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[摘要] 本文主要介绍利用链条葫芦及钢绞线组成受力系统，部分平衡耐张塔横担水平方向受力，不落线进行耐张塔挂线板的更换。
[关键词] 链条葫芦耐张塔挂线板更换
中图分类号：TM421 文献标识码：A
1 概述
220kV溧旧线施工中，新建线路在原220kV溧旧4580线＃54塔小号侧与原线路搭接，原线路＃54塔为终端塔设计，大号侧为双回路2×LGJ-630/45导线，耐张串第一金具为U-30；小号侧为单回路1×LGJ-300/25导线，线路前进方向左侧挂线，导线已拆除，原耐张串第一金具为U-16，线路前进方向右侧小号侧未挂线，无拉线。原线路＃55为直线塔设计。
新建线路耐张串第一金具为U-30，耐张串第一金具U-30螺栓直径与原#54塔小号侧挂线板挂线眼孔不匹配，需对原＃54塔小号侧挂线板进行更换。原＃54～＃55档跨越公路、鱼塘及一条10kV运行电力线。
2 施工方案
2.1方案的确定
原＃54塔小号侧挂线板更换主要考虑以下两种方案。一是采用在原＃55塔处做过轮临锚，然后将原＃54塔大号侧导线落线后更换挂线板的方案；另一种方案则是采用平衡部分原＃54塔大号侧导线水平张力的方法进行挂线板的更换。原线路＃54～＃55档线路的大致跨越情况如下图所示：
图2.1原线路#54～#55档跨越情况示意图
如果采用在原＃54大号侧降导线方法施工的话，需要在电力线、公路上方搭设跨越架方能落导线，将带来一定的施工安全风险（主要为跨越带电运行线路和公路的安全风险）和一定的费用支出。鉴于方案一的不利方面，考虑采用方案二进行挂线板的更换工作。
2.2方案论述
在原＃54塔小号侧布置两套由地钻群、链条葫芦、钢绞线、转向滑车、紧线器组成的受力系统，通过调节链条葫芦使两根导线分别受力，钢绞线一端与链条葫芦相连，另一端通过悬挂于大号侧横担下平面主材的转向滑车与紧线器相连，紧线器固定在耐张串前端导线上。在横担下平面靠近挂线板位置布置一只手扳葫芦，用以调节横担下平面主材的轻微弹性变形，方便螺丝眼孔找正，使螺丝能顺利穿入或拔出。
2.3受力分析：
经过对横担结构进行分析，挂线板拆除后，横担竖直面结构不发生变化，主要涉及横担端部水平结构的变化，更换挂线板重点在于平衡横担水平方向的受力。横担结构如下图：
图2.2横担结构图
为方便计算，忽略绝缘子串及转向滑车至紧线器间钢绞线与导线单位长度重量不同对导线张力的影响进行受力简化。
导线的设计气象控制条件为年平均气温，气象条件、导线规格、荷载等见下表：
表2.1导线规格
名称 单位 数值
计算截面 mm2 674
外径 mm 33.8
单位长度重量 kg/m 2.0792
弹性系数 N/mm2 63000
膨胀系数 1/℃ 0.0000209
拉断力 N 150450×0.95
最大使用张力 N 56493
平均运行张力 N 35303
最大安全系数 2.53
平均/拉断力 % 24.7
表2.2气象条件
代表情况 温度（℃） 风速v（m/s） 冰厚b（mm）
最低气温 -20 0 0
平均气温 15 0 0
基本（最大）风速 0 26.5（28.3） 0
覆冰 -5 10 5
最高气温 40 0 0
安装 -5（-30） 10 0
雷电无风 15 0 0
雷电有风 15 10 0
操作工况 15 15 0
表2.3荷载（N/m）
名称 符号（b，v） 荷载值 电气值
自荷载 P1(0,0) 20.3900 20.3900
