外拉线内悬浮抱杆分解组立钢管塔中辅助人字抱杆的应用.doc

1、1外拉线内悬浮抱杆分解组立钢管塔中辅助人字抱杆的应用【摘要】皖电东送淮南至上海特高压交流输电示范工程 5 标段，地处安徽合肥市肥西县境内，采用外拉线内悬浮抱杆分解组立钢管塔上横担时因横担整体重量重、长度长，利用主抱杆不能起吊整个上横担。针对此情况，新设计加工了35035012000mm 钢抱杆，组装成辅助人字抱杆，解决钢管塔上横担外侧段的吊装难题，经实际施工证明方案可行。【关键词】皖电东送；外拉线内悬浮抱杆；钢管塔；辅助人字抱杆 中图分类号： TM75 文献标识码： A 文章编号： 1 引言 皖电东送淮南至上海特高压交流输电示范工程 5 标段，地处安徽合肥市肥西县境内，针对我标段双回路钢管塔上

2、横担长、重的特点，采用外拉线内悬浮抱杆分解组立时不能整体起吊上横担，需将上横担分段吊装，但主抱杆无法直接吊装上横担的外侧段，为此设计加工了35035012000mm 的钢抱杆作为辅助抱杆，解决钢管塔上横担外侧段的吊装问题。 2 铁塔参数 我标段所有塔型上横担内侧段、外侧段的长度和重量情况，见表 1、表 2。 2表 1 直线塔上横担内侧段、外侧段的长度和重量统计表 表 2 耐张塔地线横担内侧段、外侧段的长度和重量统计表 3 建立辅助人字抱杆布置及受力模型 3.1 辅助人字抱杆布置 结合本工程双回路钢管塔结构，对辅助人字抱杆吊装钢管塔上横担外侧段时的布置情况进行设计，如图 1 所示。 图 1 辅助

3、人字抱杆吊装上横担外侧段示意图 3.2 辅助人字抱杆受力分析 3.2.1 辅助人字抱杆受力分析示意，如图 2 所示。 图 2 辅助人字抱杆受力示意图 起吊滑车组采用用 2-1 滑轮组(走三路绳)，磨绳从定滑轮取出。 图中： 3G-辅助人字抱杆起吊荷载，kg； N-两根辅助人字抱杆的中心压力,kN； P-磨绳牵引力,kN； T-辅助人字抱杆顶部连接主抱杆顶部拉线拉力,kN； -两根辅助人字抱杆有效高度方向与铅垂线方向夹角,度； -磨绳与两根辅助人字抱杆中心夹角，度； -辅助人字抱杆顶部连接主抱杆顶部拉线与铅垂线方向夹角，度。 3.2.2 受力分析 根据上图图 1 情况，经过分析可得出下列公式：

4、式中：g重力加速度，取 g=9.86； n磨绳分支数，取 n=3； 起重滑车的效率，取 =0.96。 4 辅助人字抱杆基本参数确定及对辅助抱杆的验算 4.1 辅助人字抱杆基本参数确定 根据我标段的铁塔情况，选取单基最重的 SZ3023 塔型进行计算，已知 G=6574kg，经过查图纸和分析，并根据公式、公式 4、公式 5 计算，确定有关参数如表 3、表 4。 表 3 已知数据 4表 4 计算结果 4.2 辅助抱杆的验算 根据表 3 计算结果，选择35035012000mm 格构式抱杆作为辅助人字抱杆为，并进行验算。 4.2.1 抱杆截面形式 如图 3 所示。 图 3 抱杆截面 4.2.2 按照

5、以下的验算公式,经计算得如下结果： 4.2.2.1 验算公式 截面惯性矩计算式为： 式中： Jmax抱杆标准段断面对 X-X 轴的惯性矩 cm4； Jmin抱杆端部断面对 X-X 轴的惯性矩 cm4； J0单肢主材对 X 轴或 Y 轴的惯性矩 cm4； f1单肢主材截面积 cm2； Z0单肢主材的重心距离 cm； 5C1相邻两主材的外边缘距离 cm； C2相邻两主材的外边缘距离 cm。 惯性半径计算计算式为： 其中 F=4f1 式中： r抱杆惯性半径 cm； Jmax抱杆大截面惯性矩 cm4； F抱杆主材的总截面积，cm2。 抱杆长细比计算式为： 式中： 变截面抱杆的长细比； 变截面抱杆折算长

6、度修正系数；取 =1.02； 与两端支承有关抱杆长度系数；取 =1.05。 l抱杆长度，cm； 折算长细比计算公式为： 式中： 6变截面抱杆的长细比； F抱杆主材的总截面积，cm2； f2x抱杆辅材的总截面积，cm2。 抱杆容许压力折减系数可由“容许压力折减系数表”直接查得。 抱杆中部断面抗弯截面系数计算式为： 式中： W抱杆中部断面的抗弯截面系数，cm3； Jmax抱杆中部断面对 X-X 轴的惯性矩，cm4； C抱杆中部断面边长，cm。 抱杆纵向偏心受压的等价容许压力折减系数计算式为： 式中： e抱杆的压力偏心距，cm。取 3抱杆长。 抱杆容许偏心压力计算式为： 其中 式中： 抱杆的容许压应

7、力，N/cm2； 7抱杆刚才的屈服极限，N/cm2，对于 Q235，=23500； 抱杆的稳定安全系数，取 2.5； 抱杆危险断面以上的自重，取抱杆总长度 L 的 1/2 计算其重力。实际计算中还应加上抱杆拉线、磨绳及滑车组的重量。 4.2.2.2 已知数据 表 5 4.2.2.3 计算结果 表 6 通过对表 4、表 6 中的数据对比较，得到表 6 中的P大于表 4 中的N1,说明35035012000mm 辅助人字抱杆能够满足 SZ3023 钢管塔上横担外侧段的吊装需要。 5 辅助人字抱杆根部的特殊设计 在利用辅助人字抱杆吊装上横担外侧段时，辅助人字抱杆需坐落在上横担顶面主材上预留的施工孔上

8、。由于辅助人字抱杆需要在横线路、顺线路两个方向同时倾斜，并可在横线路方向上上下转动，且组立每种塔型式两个方向倾斜的数值存在差异。为此，在辅助人字抱杆根部专门设计了带万向轴的连接底座，如图 4 所示。 8正视图侧视图 图 4 抱杆根部带万向轴的连接底座示意图 抱杆底座与铁塔横担上预留孔连接情况（尚未穿螺栓）如图 5 所示。图 5 抱杆底座与铁塔横担上预留孔连接情况 6 辅助人字抱杆的现场使用情况 辅助人字抱杆运至现场后，在材料站进行了试组装、受力试验，经检验满足设计要求。现场已利用辅助人字抱杆组立了 4 基钢管塔，实践证明辅助人字抱杆在使用过程中各部位受力情况与计算数值基本吻合，此方案能够满足施工需要。现场吊装情况如图 6 所示。 图 6 利用辅助人字抱杆吊装上横担外侧段图 7 结束语 本工程钢管塔上横担长度长、重量重，经过现场实践，证明在皖电东送淮南至上海特高压交流输电示范工程中，利用外拉线内悬浮抱杆方案吊装过程中采取主抱杆吊装上横担内侧段、辅助人字抱杆吊装上横担9外侧段的施工方案可行，为以后钢管塔及角钢铁塔类似横担的吊装积累了施工经验。