落地抱杆组塔加强腰环拉线锚固件研制及应用

落地抱杆组塔加强腰环拉线锚固件研制及应用

廖勇 王光祥

国网四川电力送变电建设有限公司（成都）

摘要：输电线路组塔施工过程中，落地抱杆的应用越来越广泛。落地抱杆腰环设置较多，腰环拉线锚固点设置矛盾问题突出，特别是加强腰环多拉线的锚固需求，迫切需要研制新工具以解决这些问题。

关键词：输电线路；落地抱杆腰环；拉线锚固

前言

在输电线路铁塔组立施工过程中，平臂、摇臂等落地抱杆的运用越来越广泛，而落地抱杆腰环拉线锚固点设置会或多或少存在一些问题。

（1）落地抱杆每间隔10-16米左右会设置一道腰环，腰环的数量和间距与抱杆型号、生产厂家、铁塔高度等相关。因此，腰环设置位置难以提前预判，无法在铁塔设计阶段准确预制锚固点。

（2）现已研制应用的锚具（多为单角钢主材锚具），以及设计在铁塔上预设的锚点，全部为1~2个竖向排列锚孔，无法满足多根腰环拉线（加强腰环）水平布置的需求。多根拉线（2~3根）也有扩展锚孔数量的要求。据白浙线、攀西加强等多个工程调查，现有锚具在落地抱杆腰环锚固方面适应性仅为56%，在加强腰环方面的适应性为12%。

（3）目前主材无预留施工孔的铁塔，特别是双主材通常采用在主材上包裹衬垫软物或方木后缠绕钢丝套，钢丝套端部绳头合并后提供锚固点。此种方式较为原始，存在以下不足之处：一是衬垫设置操作不方便，易脱落失效；二是当衬垫设置不标准时易造成钢丝套损伤甚至破断；三是固定卸扣极易出现横向受力等安全隐患；四是对铁塔主材易造成镀锌层脱落等质量问题；五是形象不美观。

1、确定最佳研制方案

2.1 锚固件工作原理的选择

针对连接金具型和活动机械型两种对比分析，活动机械型效率较高，但结构复杂、重量大、经济性差，而输电线路工程多数处于山地，交通条件较差，轻小简便的工具更为实用。因此采用连接金具型。

2.2 锚固件固定方式的选择

经过讨论、试验，在两个方案中作分析比较：一是利用主材现有眼孔固定锚固件；二是利用现有锚具结合直角挂板式固定锚固件。方案1和方案2在使用难易度、结构复杂度、重量等方面差异不大，但在适用情况方面，方案2占据明显优势：方案1需要提前设计预留螺栓孔，而螺栓孔数量有限，故能够固定的位置少；方案2不受此限制，安装固定位置灵活度极高。同时，方案2能够解决连接孔水平排列的问题。

2.3 锚固件组件连接方式的选择

结合已研制的适用于单主材角钢及双主材角钢锚具、加工难易度等条件，完成了腰环锚固件初步设计。锚固件由“水平扩展联板”、“直角挂板式连接件”两大组件组成。

考虑结构繁琐复杂程度、整体结构重量、现场使用便捷性等因素。

连接方式选择：焊接连接或螺栓连接。

2.4 材料的选择

通过市场调查，对各种用于工具加工的常用材料开展研究分析，推荐两种材料进行比较：一是Q345低合金钢，屈服强度为345MPa，抗拉强度490MPa；二是45#优质碳素结构钢，屈服强度为355MPa，抗拉强度610MPa。

通过资料收集查找、对比分析，在满足受力要求、环境适应性等使用条件的情况下，材料1整体重量和结构尺寸均高于材料2，因腰环锚固件主要用在角钢内侧，可操作空间狭小，对结构尺寸的大小有着特别强的限制要求，因此采用材料2：45#优质碳素结构钢。

2、研制成果

3.1 水平扩展联板、直角挂板式连接件的结构详细设计

采用CAD软件，细化实施最佳方案，将水平扩展联板、直角挂板式连接件具象化，并根据已有铁塔主材锚具相关尺寸，明确扩展锚固件各部件具体加工尺寸。图样如下：

a.三拉线加强腰环锚固件

图1 三拉线加强腰环锚固件CAD设计图

b.双拉线加强腰环锚固件

图2 双拉线加强腰环锚固件CAD设计图

3.2 成品加工

联系专家制造厂家加工成品，样品如下：

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图3 成品试组装实物图

3.3 通过拉力试验，受力满足要求

将加工成品（含双拉线锚固件、三拉线锚固件）送至第三方检测机构（西安秦能电力检测有限公司），分别按拉力达到80kN、120kN、240kN后，进行10min的静力试验，试验结果显示：均无永久性变形，无任何损坏现象，试验后样品仍然装拆方便。试验结论为合格。

3、现场实践试验及应用

锚具经拉力试验合格后，在500kV月城Ⅱ线路工程、1000kV川渝特高压川9标施工现场，在对作业人员开展了使用培训的基础上，展开现场实践试验及应用。

依托上述两个工程应用落地抱杆方式组塔涉及到的所有塔型实践试验，结果显示：能够满足涉及到的所有塔型的现场使用要求。在可操作性、适用性、适应范围等方面，现场作业人员给予了广泛好评。

4、效果评估

依托前述两个工程，组塔施工涉及使用到落地抱杆的塔型共21种，抽取28基铁塔，在组塔现场进行了组塔全过程现场试验、改进及应用。

通过对现场测量数据进行分析，结合现场人员的使用意见，综合评估如下：

（1）通过新锚固件将锚孔变向为水平排列，改善了拉线相互干扰及受力的合理性；

（2）将锚固件锚孔扩展为水平排列数量为2个和3个两种规格，满足了加强腰环2~3根拉线的锚点需求；

（3）将落地抱杆加强腰环拉线锚固适应性，从活动前的平均值12%提升到100%。

5、结论

本研制成果体现了较高的社会效益：

（1）有效解决了落地抱杆加强腰环拉线因原锚具锚点不足等问题，采用本锚固件后，施工现场布置简洁清爽，施工形象大大提升。

（2）原锚具虽有2个锚点，但竖向排列造成加强拉线相互有干扰，且受力不合理。使用本锚固件后，此方面得到极大改善。

（3）创新点：a.水平联板解决扩展锚孔水平排列问题；b.直角挂板式连接件与原研制锚具采用螺栓灵活连接或焊接，同时解决扩展联板变向90°的问题；c.锚固件扩展性研制思维，有效融合利用单角钢、双角钢等各种锚具，可极限满足各种施工条件。

参考文献：

[1]安晓英，机械制造加工中的材料选择探讨[J].冶金与材料，2024，2（02）：22-24。

[2]黄瑾，输电线路金具设计探究[J].决策探索(中)，2020，12（12）：68。