单动臂塔机分解组立特高压钢管塔

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  【摘要】文章重点介绍单动臂落地式塔机在1000kV特高压交流同塔双回路钢管塔组立施工中的应用。
  【关键词】特高压 钢管塔组立 单动臂落地式塔机
  中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
  
  概述
  1000kV淮南—上海特高压输电线路工程,全线采用同塔双回路钢管塔,塔高平均100米以上,塔重平均200t左右,塔材单件最重达5t。
  我公司在1000kV淮南—上海特高压输电线路同塔双回路钢管塔组立施工中主要应用内悬浮外拉线抱杆分解组塔、落地式双平臂抱杆分解组塔、单动臂塔式起重机分解组塔三种方式。
  与传统外拉线抱杆组塔方式相比较单动臂塔式起重机分解组塔的主要优势在于:
  适用性强—抱杆不需安装外拉线,施工临时占地范围小,尤其适用于临近带电运行线路、高山峻岭作业面狭小、城市近郊复杂地形处的塔位组立。在近电侧起吊塔材时,抱杆可在非近电侧起吊至安装高度后再水平移动至安装位置,非常适合在临近带电线路、城市近郊建筑密集地区等特殊环境下应用。
  安全性高—抱杆顶升时由地面加装标准节,且采用液压顶升系统,劳动强度低、施工效率高,抱杆各项功能均可在地面集控室内操作实现,最大限度的减少了高空作业,降低了安全风险。
  环保型高—抱杆通过抱杆基座固定在地面,抱杆基座采用箱型组合式钢模块,无需浇筑永久性的混凝土基座,对土壤地耐力要求较低。无需安装外拉线,施工临时占地范围小。
  1SXD160型单动臂塔式起重机介绍
  1.1 SXD160型单动臂塔机主要参数
  我公司在1000kV淮南—上海特高压输电线路同塔双回路钢管塔组立施工中应用的单动臂塔式起重机为SXD160型,其主要参数见下表:
  
  
  
