大型輸電線路大跨越鐵塔鋼管配筋施工工藝試驗(yàn)研究

在大跨越的輸電線路架設(shè)中,鐵塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計則是架設(shè)過程中的重中之重。對于不同的輸電線路要設(shè)計不同的鐵塔來承載線路的負(fù)荷,而且還要考慮降低成本,同時對于鐵塔的安全系數(shù)有著嚴(yán)格的要求。

為進(jìn)一步提高特高壓大規(guī)?？鐓^(qū)域和長距離電網(wǎng)設(shè)計的科學(xué)性,進(jìn)而安全、高效、優(yōu)質(zhì)地完成特高壓輸電線路大跨越鐵塔組立,本文介紹了1000kv淮南-南京-上海特高壓輸變電工程蘇通過江通道大跨越455m高跨越塔主管整體式鋼管-鋼筋籠和鋼筋籠導(dǎo)向下滑兩種連接型式,并對兩套連接型式對應(yīng)的鋼管配筋施工工藝進(jìn)行了真型試驗(yàn)驗(yàn)證,比較了兩套工藝的技術(shù)操作可行性、安全性、安裝精度、人員機(jī)具組織、施工效率。試驗(yàn)結(jié)果表明:整體式鋼管-鋼筋籠連接方案安裝時間較長,工效較低,安裝質(zhì)量欠佳;鋼筋籠導(dǎo)向下滑連接方案安裝時間較短,工效較高,但需進(jìn)一步優(yōu)化內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計。最后,從施工安裝角度出發(fā),本文對鋼管配筋混凝土結(jié)構(gòu)連接型式設(shè)計方案提出了一些優(yōu)化改進(jìn)建議。

輸電線路大跨越工程中,跨越塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個大跨越工程的關(guān)鍵項目之一。本文作者通過對跨越塔結(jié)構(gòu)形式發(fā)展回顧和鋼管塔結(jié)構(gòu)型式在行業(yè)內(nèi)外的使用情況概述,介紹了鋼管塔的荷載計算和動力效應(yīng)分析、內(nèi)力計算、斷面選擇和材質(zhì)選用、節(jié)點(diǎn)形式構(gòu)造和連接方式的選用與計算以及鋼管塔的構(gòu)造要求等設(shè)計要點(diǎn)。闡述目前鋼管塔的設(shè)計和應(yīng)用情況,以及以往鋼管塔設(shè)計過程中的一些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。供輸電結(jié)構(gòu)專業(yè)的同行參考。

我國幅員遼闊,河網(wǎng)密布,長江、黃河等大江大河成為了超高壓架空輸電線路工程的天然屏障,尤其是近幾年西電東輸,三峽外送,區(qū)域聯(lián)網(wǎng)等電網(wǎng)工程的實(shí)施,全國各地涌現(xiàn)了許許多多的大跨越工程.而大跨越工程中,跨越塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個工程的關(guān)鍵項目之一.我國經(jīng)過幾十年的跨越塔設(shè)計經(jīng)驗(yàn)的積累和發(fā)展,已經(jīng)從起初的鋼筋混凝土煙囪塔單一形式,逐步形成了鋼筋混凝土、組合角鋼、焊接鋼板和鋼管結(jié)構(gòu)等多種結(jié)構(gòu)形式共同發(fā)展的良好局面.本文力求從跨越塔的設(shè)計回顧、變化,引出目前跨越塔的主要結(jié)構(gòu)形式——鋼管結(jié)構(gòu),從結(jié)構(gòu)選型、鋼材選用、荷載計算、動力效應(yīng)、內(nèi)力分析、節(jié)點(diǎn)型式、構(gòu)造要求等諸多方面來詳細(xì)闡述目前鋼管塔的設(shè)計和應(yīng)用情況,以及以往鋼管塔設(shè)計過程中的一些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn).供輸電結(jié)構(gòu)專業(yè)的同行參考.

輸電線路大跨越工程中,跨越塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個大跨越工程的關(guān)鍵項目之一.本文采用一次二階矩可靠度理論對大跨越鋼管塔進(jìn)行分析,討論了影響大跨越鋼管塔可靠度的主要因素,在分析其構(gòu)件可變荷載效應(yīng)與永久荷載效應(yīng)比值范圍的基礎(chǔ)上,結(jié)合工程實(shí)例,用jc法分析了廣東省500kv臺山電廠至香山送電線路工程涯門大跨越塔的構(gòu)件可靠度.通過平穩(wěn)隨機(jī)過程模型,近似假設(shè)桿塔主材構(gòu)件可變荷載效應(yīng)與永久荷載效應(yīng)同比例增加,計算出該大跨越塔的構(gòu)件可靠指標(biāo)β=2.64.對比常規(guī)直線型桿塔結(jié)構(gòu)的可靠度,發(fā)現(xiàn)大跨越輸電塔的可靠度高于常規(guī)直線型桿塔,但仍低于建筑結(jié)構(gòu)可靠度,這一結(jié)論需在今后的設(shè)計工作中引起足夠的重視.

