不停电冷矫正弯曲塔腿主材

摘要：铁塔是高压输电线路的重要组成部分，塔腿主材被撞弯曲直接威胁到线路的安全可靠运行，以往采用停电或打临时拉线等方法进行处理，不是造成资源浪费、影响供电可靠性，就是扩大施工范围从而难以实现。研究新方法矫正弯曲塔腿主材具有显著的综合效益。通过对塔腿受力情况的综合分析，选择合适的施工工器具，不停电冷矫正的方法在110kV某线N8塔成功实践应用，此法仅需做好必要的安全措施就能不停电施工，提高了供电可靠性，节省了大量人力物力资源，保证了交通主干道的正常使用，取得了很好的经济效益和社会效益。工程实践证明该方法是安全可行的，在生产实际中可以推广应用。

关键词：冷矫正；供电可靠性；交通

1 输电线路铁塔塔腿主材弯曲情况

随着现代城市的不断发展，为了更好的节约土地资源，大部分输电铁塔都架设在道路中间。这在节省空间的时候，却给输电线路的安全可靠运行带来了一定的隐患。110kV某线N8铁塔就在××道路中间，由于一次交通事故使塔腿第一段主材被撞，此段主材长3.6米，被撞向内凹陷18公分，变形度6%，小于规程规定的变形限度11%，可以使用冷矫正的方法。

此种缺陷如果采用正常的处理方法，需将线路停电并拆下导地线和塔腿上方塔才，换上新的塔才再重新组装，不仅影响线路的可用系数，而且还需消耗大量的人力物力。而如果采用打临时拉线平衡被撞主材受力进行更换，虽然可以进行不停电施工，但此方法势必会扩大施工范围，对于××道路这条交通主干线来说，与市交警大队协调封路很难实现。这就要求我们用一种新颖独特的方法来处理这种安全隐患。

2 冷矫正方法的研究与实现

冷矫正弯曲塔材，在不停电的情况下，选取强度远大于塔材的槽钢，一段固定于铁塔地脚螺栓，一段固定于铁塔主材，利用千斤顶进行矫正。为确保安全，对铁塔的受力情况进行了分析，综合考虑施工现场的不利因素，并编写了《处理110kV某线N8塔主材弯曲施工方案》，选择气候条件好的时间组织施工。研究如下：

2.1 受力分析

2.1.1 工器具选择

110kV某线N8铁塔，被撞弯的塔材型号为，长为3.0m，弯曲部分长度为56cm，变形度6%；材质为，屈服点为235。地脚螺栓型号为5.8级，一个抗剪容许承载力为62.07kN。选取型号为14b，长为3~4m的槽钢1条（实际使用长度为2.7m），材质为16，屈服点为345。选取10t机械千斤顶1个，材质为16加长型 U型螺栓2个，铝线2.0m。

主材受力情况分析及安装方式如图所示：

说明：卡具（即U型螺栓）的安装位置，下端在地脚螺栓处即处，上端在主材上即处，其中F处为千斤顶对主材施力处，为1.3m，为1.4m。

2.1.2 工器具检验

一个10t千斤顶可以提供的力为，千斤顶头部面积=314，头部单位面积可以产生的作用应力为大于塔腿主材的屈服点荷载235；千斤顶可作用范围为22cm，满足施工要求。为复原主材，千斤顶作用在塔腿主材上的力为F=，1个 U型螺栓的抗拉强度为75.36kN，在施工时，理论上一端U型螺栓所需要承载的拉力为复原主材所需力的一半即73.79kN/2=36.90kN，所以选用的U型螺栓符合要求。千斤顶尾部面积，尾部单位面积产生的最大作用应力为

槽钢的刚度稳定性验算公式为：

…a

式中：为槽钢所受最大弯矩，=F*=73.97kN×1.4m=103.558；为槽钢的整体稳定系数；为槽钢的抵抗矩，为；f为抗弯强度设计值为345。其中

式中：b、t为槽钢翼缘宽度和厚度，b=60mm，t=8.0mm；l为槽钢构件长度，取为3.4m；h为槽钢受压截面全高，h=140mm；为槽钢屈服点强度，=345。经计算结果为0.3915

