線路立塔內(nèi)拉線受力計算

1、抱桿的受力計算研究一、概述內(nèi)拉線抱桿分解組塔的優(yōu)點有：1）施工現(xiàn)場緊湊，不受地形、地物限制。使用內(nèi)拉線抱桿分解組塔，輕易 地解決了外拉線抱桿組塔法的外拉線不易或不 能布置的困難。2）簡化組塔工具，提高施工效率。取消了 外拉線及地錨，縮短拉線長度，進(jìn)一步使工器 具簡單輕便，運輸、安裝、撤除工具的工作量 大為減少。3）抱桿提升安全可靠，起吊構(gòu)件平穩(wěn)方便。4）吊裝塔材過程中，抱桿始終處于鐵塔的 結(jié)構(gòu)中心，鐵塔四角主材受力均勻，不會出現(xiàn) 受力不均使局部塔材變形；同時，四個塔腿受 力均勻，避免了基礎(chǔ)的不均勻沉降，對底板較 小的基礎(chǔ)型式如金屬基礎(chǔ)尤其有利。 缺點是因內(nèi)拉線抱桿的穩(wěn)定性取決于已組裝塔 段的穩(wěn)

2、定性，所以不適合吊裝酒杯型、貓頭型 等曲臂長、橫擔(dān)長、側(cè)面尺寸小、穩(wěn)定性差的 鐵塔頭部，高處作業(yè)較多，安全性能稍差。拉線抱桿組塔法分單吊組裝法和雙吊組裝 法。雙吊法朝天滑車為雙輪朝天滑車，兩片塔材兩側(cè)同時吊裝；采用雙吊法時，牽引鋼繩穿匚一叮上二C過平衡滑車，兩端經(jīng)過各自地滑車腰滑車、朝 天滑車起吊兩側(cè)塔片，平衡滑車用一根總牽引鋼繩，引至牽引設(shè)備。 圖3-36為內(nèi)拉線抱桿組立鐵塔的施工現(xiàn)場圖。二、現(xiàn)場布置單、雙吊法現(xiàn)場布置分別如圖3-37、圖3-38所示。1. 抱桿的組成內(nèi)拉線抱桿宜用無縫鋼管或薄壁鋼管制成。抱桿上端安裝朝天滑車，朝天滑 車要能相對抱桿作水平轉(zhuǎn)動，所以朝天滑車與抱桿采用套接的方法

3、，四周裝有滾 軸。朝天滑車下部焊接四塊帶孔鋼板，用以固定四根上拉線。抱桿下部端頭安有 地滑車，地滑車上部焊有兩塊帶孔鋼板，用以連接下拉線的平衡滑車。雙吊法使 用的雙輪朝天滑車構(gòu)造如圖3-39所示。單吊法使用單輪朝天滑車。2. 抱桿長度的確定內(nèi)拉線抱桿長度也是主要考慮鐵塔分段長度。 由于內(nèi)拉線抱桿根部采用懸浮 式固定，所以抱桿長度要比外拉線抱桿長一些。一般取鐵塔最長分段1.51.75倍，一般220500kV鐵塔內(nèi)拉線抱桿全長可取18-24m。S 3-30觀絶朗夭猜軍的冏造E0 3-37草吊憩的觀場冇盤1一內(nèi)甩找抱科£ 2-止拉我I M-下拉 線；4一脛環(huán)；5斛天豳車：百一腰稱 卑；7地

4、滑車；總一囲整大縫；9一渥 吊樹件；1口起吊詡繩；11鋼地綱車:12動力：13-地強S S38慰吊法的觀場右壷1 一朝天滑卑； 2-起吊鋼繩：3- 肉拉些拒桿；4-3起吊鋼燙：6 怎吊梅作：7牘層軍；E 朝挹圈車：9 聞?wù)麊始墸?口一華弓I翎堰：L1-平師層 率匸12至奄引設(shè)罌：】A上應(yīng)壞：14 口一下屣環(huán)！迢她滑車抱桿總長由懸浮高度和起吊有效高度兩部分組成。 抱桿越高，起吊有效高度 越大，安裝構(gòu)件越方便；但這時上拉線與抱桿夾角減小，受力增大，同時懸浮高 度相應(yīng)減小，所以抱桿的自身穩(wěn)定性也差。抱桿的懸浮部分高度決定抱桿的穩(wěn)定 性，懸浮高度越大，四根下拉線受力相應(yīng)減少，抱桿穩(wěn)定性好，一般懸浮部分

