论文部分内容阅读
摘要本文针对某架空线路耐张塔内倾原因进行初步分析，并提出相关改进措施和意见，为今后避免同类事件的发生做出了有意义的探索。
关键词：架空线路；耐张塔；内倾；调查分析
1起因
2012年12月，我公司负责监理的某110kV架空线路工程在完成架线工作、进行监理竣工预验收时，发现抽查的8基耐张塔中有7基发生不同程度的内倾现象（占抽查数量的87.5%；占本工程耐张塔（21基）數量的33.3%）。这种内倾现象虽然属于一种普遍现象，但是在以往工程从来未出现过如此高发的不合格率。为充分查明事故原因，制定相应的纠正措施，并保证工程质量和防止以后工程不再发生此类异常，公司组织专家和专业监理人员扩大检查面，正对全线所有耐张、分支塔进行内外倾情况进行排查，并组织了专项研讨，最终得出事件结论，详见下文。
2事件调查过程
2.1本次调查，监理部组织相关人员共5人成立调查组，对#66、#67进行专项抽查（抽查量占已发现内倾铁塔数量的28.6%）。
2.2此次专项抽查的检查方式如下：调查组采用数字经纬仪对抽查的2基铁塔进行以下核查：①现场实测铁塔倾斜值；②现场实测目前基础预偏值；③核查施工图设计预偏值规定；④核查基础分部验收时检查记录的基础预偏值；⑤杆塔分部验收时检查记录的铁塔倾斜值，
2.3核查的相关数据如下表：
2.4根据现场调查数据和实地检查，可以得出抽查铁塔的现状为：
1）#36、#37塔况呈均匀性弯曲，无明显强弯节点。
2）塔身全高为37.5m，最下层断面至基础面高为4m，最上层交叉铁中心至塔顶高1m，扣除此2值之后，测量塔高两点间距离=37.5-4-1=32.5m。
3）从下图可知：#36塔身中心线弯曲值=外倾值/2=110/2=55mm。（弯曲率16.9%、1/592）
4）从下图示可知：#37塔身中心线弯曲值=外倾值/2=40/2=20mm。（弯曲率6.2%、1/1625）
3原因分析
根据上面的核查数据，经过分析对比，可以初步得出2个初步结果：1）#37比#36弯曲值小，系塔身受水平分力及垂直分力较小的原因；2）#37弯曲值未超标（因验评标准没有对铁塔中心线弯曲的规定要求，只有对主材节点弯曲要求，因“主材节点”与“塔中心线”弯曲是2个不同的概念，因此需设计结构专业根据设计该塔时确定的控制要素认定）。
3.1 影响塔身弯曲的主要原因分析有：
1）塔身主材节点螺栓孔径大于设计充许值或所用钢材太软，不符合材质要求造成。
2）因塔身主材各节点处螺栓孔径比螺栓直径大1～1.5mm，当所有螺栓紧固度不足时，在挂线后拉腿螺栓下部间隙消失，压腿螺栓上部间隙消失，形成向受压腿自然弯曲状态，此种状况是不可避免的（即使螺栓全部紧固，在初期不产生弯曲，但随着运行时间的延长，受外部振动等条件的影响，螺栓松动是不可避免的，除非运行部门隔三差五的不停紧固螺栓，因此设计在确定预偏值时有必要充份考虑此状况造成的不可避免弯曲极限。）
3.2假定#36最大充许弯曲值在设计允许条件下，可以初步判定：#36塔身处于正常状态，铁塔内倾的原因不是铁塔本身原因和螺栓紧固度不足造成。
3.3为了进一步找出事件的原因所在，调查组对于设计单位给定的预偏值合理性进行初步分析，发现情况如下：
本工程设计是在基础施工图中逐基给定预偏值，#36、#37给定的预偏值均为40mm。经查询广州电力设计院在以往的工程中，基础预偏值是按转角大小确定系数值后按公式计算，广东电力设计院、中南电力设计院也是如此操作。根据3个设计院给定预偏值计算方法，对#36、37两基塔的预偏值进行了分析计算，并与本工程设计给出的预偏值进行对比（详见下表）。从表中可明显看出，本工程给定的预偏值比以往工程按公式计算的预偏值小了53.2-40=13.2mm（小了13.2/53.2≈25%）。