冰荷载 P2(5,0) 5.3792
自荷载加冰荷载 P3(5,0) 25.7692
无冰时的风荷载 P4(0,28.3) 15.7924 13.9345
無冰时的风荷载 P4(0,10) 2.3238 2.3238
无冰时的风荷载 P4(0,15) 5.2284 5.2284
覆冰时的风荷载 P5(5,10) 3.2850 3.2850
无冰时综合荷载 P6(0,28.3) 25.7906 24.6966
无冰时综合荷载 P6(0,10) 20.5220 20.5220
无冰时综合荷载 P6(0,15) 21.0497 21.0497
覆冰时综合荷载 P7(5,10) 25.9777 25.9777
以单根导线为研究对象进行受力分析，按施工时气温为20℃计算导线张力，不考虑降温。按抛物线法的架空线最终状态方程，利用牛顿迭代法求解得代表档距ld＝264m时导线水平张力H=34022N。
水平应力：
本基塔大号侧档距： l＝278m，
与大号侧相邻杆塔导线挂点高差h＝18m，本基塔挂点低。
高差角：
弧垂：
悬挂点的轴向张力
悬挂点倾斜角
转向滑车为定滑车，钢绞线轴向力等于导线轴向力。
T=TA=34028(N)
由矢量法求得作用于转向滑车的合力
T合=18229N
单个转向滑车作用于横担的水平方向分力： T1=4553N
垂直方向分力： T2=17651N
以横担为研究对象进行受力分析：
横担水平方向受力： T水平=2×T1=2×4553=9106(N)
横担垂直方向受力： T垂直=2×T 2=2×17651=35303(N)
通过分析，此施工方法可以平衡大部分水平张力。
根据此受力状况配置相应的工器具。
2.4现场布置
在原＃54塔小号侧布置两套地钻，每套地钻使用3只50kN地钻，地钻间用30kN双钩连接，用60kN链条葫芦将地钻群与GJ-100钢绞线连接，钢绞线通过悬挂于大号侧挂线板附近的50kN转向滑车与紧线器相连，紧线器固定在耐张串前端导线上。转向滑车用φ13钢丝绳套绕4道固定在横担下平面主材上。在横担靠近挂线板位置布置一只15kN手扳葫芦，用以调节横担下平面主材的轻微弹性变形，方便螺丝眼孔找正，螺丝能顺利穿入或拔出。钢绞线的对地夹角小于30°，地钻群布置在＃54塔大号侧导线的反向延长线上。将需拆除的挂线板用钢丝绳套连接挂在横担主材上，防止拆除时坠落。
图2.3现场布置示意图
2.5挂线板更换
现场布置完成后，进行挂线板的更换工作。挂线板更换时必须密切注意横担的变化情况。更换步骤主要分如下几步：
⑴收紧15kN手扳葫芦
适度收紧横担下平面的手扳葫芦，使葫芦部分代替杆件217、杆件218、杆件219×2受力为宜。
⑵收紧60kN链条葫芦
在地面同时收紧两只链条葫芦，使原＃54塔大号侧导线对挂线板的轴向张力逐渐减小，逐渐将导线耐张串对横担的张力转移至钢绞线，当耐张串松弛后即停止收紧链条葫芦。在收紧的过程中，塔上观测人员与地面指挥人员应注意密切配合，保持通信畅通。
⑶拆除旧挂线板、安装新挂线板
在停止收紧链条葫芦后，应再次观察横担结构的变化情况，在确保安全的前提下方可进行拆板、换板作业。经观察横担结构无明显变化，此时调节15kN手扳葫芦，拆下小号侧挂线板螺栓，拆下挂线板，拆除过程中仍需密切注意横担结构变化情况。拆下旧挂线板后应立即安装新挂线板，装上螺栓并全部走紧。
⑷拆除受力系统
挂线板安装完成后，首先放松横担下平面的15kN手扳葫芦，恢复杆件217、杆件218、杆件219×2完全受力，拆除手扳葫芦；慢慢松出60kN链条葫芦，使钢绞线受力逐渐减小，导线轴向张力全部转移至横担，待钢绞线松弛后拆除链条葫芦。拆除紧线器、钢绞线、转向滑车，准备下一相挂线板的更换。
