組合式鋼管桿吊裝方案論證

1、220kV越溪-菀平線開斷環(huán)入江城變線路工程組合式鋼管桿吊裝方案論證江蘇海寧電力實業(yè)公司2013年01月220kV越菀線開斷環(huán)入江城變線路工程 組合式鋼管桿吊裝方案論證 目 錄1.工程概述- 1 -1.1.路徑- 1 -1.2.交通及地形- 1 -1.3.塔型參數(shù)- 1 -2.吊裝方案- 2 -2.1.懸浮抱桿吊裝組合式鋼管桿- 2 -2.2.附著式平臂通天抱桿吊裝組合式鋼管桿- 6 -2.3.吊車吊裝組合式鋼管桿- 6 -3.運輸方案- 8 -3.1.采用抱桿組立時，道路修建情況- 8 -3.2.采用吊車組立時，道路修建情況- 8 -4.方案比選- 8 -5.附錄- 9 -目錄頁1. 工程概

2、述1.1. 路徑本工程路徑基本呈南北走向，從越菀線#36老塔到菀平變北側(cè)間隔，線路全長12.421km，新建桿塔46基。桿塔采用組合式鋼管桿和角鋼鐵塔，其中組合式鋼管桿37基（#4-#19同壓220kV四回，共15基，#22-#43混壓220kV+110kV四回，共22基）。直線桿為雙柱式，轉(zhuǎn)角桿有雙柱式和四柱式兩種。最長段11.5m，最重段近12噸。1.2. 交通及地形本工程多數(shù)樁號位于蘇州河邊，周圍無進場道路，多為農(nóng)耕小路，對于鋼管桿運輸很不便利。樁號交通及地形備 注#5#6位于東太湖堤岸附近，無施工道路。#8#10位于蘇州河西岸沼澤地內(nèi)，無施工道路和吊裝作業(yè)場地。#12#14位于位于部隊

3、農(nóng)場林業(yè)帶內(nèi)，附近有一條便道，不滿足施工要求，需要擴寬，加固處理。#15#16位于沼澤地內(nèi)，無施工道路和吊裝作業(yè)場地。需要利用#12#14道路向前鋪設(shè)道路。#17#19位于蘇州河西岸，#16#17之間有河，需要從#20江城變圍墻外修路進場。#23#30位于路邊，有硬路基，局部地方需要鋪設(shè)鋼板可以進場。#31#43位于濱湖新城快速干道西側(cè)，距離路邊7080m，需要跨過綠化帶修路進場。1.3. 塔型參數(shù)本工程塔型及數(shù)量（需要修道路的樁號，共35基）。塔型呼高(m)塔重(kg)適用樁號數(shù)量備注G4Z13064787.0#10、#14、#153直線雙柱式G4HZ2760058.0#23、#352直線雙

4、柱式3064780.6#27、#29、#31、#32、#36、#38、#39、#408直線雙柱式3372172.3#34、#41、#423直線雙柱式3676511.1#33、#372直線雙柱式G4J02469671.5#8、#12、#133轉(zhuǎn)角雙柱式2774489.9#91轉(zhuǎn)角雙柱式3082412.1#161轉(zhuǎn)角雙柱式G4J124128841.2#6、#182轉(zhuǎn)角四柱式27134156.8#51轉(zhuǎn)角四柱式36163406.3#171轉(zhuǎn)角四柱式G4HJ124146398.5#24、#262轉(zhuǎn)角四柱式27162879.1#251轉(zhuǎn)角四柱式G4HJ127#28、#302無圖紙G4FJ24#191無圖

5、紙27#221無圖紙G4HFJ39#431無圖紙各種組合式鋼管桿參數(shù)見附錄二。2. 吊裝方案根據(jù)本工程情況，擬考慮采用三種吊裝方案，即：懸浮抱桿吊裝、附著式平臂通天抱桿吊裝和吊車吊裝。2.1. 懸浮抱桿吊裝組合式鋼管桿2.1.1. 抱桿選用1 抱桿型式的選擇因組合式鋼管桿作業(yè)空間小，基礎(chǔ)根開在4-5m，難以設(shè)置承托繩，所以采用薄壁鋼管抱桿，吊裝示意圖見下。 懸浮抱桿組立示意圖 2 抱桿長度的選擇吊件最長段11.5m，最重段120kN，動荷載系數(shù)1.2，選用20噸4-4滑車組，滑車外形尺寸500mm，滑車組兩滑車軸心最小允許距離1.0m（電力建設(shè)安全工作規(guī)程 第2部分：架空電力線路 DL 500