鋼管法蘭連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計研究是大跨越高塔設(shè)計的重要組成部分。對于某些重大的跨越高塔,由于荷載的大幅增加,法蘭節(jié)點(diǎn)按常規(guī)計算方法得到的承載能力不夠精確,使得設(shè)計人員難以準(zhǔn)確把握實(shí)際結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài),設(shè)計的風(fēng)險較大,而法蘭節(jié)點(diǎn)的準(zhǔn)確合理設(shè)計是保證結(jié)構(gòu)安全的重要環(huán)節(jié)。以舟山與大陸聯(lián)網(wǎng)工程中的370m大跨越塔為背景,對內(nèi)側(cè)螺栓連接法蘭和外側(cè)螺栓連接法蘭進(jìn)行節(jié)點(diǎn)極限承載力拉伸試驗(yàn),并建立精確的有限元分析模型,研究法蘭節(jié)點(diǎn)的力學(xué)行為、應(yīng)力分布以及彈塑性的破壞過程,證明內(nèi)法蘭與外法蘭都具有很高的安全裕度,可以作為大跨越鋼管塔的法蘭節(jié)點(diǎn)設(shè)計的一種參考。

介紹了輸電線路大跨越工程高塔組立施工技術(shù)方案,吊裝設(shè)備功能需求和安全保障措施;論述了高塔組立施工設(shè)備設(shè)計方案及原則、荷載計算及組合、有限元分析方法,提出了結(jié)構(gòu)尺寸及重量估算的經(jīng)驗(yàn)公式、設(shè)備基本參數(shù);簡要介紹了電視監(jiān)控、超載保護(hù)、吊件位置檢測系統(tǒng)、搖臂自動調(diào)位裝置。

由于鋼管型構(gòu)件截面形狀的力學(xué)特性較好,其在送電線路上的應(yīng)用有逐年增多的趨勢,但用簡化方法對鋼管構(gòu)件結(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析,存在著較大的不合理性。文章試圖用有限元法對典型的鋼管構(gòu)件結(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析,在分析過程中采用了板殼單元模型和實(shí)體單元模型,利用ansys軟件包進(jìn)行了計算,并與常用的簡化方法進(jìn)行了對比分析,在此基礎(chǔ)上,提出了—種可用于工程實(shí)際的新的分析方法。

大跨越高塔承載著高壓荷載,影響著整個輸電線路的安全,因此必須提高其施工技術(shù)。

針對輸電線路鐵塔基礎(chǔ)施工中,大量基礎(chǔ)存在地質(zhì)條件差、承臺基礎(chǔ)施工方量大、施工周期長等特點(diǎn),詳細(xì)介紹了輸電線路大跨越大承臺基礎(chǔ)施工的難點(diǎn)、特點(diǎn),在混凝土內(nèi)部設(shè)置冷卻循環(huán)水管及溫度檢測、表面養(yǎng)護(hù)等技術(shù)方面采取了有效的措施,并取得了滿意的效果。

輸電大跨越工程在運(yùn)行過程中給江堤帶來的不安全因素,主要表現(xiàn)在樁基在水平和豎向荷載的反復(fù)作用下,樁側(cè)土體會出現(xiàn)裂縫,這種裂縫可能會沿樁身貫穿堤基的相對不透水層,形成潛在的管涌通道,從而危及大堤和大跨越輸電塔架的安全。采用有限元方法對樁與土之間的相互作用進(jìn)行了接觸分析,以便為大跨越工程的設(shè)計施工提供理論依據(jù),同時為大堤的滲流場分析提供先決條件。

介紹送電線路大跨越工程及其造價特點(diǎn),匯總國內(nèi)28個大跨越工程造價數(shù)據(jù),分析影響造價的因素,以便了解工程造價特點(diǎn)和加強(qiáng)其成本控制。