按照步骤⑴、⑵、⑶、⑷逐项完成原＃54小号侧全部挂线板的更换工作。
3 两种方法的比较
不落线更换挂线板与采用落线方法的比较，主要考虑两种方法在施工时间、人员及工器具配备等方面的比较。
表3.1 不落线更换挂线板与落线更换挂线板主要施工资源配置对比表
方法
资源 不落线施工 落线施工
落线施工 过轮临锚
机动绞磨 2台
操作工 2人
φ13钢丝绳 2根×350米
60kN走二走一滑车组 2套
60kN链条葫芦 4把 12把
15kN手扳葫芦 2把
GJ-100钢绞线 4根×80米 12根×100米
φ630导线紧线器 4个 4个 12个
50kN地钻 12个 2个 36个
铁道木 12块 2块 36块
高空作业人员 3人 3人 4人
现场指挥 1人 1人 1人
安全监护 1人 1人 1人
技工 2人 2人 3人
辅助工 6人 8人 8人
63kN卸扣 12个 12个 36个
50kN卸扣 16个 12个 48个
钢丝绳套 4根 8根 12根
30kN双钩 8个 24个
工期 1天 1天 2天
4 结束语
在本次挂线板更换施工中，利用上述方法顺利更换了挂线板。不落线更换挂线板施工方法有以下优点：⑴降低了安全风险。不需要落线，避免了因落线而对所跨越的电力线路及公路的影响。⑵施工方法简便易行，减少了工器具的使用，降低了人工消耗。⑶减少了施工作业量。不需要做过轮临锚，减少了一定的施工作业量及安全风险，缩短了工期。⑷减少了费用支出。不需要搭设跨越架，节省了费用。⑸减少了政策处理问题。减少了临时施工场地的使用和占用，不影响鱼塘周边设施，避免了政策处理的麻烦。本施工方法可以在类似的电网改造工程施工中应用。
参考文献：
1 《高压架空线路施工技术手册（架线工程计算部分）》（第二版） 李博之1998年。
[关键词] 链条葫芦耐张塔挂线板更换
中图分类号：TM421 文献标识码：A
1 概述
220kV溧旧线施工中，新建线路在原220kV溧旧4580线＃54塔小号侧与原线路搭接，原线路＃54塔为终端塔设计，大号侧为双回路2×LGJ-630/45导线，耐张串第一金具为U-30；小号侧为单回路1×LGJ-300/25导线，线路前进方向左侧挂线，导线已拆除，原耐张串第一金具为U-16，线路前进方向右侧小号侧未挂线，无拉线。原线路＃55为直线塔设计。
新建线路耐张串第一金具为U-30，耐张串第一金具U-30螺栓直径与原#54塔小号侧挂线板挂线眼孔不匹配，需对原＃54塔小号侧挂线板进行更换。原＃54～＃55档跨越公路、鱼塘及一条10kV运行电力线。
2 施工方案
2.1方案的确定
原＃54塔小号侧挂线板更换主要考虑以下两种方案。一是采用在原＃55塔处做过轮临锚，然后将原＃54塔大号侧导线落线后更换挂线板的方案；另一种方案则是采用平衡部分原＃54塔大号侧导线水平张力的方法进行挂线板的更换。原线路＃54～＃55档线路的大致跨越情况如下图所示：
图2.1原线路#54～#55档跨越情况示意图
如果采用在原＃54大号侧降导线方法施工的话，需要在电力线、公路上方搭设跨越架方能落导线，将带来一定的施工安全风险（主要为跨越带电运行线路和公路的安全风险）和一定的费用支出。鉴于方案一的不利方面，考虑采用方案二进行挂线板的更换工作。
2.2方案论述