6、91.2-2004），吊點繩垂直高度1.0m，承托卡箍至已組裝桿端距離1.0m，吊件就位空間考慮0.5m，根據(jù)下面公式，選用長度16m薄壁鋼管抱桿。3 抱桿軸向允許壓力1000kV架空輸電線路鐵塔組立施工工藝導(dǎo)則（Q/GDW 155-2006）規(guī)定：塔身吊裝時，抱桿應(yīng)適度向吊件側(cè)傾斜，但傾斜角度不宜超過10°，吊件的起吊中心對抱桿軸線的偏角應(yīng)不大于10°。因組合式鋼管桿采用分別吊裝，抱桿傾斜角度按照5°，滑車組偏垂角按照5°進行控制。本工程最重鋼管桿段重120kN，動荷載系數(shù)1.2。按照規(guī)范要求，拉線對地夾角不大于45°，控制繩對地夾角不大于3

7、0°。采用圖解法分析吊裝過程受力情況，計算圖見下。 吊件處受力分析 抱桿頂部受力分析 浪風(fēng)拉線受力分析 考慮滑車組、起吊繩、浪風(fēng)繩重量等因素，各部分受力的大?。豪孙L(fēng)鋼絲繩重量：起吊鋼絲繩重量：滑車組重量：吊點繩牽引力：抱桿軸向允許壓力：(未考慮抱桿自重的影響)浪風(fēng)繩拉力：計算結(jié)果表明，選用的抱桿軸心允許壓力不得小于215.00kN，按照輸電線路施工機具設(shè)計、試驗基本要求(DL/T 875-2004)抱桿安全系數(shù)按照2.5考慮，其極限承載力需要537.50kN。目前薄壁鋼管抱桿的最大規(guī)格為350，該抱桿長度在16m時，允許軸壓力為130kN。不能滿足本工程的桿塔組立，需要重新設(shè)計和加工

8、抱桿。2.1.2. 主桿驗算抱桿底部承托部分采用鏈條式卡箍型式，抱桿座產(chǎn)生的集中荷載與鋼管桿中心不在同一直線，屬于偏心受壓構(gòu)件。本工程鋼管桿直徑在1.6m左右，偏心比較大，在吊裝過程中，偏心彎矩對主桿桿身影響較大。桿身局部強度及鋼管桿基礎(chǔ)是否滿足要求，需要經(jīng)過設(shè)計單位驗算方可施工，示意圖見下。 抱桿根部示意圖 2.1.3. 場地要求樁位處施工場地承載能力要滿足吊件重量產(chǎn)生的壓力，同時場地的大小要適合吊件的放置。尤其是位于河塘內(nèi)樁號，僅憑施工平臺無法滿足吊裝要求，需要填土夯實。基礎(chǔ)兩側(cè)需要10m×20m的桿段堆放和吊車卸貨的施工作業(yè)面，示意圖如下。 場地布置圖 抱桿的起立和場地內(nèi)桿段移

9、位采用吊車，吊車大小選用50噸，自重約50噸，場地需滿足吊車施工作業(yè)要求。2.1.4. 抱桿加工如若加工此參數(shù)抱桿，需要咨詢后，確定生產(chǎn)廠家。廠家根據(jù)施工要求設(shè)計圖紙，加工好抱桿后進行額定荷載下的仿真試驗和不同倍率（1.25、1.5、2.0、2.5）額定荷載的過載試驗，滿足設(shè)計要求后，才能按需求數(shù)量進行批量加工。估計設(shè)計、加工、試驗等環(huán)節(jié)至少需要2個月的時間。2.2. 附著式平臂通天抱桿吊裝組合式鋼管桿2.2.1. 施工方法利用50噸吊車配合起立抱桿，抱桿通過支撐桿（硬支撐連接）附著鋼管桿上來保持其穩(wěn)定性，通過抱桿平臂上的滑車組吊裝各桿段，示意圖見下。 平臂通天抱桿吊裝示意圖 2.2.2. 相

10、關(guān)要求1 一付附著式平臂通天抱桿自重大約在80噸，為確保抱桿不沉降，需要在抱桿下方澆制混凝土基礎(chǔ)，基礎(chǔ)型式及承載能力需要計算確定。2 相關(guān)資料表明，加工一付附著式平臂通天抱桿要200萬以上的費用。3 裝卸桿段需要30-50噸吊車作業(yè)。4 起立和安裝附著式平臂通天抱桿需要50噸吊車配合，施工時間比較長。5 施工現(xiàn)場需要桿段堆放放場地和50噸吊車作業(yè)空間。2.3. 吊車吊裝組合式鋼管桿2.3.1. 施工方法吊車?？炕A(chǔ)旁，吊裝各桿段，示意圖見下。 吊車吊裝示意圖 2.3.2. 吊車選用根據(jù)組合式鋼管桿段重、段長、桿塔總高，對照吊車參數(shù)表，選擇經(jīng)濟適用的吊車。本工程總高55m及以下的鋼管桿選擇130