从下表中，反映出架线后由于压腿垂直分力的加大，迫使受压基础自然沉降，从沉降数值分析可认为在正常变化范围内。因为在不是端承桩基础（此类基础需深入岩层）条件下，由于受压腿垂直分力加大，自然沉降一定的数值是必然现象。此沉降值受土壤密实度和桩（型）体与土壤的摩擦系数制约。因此，在设计预偏值时，应适当考虑此因数对架线后铁塔倾斜变化的影响状况，并在按规定计算的基础上适当的增大预偏值。
3.4初步分析结论是：此2基塔造成内倾的主要原因为设计给定的基础预偏值未能考虑预偏值计算方法的改变及受压腿沉降因素等原因，造成预偏不足，最终导致耐张塔内倾。
4整改措施
对于此次事件，其中的原因主要设计方面的，设计的各类规定是在设定一定条件下经计算的产物。长期以来，各设计院均采用公式计算的方式给定基础预偏值。按设计给定公式计算的预偏值是一个理想状况条件下的数值，根据长期的施工（监控）经验，只有在按设计公式计算结果再乘以1.5左右的系数（根据转角大小、地质条件等情况适当调整）后，方可确保架线后铁塔不会发生内倾现象。本工程没有按经验增加预偏值系数，且设计给定预偏值又偏小，最终产生内倾是必然的，应从中吸取教训。
作为监理方，必须从此次事件中吸取两个教训：
1）作为监理人员有必要去掉“只需按图施工就不会错”的概念，应多问一个为什么。监理人员考虑在设计更改计算依据时提出疑问，以便知道为什么要这样改、改后可能产生的变化状况。
2） 为保证当意外发生内倾时可以有最原始、正确的分析判定依据，在基础、杆塔架线分部验收时，应认真取得基础实际预偏值和杆塔实际倾斜值，此值应由参加验收的各方签字确认
5结束语
总而言之，随着现代社会不断发展和电力事业发展中需求的不断变化，电力工程监理管理的质量要求在不断提高，监理人员在抓好现场安全文明施工、过程质量管控的同时，也要注重对设计图纸质量的管控，切实督促好设计单位按照工程实际环境进行有效计算，避免出现套图等质量通病，为合格的输变电工程做出有效的贡献。
关键词：架空线路；耐张塔；内倾；调查分析
1起因
2012年12月，我公司负责监理的某110kV架空线路工程在完成架线工作、进行监理竣工预验收时，发现抽查的8基耐张塔中有7基发生不同程度的内倾现象（占抽查数量的87.5%；占本工程耐张塔（21基）數量的33.3%）。这种内倾现象虽然属于一种普遍现象，但是在以往工程从来未出现过如此高发的不合格率。为充分查明事故原因，制定相应的纠正措施，并保证工程质量和防止以后工程不再发生此类异常，公司组织专家和专业监理人员扩大检查面，正对全线所有耐张、分支塔进行内外倾情况进行排查，并组织了专项研讨，最终得出事件结论，详见下文。
2事件调查过程
2.1本次调查，监理部组织相关人员共5人成立调查组，对#66、#67进行专项抽查（抽查量占已发现内倾铁塔数量的28.6%）。
2.2此次专项抽查的检查方式如下：调查组采用数字经纬仪对抽查的2基铁塔进行以下核查：①现场实测铁塔倾斜值；②现场实测目前基础预偏值；③核查施工图设计预偏值规定；④核查基础分部验收时检查记录的基础预偏值；⑤杆塔分部验收时检查记录的铁塔倾斜值，
2.3核查的相关数据如下表：
2.4根据现场调查数据和实地检查，可以得出抽查铁塔的现状为：
1）#36、#37塔况呈均匀性弯曲，无明显强弯节点。
2）塔身全高为37.5m，最下层断面至基础面高为4m，最上层交叉铁中心至塔顶高1m，扣除此2值之后，测量塔高两点间距离=37.5-4-1=32.5m。
3）从下图可知：#36塔身中心线弯曲值=外倾值/2=110/2=55mm。（弯曲率16.9%、1/592）
4）从下图示可知：#37塔身中心线弯曲值=外倾值/2=40/2=20mm。（弯曲率6.2%、1/1625）
3原因分析