在原＃54塔小号侧布置两套由地钻群、链条葫芦、钢绞线、转向滑车、紧线器组成的受力系统，通过调节链条葫芦使两根导线分别受力，钢绞线一端与链条葫芦相连，另一端通过悬挂于大号侧横担下平面主材的转向滑车与紧线器相连，紧线器固定在耐张串前端导线上。在横担下平面靠近挂线板位置布置一只手扳葫芦，用以调节横担下平面主材的轻微弹性变形，方便螺丝眼孔找正，使螺丝能顺利穿入或拔出。
2.3受力分析：
经过对横担结构进行分析，挂线板拆除后，横担竖直面结构不发生变化，主要涉及横担端部水平结构的变化，更换挂线板重点在于平衡横担水平方向的受力。横担结构如下图：
图2.2横担结构图
为方便计算，忽略绝缘子串及转向滑车至紧线器间钢绞线与导线单位长度重量不同对导线张力的影响进行受力简化。
导线的设计气象控制条件为年平均气温，气象条件、导线规格、荷载等见下表：
表2.1导线规格
名称 单位 数值
计算截面 mm2 674
外径 mm 33.8
单位长度重量 kg/m 2.0792
弹性系数 N/mm2 63000
膨胀系数 1/℃ 0.0000209
拉断力 N 150450×0.95
最大使用张力 N 56493
平均运行张力 N 35303
最大安全系数 2.53
平均/拉断力 % 24.7
表2.2气象条件
代表情况 温度（℃） 风速v（m/s） 冰厚b（mm）
最低气温 -20 0 0
平均气温 15 0 0
基本（最大）风速 0 26.5（28.3） 0
覆冰 -5 10 5
最高气温 40 0 0
安装 -5（-30） 10 0
雷电无风 15 0 0
雷电有风 15 10 0
操作工况 15 15 0
表2.3荷载（N/m）
名称 符号（b，v） 荷载值 电气值
自荷载 P1(0,0) 20.3900 20.3900
冰荷载 P2(5,0) 5.3792
自荷载加冰荷载 P3(5,0) 25.7692
无冰时的风荷载 P4(0,28.3) 15.7924 13.9345
無冰时的风荷载 P4(0,10) 2.3238 2.3238
无冰时的风荷载 P4(0,15) 5.2284 5.2284
覆冰时的风荷载 P5(5,10) 3.2850 3.2850
无冰时综合荷载 P6(0,28.3) 25.7906 24.6966
无冰时综合荷载 P6(0,10) 20.5220 20.5220
无冰时综合荷载 P6(0,15) 21.0497 21.0497
覆冰时综合荷载 P7(5,10) 25.9777 25.9777
以单根导线为研究对象进行受力分析，按施工时气温为20℃计算导线张力，不考虑降温。按抛物线法的架空线最终状态方程，利用牛顿迭代法求解得代表档距ld＝264m时导线水平张力H=34022N。
水平应力：
本基塔大号侧档距： l＝278m，
与大号侧相邻杆塔导线挂点高差h＝18m，本基塔挂点低。
高差角：
弧垂：
悬挂点的轴向张力
悬挂点倾斜角
转向滑车为定滑车，钢绞线轴向力等于导线轴向力。
T=TA=34028(N)
由矢量法求得作用于转向滑车的合力
T合=18229N
单个转向滑车作用于横担的水平方向分力： T1=4553N
垂直方向分力： T2=17651N
以横担为研究对象进行受力分析：
横担水平方向受力： T水平=2×T1=2×4553=9106(N)
横担垂直方向受力： T垂直=2×T 2=2×17651=35303(N)
通过分析，此施工方法可以平衡大部分水平张力。
根据此受力状况配置相应的工器具。
2.4现场布置