5、為 抱桿總長度0.3倍為宜。3. 上拉線和下拉線上拉線由四根鋼繩組成，一端固定在抱桿頂部，下端固定到已組鐵塔主材節(jié) 點上。下拉線由兩根鋼繩穿越各自平衡滑車，四個端頭固定在鐵塔主材上，平衡滑車有左右布置和前后布置兩種情況，分別適用于被吊構(gòu)件的左右起吊和前后起 吊，使抱桿下拉線受力接近均勻，兩種布置情況如圖3-40所示。上、下拉線均需安裝調(diào)節(jié)裝置，一般下拉線調(diào)節(jié)裝置為雙鉤緊線器， 上拉線 可用花籃螺栓調(diào)節(jié)。上、下拉線與鐵塔主材固定，用鋼繩直接綁扎，也可用圓鋼 式或槽鋼式卡具連接。拉線固定處最好懸在有水平材的主材節(jié)點處。4. 腰環(huán)腰環(huán)的作用在于提升抱桿時穩(wěn)定抱桿，它隨抱桿斷面不同而不同，一般圓形 斷

6、面均用正方形腰環(huán)，腰環(huán)與抱桿接觸處應(yīng)套一個鋼管，使抱桿升降時由滑動摩 擦變?yōu)闈L動摩擦。固定腰環(huán)一般用繩索系到主材上； 抱桿提升完畢，要將腰環(huán)繩松去，以免抱 桿受力傾斜而將其拉斷。U）毘有島宜：fi）前啟布置1-±H； 2-*atf；4一宰冊蛍5起磚構(gòu)件，戊一誦節(jié)霸5 起吊系統(tǒng)腰滑車腰滑車作用是使?fàn)恳摾K從塔內(nèi)規(guī)定方向引至轉(zhuǎn)向滑車，并使?fàn)恳摾K在抱桿兩側(cè)保持平衡，盡量減少由于牽引鋼繩在抱桿兩側(cè)的夾角不同而產(chǎn)生的水平 力。腰滑車一般設(shè)置在抱桿上、下拉線綁扎處的塔材上，腰滑車鋼繩套越短越好， 以增大牽引鋼繩與抱桿的夾角，故腰滑車之滑輪至角鋼背的水平距離應(yīng)不大于 300mm雙吊法每根牽引鋼繩

7、應(yīng)有自己的腰滑車，對稱布置，如圖3-41所示。6 轉(zhuǎn)向滑車S 3-41或吊法艇冊軍的痛盤i動滑車渥吊時：b定闡軍卮吊時1 一腰齡車：2紡柵峯2平関濁傘：4一姮矚聿 淳圖中控淺耒畫出.S342舉吊袪她圈軍席證圖1 一地擠軍；2塔雇主対|日一鋼翼葫4一奄引細(xì)轉(zhuǎn)向滑車一般掛在鐵塔的基礎(chǔ)上，直接以基礎(chǔ)為地錨。若鐵塔基礎(chǔ)為金屬基 礎(chǔ)，為防止基礎(chǔ)變形可采用主角鋼與坑壁間加頂撐、 塔腿外圍打一鐵樁加固或基 礎(chǔ)回填土?xí)r埋入一地錨的措施。雙吊法時，應(yīng)使引向塔外的兩牽引繩等長。故地面轉(zhuǎn)向滑車應(yīng)盡量地使用雙 輪滑車，其布置應(yīng)接近塔位中心，如圖 3-42所示。國3M3抱料槌耳國2上腮耳：8-下腰壞！ 4一抱桿I 5槌

8、升鋼繩：召一反向腰衢車:7牽引動力因每吊質(zhì)量不超過1.5t，因此牽引鋼繩不必采用復(fù)滑車組。 為了不影響構(gòu)件吊裝，當(dāng)被吊構(gòu)件在順線路方向時，牽引動力設(shè) 置在橫線路方向上；而被吊構(gòu)件在橫線路方向時，牽引動力設(shè)置 在順線路方向上。動力必須固定在可靠地錨上；牽引動力操作人 員，應(yīng)離鐵塔高1.2倍以外。三、分解組立的順序和方法1 .構(gòu)件起吊開始起吊構(gòu)件時，應(yīng)拉緊下部的調(diào)整大繩，并放松上部調(diào)整 大繩使構(gòu)件平穩(wěn)起立。調(diào)整大繩與地面的夾角應(yīng)小于 450。起吊過程中，調(diào)整大繩應(yīng)使吊構(gòu)件離開塔身 0.5m左右，調(diào)整時需緩松緩緊，要防止 突然松繩。2. 構(gòu)件安裝在每段鐵塔正側(cè)面的構(gòu)件基本組裝完后， 才能開始提升抱桿

