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用無捻鋼繩作特高輸電線鐵塔起吊鋼繩議析

文檔作者：裘宏慶文檔來源：浙電工程招標(biāo)咨詢有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年08月28日
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70
浙江電力
ZHEJIANG ELECTRIC POWER 2009年第4期
用無捻鋼繩作特高輸電線鐵塔起吊鋼繩議析
裘宏慶
(浙電工程招標(biāo)咨詢有限公司，杭州 310003)
摘要：由于捻力的存在，特高輸電線鐵塔起吊鋼繩磨損嚴(yán)重，而使用方型鋼繩則體現(xiàn)了優(yōu)越性。然而
曾經(jīng)發(fā)生的一起事故阻礙了方型鋼繩的應(yīng)用。通過分析指出使用方型鋼繩時(shí)起重滑車輪徑的大小有特定
要求，并提出方型鋼繩使用前的試驗(yàn)內(nèi)容。結(jié)論是當(dāng)使用了大直徑起重滑車后，方型鋼繩能應(yīng)用于高塔
施工。
關(guān)鍵詞：無捻鋼繩；起吊繩；大直徑起重滑車
中圖分類號(hào)：TM752 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1007—1881(2009)04—0070—03
Rectangular Steel Rope Used for UHV Transmission Line Tower Lifting Rope
QIU Hong-qing
(Zhejiang Electric Power Project Tending and Consulting Co．Ltd．，Hangzhou 310003，China J
Abstract：The purpose of this study is the feasibility of rectangular steel rope used for UHV transmission line tow—
er lifting rope．Because of twisting force，round steel rope is frayed badly．Rectangular steel rope reflects the SUperiority．
The paper analyzes fracture causes of rectangular steel rope，the lifting block diameter size and the test
before using rectangular steel rope．This paper concluds that the rectangular steel rope can be used for high tower
construction after using a large—diameter lifting block．
Key words：rectangular steel rope；lifting rope；large—diameter lifting block
1 問題的提出
浙江省電力公司自1993年開始組立百米以
上輸電線高塔以來，迄今已組立各種百米以上高
塔23座，全高128～190 131不等。高塔的電壓等
級(jí)從110～500 kV， 鐵塔型式除1993年組立的
220 kV溫蒲線為拉線高塔外，其余皆為自立式
鐵塔。這些高塔的共同點(diǎn)是均為塔型優(yōu)美的鋼管
塔。
鐵塔組立起吊必須使用滑車組，起吊鋼繩普
遍使用少捻或普通的圓股鋼繩。由于鋼繩有捻
力，使滑車組動(dòng)滑輪在下降過程中因鋼繩捻力作
用變得很困難。為使動(dòng)滑輪能夠下墜，往往是起
吊時(shí)在動(dòng)滑輪上懸掛重物，靠加大動(dòng)滑輪處的重
量使滑車下墜。動(dòng)滑輪處加掛重物使起吊有效載
荷減小。當(dāng)起吊高度增加時(shí)，滑車組鋼繩的捻力
相應(yīng)增加；動(dòng)滑輪處加掛適量重物不足以克服鋼
繩捻力，不得不在動(dòng)滑輪上系結(jié)鋼繩，用機(jī)械牽
引所系結(jié)的鋼繩，使動(dòng)滑輪下墜。由于滑車組的
捻力始終存在，無論是動(dòng)滑輪上掛重物還是牽引
系結(jié)鋼繩都是強(qiáng)行克服捻力扭動(dòng)，所以在動(dòng)滑輪
