1、传源卤环境1SSN1672-9064能源与电力CN35-1272/TK已建铁塔整体带电顶升方法的应用研究池金明（中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司可?福建福州350 0 0 3)摘要以福建省厦门梧侣2 2 0 kV线路改造工程为背景，以往已建线路与树木安全距离不满足要求时可对超高树木砍伐或增建新塔。结合项目实际情况，考虑施工难度，采用铁塔原位带电整体顶升施工方案更为经济高效，同时配合基础补桩加固，进一步提高了带电提升作业的安全性。关键词已建铁塔带电整体顶升基础加固中图分类号：TM753文献标识码：A文章编号：16 7 2-90 6 4(2 0 2 3)0 4-0 37-0 30引言随着国
2、民经济和社会的不断发展，民众环保意识日益增强，输电线路走廊树木跨越及砍伐、电磁环境检测等问题对线路路径合理性、工程投资和建设进度有较大影响，沿海经济发达区域走廊通道问题更加突出。目前输电走廊中电磁环境超标以及对地物等安全距离不足的解决方法均为拆旧立新，该方式改造难度大，停电施工久，整体投资高。已建厦门-梧侣2 2 0 kV线路每回长期允许极限输送容量为46 5MVA（环温40、线温7 0），根据系统要求，每回长期允许极限输送容量需增容达到7 6 6 MVA（环温40)。利用原走廊新建线路进行增容改造，停电时间较长，工程实施时，对系统运行不利，且青赔难度大，造价高。因此从施工角度及节约工程造价方
3、面考虑，推荐采用铁塔利旧、更换导线及金具串的增容改造方案，对部分与树木安全距离不满足的塔位进行原位整体顶升施工-3,见图1。需计算铁塔顶升对导线的延伸影响，根据悬挂柔性导线的悬链线方程，分析了顶升前后的线形变化规律及延伸量。顶升施工是复杂的三维空间受力体系，计算分析时应采用塔线一体顶升模型，铁塔构件采用空间杆系模型、导地线采用拉索模型（图2）。顶升施工是逐步施工完成，其竖向刚度及荷载也是逐步形成。顶升过程根据顶升步距采用逐段静力非线性分析，并加载相应步距对应外部风荷载。对于转角塔顶升施工，宜采用全过程弹塑性动力分析方法补充计算。所有施工作业应在不超过10 m/s风速的条件下进行，以确保铁塔顶升
4、平稳上升，严禁出现铁塔倾斜情况。h1h2dyh3L1图2 铁塔顶升对导线的延伸计算顶升施工的设计与施工流程，见图3。2整体顶升施工方案设计输电线路铁塔原位整体顶升施工方法工艺流程为：设置升降调整的顶升钢梁；张拉临时拉线；设置外围钢架与顶升螺杆；逐步顶升和浇筑混凝土框架。具体实施步骤如下。图1顶升施工现场2.1设置升降调整的顶升钢梁1顶升施工的分析理论在铁塔塔脚四周同一水平面上分别布置一顶升钢梁。顶升钢梁可采用槽钢，各顶升钢梁上设置有与塔脚靴板孔位对顶升过程中铁塔受风力及档距的影响时刻变化，顶升前收稿日期：2 0 2 3-0 1-30作者简介：池金明（198 7 一），男，硕士，高级工程师，主要
5、从事输电线路结构设计工作。L22023.NO.4.37传源南环境能源与电力ISSN1672-9064CN35-1272/TK应的开孔，顶升钢梁与塔脚靴板通过高强螺栓连接，见图4。铁塔塔脚四周同一水平面的顶升钢梁形成围梁，顶升钢梁作为塔脚起始升降调整的承力部件，提高铁塔刚度和稳定性，使铁塔塔脚整体受力均衡。顶升钢梁截面选择：截面承载力不得小于在15m/s风速和铁塔导地线满载的情况下的压力，同时顶升钢梁施工阶段最大挠度不得大于L/250。电线线形计算与施工风荷载内力分析时程模拟塔线体系顶升全过是电线接长I否电线的找形分析塔线体系顶升模型塔线体系顶升过程逐段静力非线性分析图3顶升施工的设计与施工流程
6、图塔脚备，将油压锁定在弱大于总压力4,当锚固螺帽向上松动时,顶升系统将自动向上平稳顶升，完成第一阶段顶升，如图6 所示。拉线程动力时程分析拉线盘顶升机构稳定分析开发施工工艺与施工工法输电塔顶升施工铁塔图5J顶升施工临时拉线设置示意图钢架顶升螺杆步距安全螺杆一顶升系统TVTVVTVTY植筋连接测力计钢梁（a）顶升立柱构造钢梁TAYIASTKS靴板VIVIN图4顶升施工槽钢承力梁示意图2.2张拉临时拉线在铁塔身部变坡处四角沿对角线方向各张拉一根临时拉线，临时拉线上配置有测力计。临时拉线一端固定在铁塔身上，另一端连接拉线盘，拉线盘固定在地面上。临时拉线与地面之间的夹角45,以平衡铁塔的水平张拉应力，
7、使铁塔塔脚受力均匀，防止铁塔在顶升过程中出现倾斜，见图5。对于直线塔以及小角度转角塔，临时拉线应能承受瞬时大风产生的水平力；对于大角度转角塔，临时拉线的平衡水平张拉力应包括瞬时大风和导、地线线条张力顺横担方向的分力。2.3设置外围钢架与顶升螺杆在每个塔腿地脚座板外围设置三角开口钢架，采用植筋技术将钢架固定在原有的基础上，钢架横向缀条作为顶升支座；并于塔腿内侧设置2 根安全保护螺杆，保护螺杆底端套接于槽植筋顶部，顶端通过螺帽锚固定于槽钢顶面。借助顶升设（b）现场实例图6 第一阶段顶升示意图在第一阶段顶升基础上加长现有地脚螺栓，加长的地脚螺栓作为铁塔爬升轨道，与三角开口钢架形成内外两层钢架，为稳定
