安装、架线施工、防护设施拆除等工作。由于500 k V新余(市西南)变电站,220 k V出线工程使用了抱杆自立式跨越架跨越S32高速公路,场面壮观稳健,全部达到预定的要求,组装完成的跨越架效果图,如图4所示。

图4 组装完成的跨越架

4 经济效益分析

1)社会效益 220 k V出线工程使用抱杆自立式跨越架跨越S32高速公路,缩短了施工周期,减少了封路配合对社会的影响,减少了拉线可能造成地下管线损坏等的使用成本。另外,该跨越架断线承载能力比其他类型的跨越架更强,提高了导线和地线跨越施工的安全性。

2)经济效益 使用吊车等机械化施工速度快,施工周期短,配合费用及人工费支出少;使用自有机具设备费用支出大大降低,首次使用即使增加了连接件加工费,与常规方法费用开支对比,仍可节约不少,如表1所示,而且多次使用更是摊薄了使用成本。

表1 工程费用开支对比

5 结语

线路放线施工跨越高架公路,采用常规跨越方法难以满足现场施工要求的困境下,设计了一种新型的、可重复使用的抱杆自立式跨越架机具及施工工艺,解决了线路放线工程时间紧、现场环境复杂、生产成本高、安全性差等问题。采用抱杆自立式跨越架机具施工,不仅充分利用了现有抱杆强度高、承载能力强等特点,而且整体结构自稳定性强,对拉线依赖性小;采用抱杆自立式跨越架机具施工,不仅提高了工器具的重复使用率,大大降低了生产成本,而且可以使用机械化快速组装,用于应急抢修等多种场合,值得推广应用。

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