下拉過程中，各根鋼繩相互摩擦擠壓，鋼繩受到
一定損傷。動(dòng)滑車每下拉1次，鋼繩就被摩擦擠
壓1次，使鋼繩磨損越來越大，有時(shí)立1座高塔
就要更換起吊鋼繩。
舟山大跨工程的鐵塔高度將創(chuàng)世界輸電線塔
高之最，達(dá)到370 Ill，計(jì)算重量達(dá)每座5 500 t，
也將創(chuàng)下輸電鐵塔重量之最。浙江省已經(jīng)施工過
的高塔最高高度190 m，最重塔每座重量1 000
余t。顯然，舟山大跨越高塔與已實(shí)施過的高塔
施工是不可同日而語的。
過去施工高塔的吊重是按最大起吊50 kN設(shè)
計(jì)抱桿和相關(guān)起吊設(shè)施的，新的舟山大跨越高塔
起吊重量當(dāng)然要大大增加，否則無法起吊大件，
也滿足不了施工進(jìn)度的要求。起吊重量增加以
后，滑車組的鋼繩股數(shù)、直徑都要增加，滑車組
鋼繩的捻力也隨之增大。在討論滑車鋼繩捻力
時(shí)，假設(shè)捻力是隨起吊高度的增加而成比例增
大，也是隨起吊重量的增加而成正比例增加，那
么舟山大跨越高塔組立時(shí)，起吊鋼繩捻力將大大
2009年第4期 浙江電力 71
增加。如果吊重按200 kN設(shè)計(jì)起吊設(shè)備，捻力
將是過去高塔施工捻力的8倍左右；如果吊重按
100 kN設(shè)計(jì)，相應(yīng)捻力將達(dá)4倍左右。要克服
這么大的捻力是相當(dāng)困難的，強(qiáng)行用外力克服捻
力，將加速鋼繩損傷。
因此，是否使用無捻鋼繩即方型鋼繩作舟山
大跨越高塔組立起吊鋼繩，值得進(jìn)一步討論。
2 用無捻鋼繩作高塔起吊鋼繩的理由
據(jù)了解，浙江省第一條百米以上跨江高塔工
程就是1993年施工的220 kV溫蒲線，該工程有
4座跨甌江拉線高塔，最高塔全高159 m。該工
程是用無捻鋼繩作立塔起吊鋼繩的。施工期間因
無捻鋼繩斷裂使1組橫擔(dān)墜落損壞，造成一起安
全事故。由于這起事故，業(yè)內(nèi)幾乎形成共識(shí)：無
捻鋼繩不能作起重鋼繩使用。這種共識(shí)根深蒂
固，此后再也沒有在起重吊裝中用過無捻鋼繩。
但是，無捻鋼繩在立塔中斷裂不一定是鋼繩本身
有問題，而是技術(shù)措施失當(dāng)。
張力放線的牽引繩一般都是無捻鋼繩，牽引
繩是受力鋼繩，起吊繩也是受力鋼繩。從受力角
度考慮，牽引繩與起吊繩沒有根本不同，所不同
的只是牽引鋼繩承受水平方向或接近水平方向的
力，起吊鋼繩承受垂直方向或接近垂直方向的
力。如果在計(jì)算起吊滑車組受力時(shí)考慮了滑車、
鋼繩相關(guān)起吊設(shè)施的自重力，起吊鋼繩受力與牽
引鋼繩受力應(yīng)該沒有區(qū)別。
從《架空輸電線路施工實(shí)用手冊(cè)》(施工機(jī)
械、起重機(jī)械篇)? 中查得施工使用的牽引機(jī)的
有關(guān)參數(shù)見表1。
由表1可知，牽引機(jī)輪徑與適用最大鋼繩直
徑之比很大，最小比值為23．9倍，大多數(shù)牽引
機(jī)的比值為25左右。然而，起重滑車的輪徑與
鋼繩直徑之比要小得多。
根據(jù)主要的起重滑車供貨商江蘇省常熟市電
力機(jī)具廠的資料 ，滑車輪徑與適用最大鋼繩直
徑之比見表2。
表2 滑車輪徑與適用最大鋼繩直徑之比
從表2知，起重滑車輪徑與適用最大鋼繩直
徑之比比牽引機(jī)牽引輪與適用最大鋼繩直徑之比
要小的多。有效輪徑應(yīng)為底徑，常熟廠起重滑車
底徑與最大適用鋼繩直徑之比在6．4～8．2之
間。
因?yàn)閳A股鋼繩與無捻的方型鋼繩結(jié)構(gòu)型式不
一樣，對(duì)滑輪的彎曲半徑有不同要求，只有滿足
了彎曲半徑要求，鋼繩的使用才是安全的。220
kV跨甌江拉線高塔施工用無捻方型鋼繩，而起
重滑車仍使用普通起重滑車，彎曲半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足
不了無捻方型鋼繩應(yīng)有的彎曲半徑是導(dǎo)致鋼繩斷
裂的原因。
當(dāng)使用無捻鋼繩作起吊鋼繩時(shí)，必須特別設(shè)
計(jì)相應(yīng)的大直徑起重滑車。當(dāng)所有起吊用滑車
(含轉(zhuǎn)向滑車)輪徑足夠大時(shí)，無捻鋼繩可以用作
高塔、特高塔起吊鋼繩。這雖然需要設(shè)計(jì)大直徑
表1 施工使用的牽引機(jī)的有關(guān)參數(shù)
72 裘宏慶：用無捻鋼繩作特高輸電線鐵塔起吊鋼繩議析 2009年第4期