8、爬升提供结构支撑。使用略大于顶升高度的全丝高强螺杆对现有地脚螺栓进行对接加长，在塔脚板顶、底面各安放1个螺母，作为顶升、固定的控制阀门。顶升设备5 置于钢架内部，进行第二阶段顶升。每次杆塔向上顶升1个步距，及时固定塔座板顶、底面螺母，顶升设备回落、支撑底座上移1个步距，步距为钢架横向缀板间距，见图7。重复此项操作，即可实现铁塔逐步顶升。2023.NO.4.38传源卤环境能源与电力过程中，不断用经纬仪观测顶升杆塔的垂直度，及时发现偏差，及时跟踪调整；若超过允许范围，暂时终止顶升，采用措施钢架立柱后方可继续顶升，确保顶升的垂直。顶升到位后，杆塔应比设计高度高 50 10 0 mm。4应用实例控制螺
9、母以福建省厦门-梧侣2 2 0 kV线路改造工程为例，原有基础为斜柱板式基础，本次改造采用承台桩基础加固，以保证输电线路安全稳定运行。以下分别就树木砍伐、增建新塔、旧塔顶升设备顶升3种方案进行技术经济比较，分述如表1。横向缀板表1厦门-梧侣2 2 0 kV线路改造工程技术经济比较表支撑底座影响因素对环境影响重的水土流失对环境影响影响和环境破环较小图7 第二阶段顶升示意图协议及青赔难度2.4浇筑混凝土框架停电时间顶升至所需标高后，锁紧全丝高强螺栓、安全保护螺杆上（含更换导地线约6 0的各螺母，当顶升高度超过4m时，顶升钢梁作为连梁，以保及金具串)/d费用/万元135证基础有足够的抗侧移刚度。在原
10、有基础周边设置承台桩基础进行加固，以解决植筋接桩受力钢筋未通长布置、立柱连接施工缝以及变坡附加弯矩的关键问题。浇筑早强混凝土，形成由钢架与连梁组成的型钢混凝土框架，见图8。图8 顶升施工成品示意图3关键技术加长立柱的顶升方式使基础立柱变坡，产生附加弯矩；新旧混凝土连接处钢筋未能贯通，接头率10 0%；顶升抬高原有杆塔致基础作用力增大。基于上述原因,对在原有基础周边设置承台桩基础进行加固：旧基础主柱要求嵌入承台2 0 0 mm，小截面立柱植筋时需先对原主柱进行增大截面加固，立柱新旧混凝土接触部位按照后浇带进行处理。顶升期间钢架、顶升螺杆作为顶升施工重要承载构件，混凝土硬结前的材料重量、施工荷载和
11、铁塔上部荷载应由钢架和螺杆共同承受，根据实际支撑情况验算其强度、稳定性和变形。每顶升高50 0 mm设置1处加强隔面，使爬升螺杆、钢立柱紧密连接。同步整体顶升工艺6-7 ：铁塔4个塔脚受力各不相同，顶升1SSN.1672-9064CN35-1272/TK方案砍伐树木增建新塔树木砍伐数量 新建铁塔塔位大，易造成严需砍伐树木，对环境基本无极大较大约7 5180(1)砍伐树木：砍伐通道的宽度45m、长度约30 0 m，砍伐总面积约1350 0 m,砍伐树木约6 7 50 棵。根据以往厦门地区工程青赔经验，按2 0 0 元/棵计列砍伐费用，共需砍伐费约135万元。(2)增建新塔：分别在原2#、4#塔小
12、号侧档中及原5#、12#塔原塔位旁各新建1基铁塔，以满足导线对树木的安全距离要求，并拆除原5#及12#塔，共需新建5基塔及拆除2 基塔，费用约需18 0 万元。(3)整体顶升：工程造价居中，但不需新办理协议，青赔难度低，停电时间短，对环境破坏小，社会综合效益好。5结语PIAYTAS输电线路铁塔原位带电整体顶升施工方法，解决了如何将固定在基础上的铁塔进行顶升的问题，并保证了铁塔在顶升过程中铁塔的稳定性。目前已经在国网福建厦门公司厦门-梧侣2 2 0 kV线路改造中应用，具有良好的经济、环境和社会综合效益。参考文献1王大磊，余流.超大面积钢网架高效施工及控制关键技术J.施工技术,2 0 14,43
13、(16):1-4.2刘彪，刘航，李晨光，等.首都机场A380机库屋盖整体提升施工过程分析J.施工技术,2 0 0 8(4):2-8.3邓剑，张鹏,周浩文,等.大型动臂塔机附着设计与安装J.建筑机械化,2 0 2 0,41(10):13-16.4张鹏，徐绍源，陈祥，等.动臂塔机钢框架结构内爬升设计与施工J.建筑机械化,2 0 2 0,41(0 9):13-16.5马彬彬.大体积钢网架整体同步顶升施工技术的应用与分析J.工程建设与设计,2 0 18(19)：18 7-18 9.6吴兴宏，路亚妮.同步液压集群交替顶升技术在大跨径双曲面坡椭圆形钢网架施工中的应用J.施工技术,2 0 16(15)：42-44.7于景民，赵保重，整体顶升法在体育馆大跨度网架中的研究与应用J.工程质量,2 0 17(11):14-17.2023.NO.4.39整体顶升不需要新办理协议约6 0150