根据上面的核查数据，经过分析对比，可以初步得出2个初步结果：1）#37比#36弯曲值小，系塔身受水平分力及垂直分力较小的原因；2）#37弯曲值未超标（因验评标准没有对铁塔中心线弯曲的规定要求，只有对主材节点弯曲要求，因“主材节点”与“塔中心线”弯曲是2个不同的概念，因此需设计结构专业根据设计该塔时确定的控制要素认定）。
3.1 影响塔身弯曲的主要原因分析有：
1）塔身主材节点螺栓孔径大于设计充许值或所用钢材太软，不符合材质要求造成。
2）因塔身主材各节点处螺栓孔径比螺栓直径大1～1.5mm，当所有螺栓紧固度不足时，在挂线后拉腿螺栓下部间隙消失，压腿螺栓上部间隙消失，形成向受压腿自然弯曲状态，此种状况是不可避免的（即使螺栓全部紧固，在初期不产生弯曲，但随着运行时间的延长，受外部振动等条件的影响，螺栓松动是不可避免的，除非运行部门隔三差五的不停紧固螺栓，因此设计在确定预偏值时有必要充份考虑此状况造成的不可避免弯曲极限。）
3.2假定#36最大充许弯曲值在设计允许条件下，可以初步判定：#36塔身处于正常状态，铁塔内倾的原因不是铁塔本身原因和螺栓紧固度不足造成。
3.3为了进一步找出事件的原因所在，调查组对于设计单位给定的预偏值合理性进行初步分析，发现情况如下：
本工程设计是在基础施工图中逐基给定预偏值，#36、#37给定的预偏值均为40mm。经查询广州电力设计院在以往的工程中，基础预偏值是按转角大小确定系数值后按公式计算，广东电力设计院、中南电力设计院也是如此操作。根据3个设计院给定预偏值计算方法，对#36、37两基塔的预偏值进行了分析计算，并与本工程设计给出的预偏值进行对比（详见下表）。从表中可明显看出，本工程给定的预偏值比以往工程按公式计算的预偏值小了53.2-40=13.2mm（小了13.2/53.2≈25%）。
从下表中，反映出架线后由于压腿垂直分力的加大，迫使受压基础自然沉降，从沉降数值分析可认为在正常变化范围内。因为在不是端承桩基础（此类基础需深入岩层）条件下，由于受压腿垂直分力加大，自然沉降一定的数值是必然现象。此沉降值受土壤密实度和桩（型）体与土壤的摩擦系数制约。因此，在设计预偏值时，应适当考虑此因数对架线后铁塔倾斜变化的影响状况，并在按规定计算的基础上适当的增大预偏值。
3.4初步分析结论是：此2基塔造成内倾的主要原因为设计给定的基础预偏值未能考虑预偏值计算方法的改变及受压腿沉降因素等原因，造成预偏不足，最终导致耐张塔内倾。
4整改措施
对于此次事件，其中的原因主要设计方面的，设计的各类规定是在设定一定条件下经计算的产物。长期以来，各设计院均采用公式计算的方式给定基础预偏值。按设计给定公式计算的预偏值是一个理想状况条件下的数值，根据长期的施工（监控）经验，只有在按设计公式计算结果再乘以1.5左右的系数（根据转角大小、地质条件等情况适当调整）后，方可确保架线后铁塔不会发生内倾现象。本工程没有按经验增加预偏值系数，且设计给定预偏值又偏小，最终产生内倾是必然的，应从中吸取教训。
作为监理方，必须从此次事件中吸取两个教训：
1）作为监理人员有必要去掉“只需按图施工就不会错”的概念，应多问一个为什么。监理人员考虑在设计更改计算依据时提出疑问，以便知道为什么要这样改、改后可能产生的变化状况。
2） 为保证当意外发生内倾时可以有最原始、正确的分析判定依据，在基础、杆塔架线分部验收时，应认真取得基础实际预偏值和杆塔实际倾斜值，此值应由参加验收的各方签字确认
5结束语
总而言之，随着现代社会不断发展和电力事业发展中需求的不断变化，电力工程监理管理的质量要求在不断提高，监理人员在抓好现场安全文明施工、过程质量管控的同时，也要注重对设计图纸质量的管控，切实督促好设计单位按照工程实际环境进行有效计算，避免出现套图等质量通病，为合格的输变电工程做出有效的贡献。