  1.2 主要部件的装配关系示意图
  
  
  2SXD160型单动臂塔式起重机安装、顶升及拆卸
  2.1安装过程
  ①吊装基础底板:把十六块底块拼装成一个基础底板整体,要求地耐力大于0.06MPa,场地不小于4.2米×4.2米。各底块之间母扣扣入公扣中,楔子要打紧。
  ②吊装底架基础:将底架基础吊装至拼好的基础底板上,并紧固好32组M24高强度螺栓。转向滑轮可在最后安装。
  ③使用汽车吊或抱杆吊装一节标准节,用12组M30高强度螺栓组连接于底架基础上;再吊装两节标准节,每两节标准节之间用12组M30高强度螺栓连接;再安装过渡节(过渡节含电气柜),安装三节标准节和一节过渡节共需48组M30高强度螺栓组。
  ④安装套架结构和顶升承台部分。先把套架结构拼成一个整体,两片套架包于标准节周围,保证套架上的滚轮与标准节外框的间距在3mm。再吊装套架结构件到底架基础上,用16组M27螺栓与底架基础连接。然后安装套架中余下部分,包括:顶升机构组件(双油缸系统)、顶升承台和上下走台系等组件。吊装条件允许时,套架和四节标准节可以在地面上组合成整体一起安装。
  ⑤吊装下支座、回转支承、上支座(包括平台)。下支座与标准节用12组M30高强度螺栓连接,下支座与回转支承,回转支承与上支座分别用40组M37高强度螺栓连接。吊装条件允许时,可以先在地面把他们拼成整体再安装。
  ⑥吊装变幅机构及油泵。
  ⑦吊装塔顶:在地面上把在地面先将塔顶的前后两部分组装在一起,再把塔顶整体进行吊装,分别用直径80和直径60的销轴与上支座进行连接。同时安装缓冲装置(用12组M16*17螺栓组连接)
  ⑧吊装平衡臂及平衡臂拉杆
  在地面上把平衡臂拉杆一端与平衡臂组装成整体,再整体吊装至上支座进行安装,与上支座用2颗直径60的销轴连,并连接平衡臂拉杆与塔顶。
  ⑨吊装吊臂,组装吊臂,把吊臂搁置在0.6m左右高的支架上,用相应销轴把它们装配在一起。
  将吊臂整体吊装至上支座高度,保持斜向上〉15度,臂根與上支座用直径50的销轴连接,将安全绳另一端与塔顶上部进行连接。
  ⑩吊装所有平衡重。
  ⑾穿绕变幅钢丝绳。
  ⑿安装吊钩,并穿绕起升钢丝绳。
  至此,设备立塔完毕。按照设备说明书电气部分的要求调整好安全装置后,就可以开始使用,或可以根据所需要的起升高度,顶升加高后使用。顶升开始前,需将顶升套架的拉线打设好。
  2.2顶升加高
  在使用中,随着塔高度的不断提升,设备的起升高度也需要不断提高。SXD160塔机利用液压油缸系统,采用下顶升方式加高。顶升前,应在要顶升的标准节上装好爬梯和所需要的平台(每四节一个平台)。
  开始顶升前,确保设备悬臂高度小于21m,并放松下支座内拉线,并对设备进行调平工作,具体如下:
  起重臂仰角15°时,在24m幅度吊重一块2T的配重(或可用两节标准节代替),微调幅度,用经纬仪观测(垂直于起重臂方向)塔身垂直度<0.5/1000时方可进行顶升工作。
  拆除塔身与底架基础上标准节底座的连接螺栓组12×M30,拆除套架底横梁(Φ40销轴连接)。
  安装引进组件和吊杆。
  将顶升承台的扳手杆摇起,使套架爬爪贴近标准节主弦杆踏步,就位后开始顶升油缸,顶升油缸过程中要保证导向滚与塔身的间隙在3mm左右,16只滚轮处的间隙应当一致。
  吊装标准节。起吊标准节至引进梁的滚轮结构上。
  拆去第一节标准节与底架基础上的四个标准节底座的连接螺栓(12组M30螺栓)微微顶升一段距离后停止。
  开始顶升加高,伸出油缸直至爬爪的顶升面和标准节上的踏步顶升面完全贴合。扳动摇杆使它处于与标准节主弦杆踏步脱开的位置。继续顶升直至将油缸完全伸出(约1.25m)。
  再将摇杆摇起,使它贴近标准节主弦杆踏步;就位后开始收回油缸,使摇杆顶面与踏步顶升面完全贴合,然后将顶升承台上的扳手杆摇下,使爬爪离开标准节主弦杆踏步;固定好扳手杆,然后继续完全收回油缸。
  油缸完全收回后,将摇起扳手杆,使套架爬爪贴近标准节主弦杆踏步。
  按照⑦——⑧——⑨——⑦的顺序重复操作,这样油缸完成总共三次顶升行程,第三次顶升后油缸没有收回,保持完全伸出状态。
  推进引进梁上的标准节,就位后收回油缸,直至塔身标准节下端面与引进的标准节上端面间距约2cm,停止油缸动作。用8组M30的高强度螺栓组(10.9级)将引进梁上的标准节与上面的标准节连接,然后微微顶起油缸,拆下引进的标准节上的滚轮结构。再按照⑧——⑨的顺序将油缸收回,完成安装一节标准节过程。
  按照前面的步骤继续顶升,直到安装完所有要引进的标准节,最后拆下引进梁,换上标准节底座,收回油缸,使整个塔身落在标准节底座上,紧固好标准节底座与塔身的螺栓,并装上套架底横梁。至此,一次顶升作业过程全部完成。
  2.3腰环的安装
  2.3.1腰环的安装过程
  a.首先将两腰环半框的滚轮装好,共有八处。
  b.将一件装好滚轮的腰环半框吊至所需安装井架位置。
  c.将另一件装好滚轮的腰环半框吊至第一件腰环半框处,用12组M16的高强度螺栓、垫圈、螺母将两半框连接在一起,此时螺栓螺母暂不拧紧。
  d.调整腰环上下位置,安装拉线和防沉拉线,使得腰环各方向的滚轮都能顶住井架主弦杆。
  e.待腰环位置确定后,紧固螺栓、垫圈、螺母,并紧固拉线。
  f.至此,腰环组装完毕。
  SXD160输电线路专用组塔设备腰环受力统计:
  