起重滑車，但能極大地方便現(xiàn)場(chǎng)施工，降低鋼繩
損耗率，也有利于安全施工。
3 用無捻鋼繩作起吊鋼繩時(shí)起重滑車輪徑
及鋼絲繩規(guī)格
SD 165—1987《電力建設(shè)施工機(jī)具設(shè)計(jì)基本
要求(輸電線路施工機(jī)具篇)》 對(duì)起重滑車輪徑
與牽引機(jī)牽引輪底部直徑有明確規(guī)定。滑輪槽底
直徑與鋼絲繩直徑之比應(yīng)符合：用于機(jī)動(dòng)驅(qū)動(dòng)不
小于11，牽引機(jī)鋼絲繩卷筒繩槽底部直徑必須
不小于鋼絲繩外直徑的25倍。
當(dāng)用無捻鋼繩作起吊鋼繩時(shí)，特別設(shè)計(jì)的起
重滑車除滿足各部件的強(qiáng)度要求外，輪槽底部直
徑應(yīng)滿足無捻鋼繩外徑的25倍。
確定起吊鋼絲繩規(guī)格時(shí)應(yīng)計(jì)及的因素有：
(1)構(gòu)件實(shí)際最大吊重，這是選擇鋼繩大小
的主要因素，構(gòu)件重量一般不會(huì)實(shí)秤，但應(yīng)計(jì)算
材料以大代小引起的超重量及鍍鋅重量。
(2)根據(jù)起吊情況確定合適的動(dòng)荷系數(shù)。
(3)控制大繩的最大下壓力。
(4)考慮滑車摩阻系數(shù)。在起吊同一構(gòu)件條
件下，滑車摩阻系數(shù)越大，滑車組尾繩受力越
大。特高塔因起吊重量大，滑車組鋼繩道數(shù)多，
摩阻系數(shù)對(duì)尾繩受力增大的影響也越大。在可能
條件下，宜用滾動(dòng)軸承滑車。
對(duì)于舟山大跨越高塔起重沒施而言，起吊鋼
繩規(guī)格和長度都會(huì)超出一般高塔的范圍，相應(yīng)滑
車、U型環(huán)、起吊大繩等起吊設(shè)施重量也增加，
所有這些設(shè)備的重量都要認(rèn)真計(jì)算。
圖1 無捻鋼繩試驗(yàn)平面圖
數(shù)，相當(dāng)于高塔施工中鋼繩被牽引37 000 m所
經(jīng)歷的彎曲次數(shù)。估算出高塔組立每根起重鋼
繩總行程后可以推算出鋼繩在試驗(yàn)裝置中要牽
引多少距離，使試驗(yàn)與高塔組立中鋼繩的彎曲
次數(shù)基本相等。
鋼繩的試驗(yàn)載荷為：最大牽引力取計(jì)算最
大牽引力，最小載荷取最大載荷的50％，因?yàn)?
構(gòu)件吊裝重量不會(huì)總是設(shè)計(jì)最大吊重。
試驗(yàn)前應(yīng)截取若干段原狀鋼繩，試驗(yàn)后再
截取若干段鋼繩，然后作力學(xué)性能試驗(yàn)，以測(cè)
定其性能變化情況。
5 結(jié)語
通過分析說明， 當(dāng)使用了大直徑起重滑車
后，用無捻鋼繩作特高輸電線鐵塔起吊鋼繩是
完全可行的。但在使用無捻鋼繩作高塔起吊繩
前，應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。
參考文獻(xiàn)：
【1】韓崇，吳安官，韓志軍．架空輸電線路施工實(shí)用手
冊(cè)(施工機(jī)械、起重機(jī)械篇)[M】．北京：中國電力出版
社．2002．
4 無捻鋼繩使用前的試驗(yàn) 【2]江蘇省常熟市電力機(jī)具廠．起重滑車使用說明書【G】
200l，
因?yàn)樵?jīng)因采用無捻鋼繩作高塔起吊繩而
發(fā)生鋼繩斷裂事故，所以有必要在正式使用前
進(jìn)行進(jìn)一步的試驗(yàn)驗(yàn)證。建議試驗(yàn)平面圖如圖
1所示。
無捻牽引鋼繩和大直徑起重滑車按照現(xiàn)場(chǎng)
實(shí)際使用的型號(hào)大小配備。無捻鋼繩在長期使
用以后是否會(huì)降低強(qiáng)度，主要因素是經(jīng)過多次
彎曲后發(fā)生變化。舟山高塔高370 m，平均起
吊高度為185 m，試驗(yàn)布置滑車間距5 m左
右，為平均起吊高度的37倍。即相當(dāng)于鋼繩在
本試驗(yàn)裝置中被牽引1 000 m經(jīng)歷的彎曲次
[3】SD 165—1987電力建設(shè)施工機(jī)具設(shè)計(jì)基本要求(輸電線
路施工機(jī)具篇)[s】．北京：水利電力部電力建設(shè)研究
所． 1987．
收稿日期：2009—03—04
作者簡(jiǎn)介：裘宏慶(1974一)， 男，浙江嵊縣人，碩士， 工程
師，從事電力線路施工工作。
(本文編輯：楊 勇)

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