介紹輸電線路大跨越工程及其造價特點(diǎn),通過針對220kv輸電線路大跨越工程實(shí)例分析了其工程造價,從而加強(qiáng)其成本控制。

采用一次二階矩可靠度理論對大跨越鋼管塔進(jìn)行了分析,在分析其構(gòu)件可變荷載效應(yīng)與永久荷載效應(yīng)比值范圍的基礎(chǔ)上,用jc法分析計算了廣東省500kv臺山電廠至香山送電線路工程涯門大跨越塔的構(gòu)件可靠度,通過平穩(wěn)隨機(jī)過程模型,近似假設(shè)桿塔主材構(gòu)件可變荷載效應(yīng)與永久荷載效應(yīng)同比例增加,計算出該大跨越塔的構(gòu)件可靠指標(biāo)β=2.64,結(jié)果表明該大跨越輸電塔的可靠度高于常規(guī)直線型桿塔,但仍低于建筑結(jié)構(gòu)可靠度標(biāo)準(zhǔn),需在今后的設(shè)計工作中引起足夠的重視.

輸電線路大跨越鋼管塔,是在實(shí)施西電東輸、三峽外輸、區(qū)域聯(lián)網(wǎng)的背景下應(yīng)運(yùn)而生的。全國各地都有大跨越鋼管塔的身影,因此跨越塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個大跨越工程的關(guān)鍵項目之一。輸電線路大跨越鋼管塔是一項重要的生命線電力工程設(shè)施,其主結(jié)構(gòu)體系不僅在各種荷載作用下可以安全穩(wěn)定運(yùn)動,而且對我國經(jīng)濟(jì)及社會發(fā)展具有深刻意義。

焊接空心球節(jié)點(diǎn)連接輸電線路大跨越鋼管塔構(gòu)件是一種比較理想的節(jié)點(diǎn)處理方式,但常規(guī)的球節(jié)點(diǎn)承載力計算理論對于超大直徑薄壁焊接空心球節(jié)點(diǎn)無法適用。結(jié)合舟山與大陸聯(lián)網(wǎng)特大跨越輸電高塔工程設(shè)計實(shí)例,通過非線性有限元分析,對無加勁肋和加勁空心球節(jié)點(diǎn)的受力特性、破壞形態(tài)和極限承載能力進(jìn)行研究,并通過對正交試驗(yàn)結(jié)果的方差分析指出加勁肋各因素對節(jié)點(diǎn)承載力水平的影響,研究結(jié)果對工程設(shè)計有較好的指導(dǎo)意義。

本文首先分析了鋼管塔在目前的應(yīng)用情況，然后分析了其應(yīng)用于輸電線路的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)，以供參考。

500kv輸電線路黃河大跨越塔基工程分地下和地上兩大部分,集多種施工工藝方法于一體。重點(diǎn)闡述了鉆孔樁施工,支撐系統(tǒng)的選擇,高樁承臺模板的支護(hù),地腳螺栓的安放和大體積承臺砼的澆注等施工關(guān)鍵工序、技術(shù)難點(diǎn)和重點(diǎn)的具體控制方法。

介紹了帶電跨越緊線施工工藝在工程中的應(yīng)用及效果,總結(jié)了對接緊線工藝的優(yōu)點(diǎn)。

架空輸電線路施工工藝庫 工藝編號 項目/工藝 名稱 工藝要求施工工藝要點(diǎn)成品示例 0201020000桿塔組立工程 0201020100桿塔分解組立 0201020301 角鋼結(jié)構(gòu) 大跨越 鐵塔組立 （1）塔材、螺栓、腳釘及墊片等應(yīng)有出 廠合格證。 （2）塔材無彎曲、脫鋅、變形、錯孔、 磨損。 （3）螺栓的螺紋不應(yīng)進(jìn)入剪切面。 （4）螺栓應(yīng)逐個緊固，扭力矩符合規(guī)范 要求。 （5）分片吊裝時應(yīng)采取適當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)措施。 （6）不得強(qiáng)行安裝。 （7）鐵塔組立后，各相鄰節(jié)點(diǎn)間主材彎 曲度不得超過1/800。 （8）高強(qiáng)度螺栓安裝應(yīng)滿足規(guī)程規(guī)范要 求。 （9）每腿均設(shè)置接地孔，接地孔位置應(yīng) 保證接地引下線聯(lián)板順利安裝。 （10）配合施工組塔方案留置施工用孔 （1）組塔方案必須經(jīng)過評審方可實(shí)施。 （2）應(yīng)設(shè)置過載保護(hù)裝置及限位裝置。 （3）基礎(chǔ)施工時根據(jù)立塔施工方案設(shè)置預(yù)埋件， 用作地面轉(zhuǎn)

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