将数值带入a式中得：

槽钢的刚度满足施工要求。

2.1.3 固定点检验

地脚螺栓的抗剪强度为62.07kN>F/2=36.90kN，地脚螺栓不会受到破坏，此处的连接满足施工要求。另一处连接点也在此段主材上，所受的力也为F/2=36.90kN，且U型螺栓与主材的连接面积远大于千斤顶头部与塔才的接触受力面积，故此处连接不会造成塔才变形，符合施工要求。

2.2 实施步骤

（1）用铝线将千斤顶固定在槽钢肢背上；（2）破坏铁塔基础主柱的地脚螺栓保护层混凝土，露出地脚螺栓，使得槽钢可以固定在地脚螺栓上；（3）用U型螺栓将槽钢两端分别固定在地脚螺栓和塔腿主材另一端，并调节使得千斤顶在缩回状态下头部刚好接触弯曲塔才的最大挠度处；（4）检查各连接点的连接情况，确保弯曲主材可以正常受力；（5）千斤顶缓慢均匀加力，观察弯曲塔才、工器具及铁塔整体的变化情况，直至弯曲主材复原；（6）拆除工器具，检查塔才复原情况，并测量施工后的变形度；（7）修复地脚螺栓保护层混凝土，对塔才防腐涂漆有损伤的地方喷涂防腐漆；（8）清理现场。

2.3 危险点分析

2.3.1 防交通事故和人员受伤

由于110kV某线N8塔在马路中间，施工时要有专人负责监护，施工人员不要穿越马路，注意不要使施工工器具掉落在马路上，在安装和拆除工器具时要互相照应，施工时要有专人负责指挥，以免发生意外。

2.3.2 防工器具故障

准备工器具要按照施工设计要求，规格型号要匹配，并检查其外观是否良好，试验是否过期，安全系数是否足够，如发现有异常应立即停止使用，禁止冒险作业。

2.3.3 防铁塔的二次损伤

施工时要注意防止铁塔的二次损伤，在破坏基础主柱地脚螺栓保护层混凝土时要注意不要力度，不要伤及基础主柱主体。

2.3.4 其他

施工设专人统一指挥，工作人员要明确分工、密切配合、服从指挥，施工选择天气晴朗时进行。

3 工程应用

3.1 工程概况

110kN某线N8塔Jgu-18型转角耐张塔，转角度数，位于××道路中间绿化带处。该塔于2003年6月18日投运，距今运行时间只有五年。这次的塔才受损是由于交通事故，属于外力破坏造成的线路运行安全隐患。如申请停电处理，这样就会延误缺陷处理时机，严重时将威胁线路的安全运行，为了提高线路的运行安全系数和可靠性，决定带电修复弯曲塔材，2007年9月11日成功实施，用时40分钟。

施工前后塔腿主材比较图所示：

3.2 效益分析

采用本方法修复弯曲塔材，与以往的方法相比，节省了大量的人力物力和时间，提高了供电可靠性，消除了线路运行中的安全隐患。比较如下表：

指标 停电更换 打拉线更换 本方法 备注

材料 8t >1t 50kg

工程造价 >20万元 2～3万元 仅需班组人员

不停电时间 必须停电 4～5h 40min

安全性 有一定施工危险 危险相对较大 几乎无危险

可靠性指标 供电可用系数

下降 无影响，但线路需退出重合闸 无影响

采用本方法处理弯曲塔材，消除安全隐患不影响线路的正常运行，不存在调整运行方式，更不需停电，对电网的安全可靠运行具有非常积极的作用。

4 结束语

本方法在110kV某线N8塔的成功实施，改变了铁塔主材弯曲的传统做法，不仅大大降低了工程造价和施工时间，而且增加了电网的安全性，提高了输电线路的供电可靠性。工程实践证明此方法是安全可行的，在生产实际中可以推广应用。

参考文献：

电力工程高压送电线路设计手册（第二版）

最新钢结构使用设计手册

DL/T741-2001架空送电线路运行规程

DL/T741-2001 Operating code for overhead transmission line

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。