11、噸吊車，總高55m-60m之間的鋼管桿選擇160噸吊車，#43總高在64m左右，需要選擇200噸吊車。各樁號吊車選用表吊車型號樁號備注130噸#5、#6、#8、#9、#12、#13、#16、#18、#19、#22-#26、#28、#30、#3517基160噸#10、#14、#15、#17、#27、#29、#31-#34、#36-#4217基200噸#431基2.3.3. 場地布置吊車外形尺寸比較大，為滿足施工作業(yè)要求，需要修建吊車作業(yè)場地，示意圖見下。 場地布置圖 3. 運輸方案3.1. 采用抱桿組立時，道路修建情況桿段進場若采用炮車運輸，需要咨詢生產(chǎn)廠家。廠家根據(jù)桿段長度和重量加工炮車。炮車

12、軸間距約3m左右，運輸?shù)牡缆穼挾刃枰藿ㄔ?m左右，并且要滿足炮車載荷要求。炮車長度大約6-8m，運輸?shù)缆忿D(zhuǎn)彎處需要滿足炮車轉(zhuǎn)彎半徑要求，現(xiàn)有路邊影響轉(zhuǎn)彎的樹木需要砍伐。裝卸桿段和場地內(nèi)吊件移動需使用吊車，吊車選用30-50噸液壓式起重機，自重約50噸，進場道路應(yīng)滿足吊車行進。3.2. 采用吊車組立時，道路修建情況為滿足大噸位吊車和鋼管桿進場，需要修建進場道路。道路寬度在5m，長度根據(jù)現(xiàn)場實際情況地形鋪設(shè)。4. 方案比選將懸浮抱桿、座地平臂抱桿和吊車組塔這三種施工方案，從施工效率、安全風(fēng)險、施工費用等方面進行比較。懸浮抱桿平臂通天抱桿吊車施工效率（1）目前還沒有采用懸浮抱桿吊裝組合式鋼管桿的施

13、工前先例，不能準確知道施工時間。（2）根據(jù)以往組塔經(jīng)驗看，組立一基組合式鋼管桿至少需要15天的時間。（1）每基都需要澆制抱桿基礎(chǔ)，需要5天時間。（2）抱桿比較重，起立需要50t吊車配合，施工作業(yè)時間比較長。（1）道路和作業(yè)區(qū)滿足要求，即可進場施工。（2）工器具少，安裝方便，施工效率高，組立1基鋼管桿需要1天時間。安全風(fēng)險（1）抱桿是新設(shè)計，沒有施工經(jīng)驗可參照。吊件重量非常大，抱桿軸向力很大。存在抱桿彎折、失穩(wěn)的風(fēng)險。（2）多個樁號位于河塘邊，周圍土質(zhì)軟弱，地鉆承載力相對于其他環(huán)境比較低。存在地鉆無法滿足浪風(fēng)拉線產(chǎn)生的拉力，出現(xiàn)地鉆上拔，抱桿傾覆現(xiàn)象。（3）地形較差，拉線位置不容易確定，會出現(xiàn)浪

14、風(fēng)拉線錨固位置距離不等情況。這種拉線不平衡受力，會使抱桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。扭轉(zhuǎn)力可能造成抱桿剪切破壞。（4）懸浮抱桿采用卡箍懸浮，與傳統(tǒng)的四根承托繩相比，穩(wěn)定性較差。平臂抱桿加工質(zhì)量。機械設(shè)備安全。施工費用抱桿設(shè)計和加工費、抱桿試驗費、鋼卡箍設(shè)計加工費、炮車設(shè)計和加工費、滑車組租賃（購買）費、鋼絲繩購買費、50噸吊車租賃費、修建進場道路費、樁位場地填土加固費等。平臂抱桿設(shè)計和加工費、抱桿試驗費、炮車設(shè)計和加工費、抱桿基礎(chǔ)材料費和施工費、50噸吊車租賃費、修建進場道路費、樁位場地填土加固費等。大噸位吊車租賃費、修建進場道路費、吊車作業(yè)場地修建費等。5. 附錄附錄一：組合式鋼管桿單線圖 G4Z1單線圖

15、 G4J1（0°45°）單線圖 - 14 -220kV越菀線開斷環(huán)入江城變線路工程 組合式鋼管桿吊裝方案論證 附錄二：組合式鋼管桿各段參數(shù)表塔型G4Z1段長（m）10.1764.65610.1054.5569.9059.3911.4811.47811.47310.967段重（kg）1138.1454.71877.2447.51845.92047.73522.74535.45924.27892.6G4HZ段長（m）10.6254.85510.3043.47.869.2910.2810.9789.9739.9698.4656.978.4675.467段重（kg）1182.956

16、1.22012.4359.81105.52391.13288.64294.85242.26664.47798.64888.37405.34286.1G4J0段長（m）10.1924.64110.0674.62110.05710.9910.97910.9738.96811.46711.46110.9638.4688.468段重（kg）902.4586.32042.5585.1198522123689.5560361778403.711716.59995.358727897.3G4J1段長（m）11.1045.03610.9945.07511.04411.299.989.9799.9749.9710.46411.4668.468段重（kg）1221.2607.42238.3610.82242.923353615.53450.74312.95238.77147.36444.45976.5G4HJ1段長（m）11.6115.58411.