在原＃54塔小号侧布置两套地钻，每套地钻使用3只50kN地钻，地钻间用30kN双钩连接，用60kN链条葫芦将地钻群与GJ-100钢绞线连接，钢绞线通过悬挂于大号侧挂线板附近的50kN转向滑车与紧线器相连，紧线器固定在耐张串前端导线上。转向滑车用φ13钢丝绳套绕4道固定在横担下平面主材上。在横担靠近挂线板位置布置一只15kN手扳葫芦，用以调节横担下平面主材的轻微弹性变形，方便螺丝眼孔找正，螺丝能顺利穿入或拔出。钢绞线的对地夹角小于30°，地钻群布置在＃54塔大号侧导线的反向延长线上。将需拆除的挂线板用钢丝绳套连接挂在横担主材上，防止拆除时坠落。
图2.3现场布置示意图
2.5挂线板更换
现场布置完成后，进行挂线板的更换工作。挂线板更换时必须密切注意横担的变化情况。更换步骤主要分如下几步：
⑴收紧15kN手扳葫芦
适度收紧横担下平面的手扳葫芦，使葫芦部分代替杆件217、杆件218、杆件219×2受力为宜。
⑵收紧60kN链条葫芦
在地面同时收紧两只链条葫芦，使原＃54塔大号侧导线对挂线板的轴向张力逐渐减小，逐渐将导线耐张串对横担的张力转移至钢绞线，当耐张串松弛后即停止收紧链条葫芦。在收紧的过程中，塔上观测人员与地面指挥人员应注意密切配合，保持通信畅通。
⑶拆除旧挂线板、安装新挂线板
在停止收紧链条葫芦后，应再次观察横担结构的变化情况，在确保安全的前提下方可进行拆板、换板作业。经观察横担结构无明显变化，此时调节15kN手扳葫芦，拆下小号侧挂线板螺栓，拆下挂线板，拆除过程中仍需密切注意横担结构变化情况。拆下旧挂线板后应立即安装新挂线板，装上螺栓并全部走紧。
⑷拆除受力系统
挂线板安装完成后，首先放松横担下平面的15kN手扳葫芦，恢复杆件217、杆件218、杆件219×2完全受力，拆除手扳葫芦；慢慢松出60kN链条葫芦，使钢绞线受力逐渐减小，导线轴向张力全部转移至横担，待钢绞线松弛后拆除链条葫芦。拆除紧线器、钢绞线、转向滑车，准备下一相挂线板的更换。
按照步骤⑴、⑵、⑶、⑷逐项完成原＃54小号侧全部挂线板的更换工作。
3 两种方法的比较
不落线更换挂线板与采用落线方法的比较，主要考虑两种方法在施工时间、人员及工器具配备等方面的比较。
表3.1 不落线更换挂线板与落线更换挂线板主要施工资源配置对比表
方法
资源 不落线施工 落线施工
落线施工 过轮临锚
机动绞磨 2台
操作工 2人
φ13钢丝绳 2根×350米
60kN走二走一滑车组 2套
60kN链条葫芦 4把 12把
15kN手扳葫芦 2把
GJ-100钢绞线 4根×80米 12根×100米
φ630导线紧线器 4个 4个 12个
50kN地钻 12个 2个 36个
铁道木 12块 2块 36块
高空作业人员 3人 3人 4人
现场指挥 1人 1人 1人
安全监护 1人 1人 1人
技工 2人 2人 3人
辅助工 6人 8人 8人
63kN卸扣 12个 12个 36个
50kN卸扣 16个 12个 48个
钢丝绳套 4根 8根 12根
30kN双钩 8个 24个
工期 1天 1天 2天
4 结束语
在本次挂线板更换施工中，利用上述方法顺利更换了挂线板。不落线更换挂线板施工方法有以下优点：⑴降低了安全风险。不需要落线，避免了因落线而对所跨越的电力线路及公路的影响。⑵施工方法简便易行，减少了工器具的使用，降低了人工消耗。⑶减少了施工作业量。不需要做过轮临锚，减少了一定的施工作业量及安全风险，缩短了工期。⑷减少了费用支出。不需要搭设跨越架，节省了费用。⑸减少了政策处理问题。减少了临时施工场地的使用和占用，不影响鱼塘周边设施，避免了政策处理的麻烦。本施工方法可以在类似的电网改造工程施工中应用。
参考文献：
1 《高压架空线路施工技术手册（架线工程计算部分）》（第二版） 李博之1998年。