  2.3.2腰环的配置
  设备安装后,腰环以上部分的高度称之为悬臂高度。安装中的设备最大悬臂高度不得大于21m。这样,最大安装150m塔身高度时,至少需要7道腰环,由于现场的安装条件限制,实际可能需要8至9道腰环。
  2.4拆装步骤(本拆装步骤基于设备组装铁塔完工后进行拆卸作业):
  ①拆除吊钩:把吊钩降至地面放稳,将起重臂臂端起升绳固定端进行拆卸,从而把吊钩与设备分离(注意拆钢丝绳过程中防止钢丝绳掉落而产生安全事故)。
  ②将起升绳重新进行穿绕,从塔顶穿绕至平衡臂配重吊杆的滑轮组进行固定(此步骤为拆卸平衡重作准备)。
  ③用起升机构将平衡重逐块吊装至地面。
  ④拆除除平衡臂外位于平衡臂上所有附件,如拦杆、吊杆等。
  ⑤重新穿绕起升绳,将起升绳从平衡臂结构件上的滑轮进行穿绕,并把塔顶的缓冲装置打开固定销轴,由外向内推,重新打好固定销轴。
  ⑥运行起升机构和变幅机构(可同时运行也可分部运行),将起重臂和平衡臂上摇至90置,并与塔顶进行固定。
  ⑦以上步骤完成后进行降塔工作,同顶升加高作业相反操作,降塔过程同时需要拆除腰环。
  ⑧当设备降至最低时运用其他起重设备进行进一步的拆塔工作,拆除顺序同安装顺序相反。至此设备拆除完毕。
  3SXD160型单动臂塔式起重机吊装铁塔过程
  3.1塔腿段主材吊装步骤
  抱杆组立完成后,首先吊装塔脚和塔腿主材。塔脚就位后安装垫片及地脚螺栓。拧紧地脚螺栓,并用四磅锤砸毛。
  在吊车能到位的塔号,组立铁塔施工时配备一台25t汽车吊(吊车不能到位的使用外拉线抱杆),主要完成塔机安装拆卸任务及钢管塔最底段塔腿吊装的任务。在施工过程中需要对地脚螺栓进行保护措施,防止吊装过程中破坏螺栓及丝扣,在螺杆上应套装地脚螺栓保护套筒,操作中避免磕碰;并在最底端组立过程中对基础立柱进行保护,保护方法为:基础立柱棱角垫设角钢并加以固定。
  3.2 塔身段吊装
  3.2.1 吊装杆件绑扎方式
  a.主柱吊点绳采用φ22mm V型钢丝绳套,绳两端分别用吊具连于法兰侧孔上。
  b.吊具加工可参见下图的右图。
  
  
  c.水平杆件的绑扎方式,见下图:
  
  
  
  
  d.斜桿件的绑扎方式,见下图:
  
  
  
  
  e.组合杆件的绑扎方式
  
  
  
  3.2.2吊装塔身段操作要点:
  a.吊装顺序:主材 → 水平材 → 大斜材 → 小斜材 → 附材
  b.在主材钢管的法兰上按塔心方向做好标记,吊装时将此标记对准塔心安装就位。就位后应将连接螺栓拧紧后方可拆除吊点。
  c.在吊装下段每根与水平材相连的主材时,注意吊装前应在该节上端带上两根钢丝绳。塔件就位时应先装塔心外侧的就位螺栓,将起吊时带上来的两根钢丝绳在地面横、顺线路方向向外用手扳葫芦打好,使刚就位安装的塔件上端向外预倾斜,以便安装水平杆时方便就位。
  d. 杆件吊到临近就位高度时,由塔上指挥人员指挥,在SXD160调幅绳、起吊绳的配合下使杆件就位。
  e.四面的主材安装完毕,即可用塔机吊装水平杆。
  f.水平杆到位后,让一端先就位,间隔安装几只螺栓后,调整地面拉线,使已安装的主材上口间距与水平杆长度吻合,然后安装水平杆。
  3.3 横担及地线支架吊装
  3.3.1横担及地线支架需根据SXD160塔机使用参数,选择整吊或分段吊装。分段吊装时拆分为内外两段桁架结构,采取分内外段吊装方式。
  3.3.2根据SXD160塔机特性及铁塔结构尺寸,下横担组装在横向路两侧,组装方向平行于线路方向;地线支架与导线中、上横担均组装于顺线路方向的大小号侧,组装方向垂直于线路方向布置。
  3.3.3 横担吊装就位;横担(含地线支架)平行于相邻塔面起吊,吊至接近就位点调整吊臂幅度,旋转吊臂、吊件至就位点,再安装孔对接安装。
  至此,铁塔吊装完成,按2.4的拆卸过程拆除抱杆。
  4结束语
  目前国内特高压交流输电线路多采用同塔双回路钢管塔设计,铁塔塔高、总重及单件塔材重量都很大,因此使用单动臂塔机组塔无论在施工安全、质量、工效、操作性、经济效益等方面都是最优的选择。
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