9、；當(dāng)抱桿提升完 畢，開始吊裝上面一段構(gòu)件之前，凡能安裝上的輔鐵，包括橫膈材、拉鐵等都必 須裝上；主材接頭螺栓及連接接頭附近水平鐵的螺栓必須擰緊。3. 抱桿的豎立、拆除和提升抱桿提升的示意圖如圖3-43所示，提升步驟如下：1）綁好上、下兩層提升抱桿的腰環(huán)。上腰環(huán)綁得越高越好，下腰環(huán)不能綁 得過下。2）把上拉線綁到下一工作位置，此時上拉線呈松弛狀態(tài)。3）把牽引鋼繩回抽適當(dāng)長度，然后在接頭處水平鐵附近綁死，讓牽引繩依次通過抱桿根部的朝地滑車、塔上腰滑車，引向轉(zhuǎn)向滑車直至牽引動力。此時塔 上腰滑車一定要與牽引鋼繩綁扎處等高，并在其對應(yīng)位置。4）啟動牽引鋼繩，把抱桿提升很小一個高度，解開下拉線。5）繼續(xù)

10、牽引鋼繩，使抱桿逐步向上提升，直至把原來呈松弛狀態(tài)的四根上拉線 頂緊為止。由于設(shè)置了兩道腰環(huán)，抱桿不會有太大傾斜。6）把下拉線拉緊，按所需的傾斜度綁牢。操作時兩人配合作業(yè)，一人拉緊， 一人綁扣，不能綁成松弛狀態(tài)。7）恢復(fù)起吊構(gòu)件的工作狀態(tài)，作好起吊構(gòu)件準(zhǔn)備。4. 抱桿工作位置的調(diào)整抱桿提升完畢，腰環(huán)已失去作用，為避免起吊時抱桿在腰環(huán)處出現(xiàn)鼓肚， 甚 至折斷，所以必須將上、下腰環(huán)松開；由于鋼繩受力后伸長和抱桿、上拉線自重 等原因，抱桿根部要自然下沉100200mm如抱桿受力后向起吊反側(cè)傾斜、給 安裝帶來困難。故抱桿起吊完畢，構(gòu)件吊裝以前，必須調(diào)整上拉線上花籃螺栓， 使抱桿向起吊側(cè)傾斜。5. 雙吊

11、法施工每段鐵塔分成兩片構(gòu)件同時起吊、同時就位、同時安裝，所以要求兩片構(gòu)件 綁扎位置、方式和所用鋼繩套長度均相同；兩片構(gòu)件吊離地面后，應(yīng)停止起吊， 檢查牽引設(shè)備、構(gòu)件的綁扎、兩片構(gòu)件離地高度等，經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)異常，再繼續(xù) 起吊；檢查時或繼續(xù)起吊中發(fā)現(xiàn)兩片構(gòu)件離地高度不等，應(yīng)對提升得較高一側(cè)鋼繩加以制動，當(dāng)兩構(gòu)件牽引鋼繩離地等高時繼續(xù)起吊。四、受力分析計算圉壬44斜塑大掘、華引鋼綢受力計甕蟲(*)受力圖1(1力蘭角形圈(b)內(nèi)拉線抱桿組塔的受力，可分為牽引鋼繩系統(tǒng)的受力和 抱桿及內(nèi)拉線受力兩部分。1 牽引鋼繩系統(tǒng)的受力牽引鋼繩系統(tǒng)的受力計算包括，起吊重量計算，調(diào)整大 繩的受力計算，牽引鋼繩受力計算以

12、及動滑車、朝天滑車、 腰滑車、平衡滑車、轉(zhuǎn)向滑車等的受力計算等。(1 )起吊重量的計算設(shè)吊裝構(gòu)件的最大重量為 -，則計算起吊構(gòu)件的重量 式中"： 動荷系數(shù)，取1.11.2 ;'不平衡系數(shù)，取1.051.1(2) 調(diào)整大繩的受力計算設(shè)起吊構(gòu)件的計算重量為'，調(diào)整大繩的受力為'，牽引鋼繩的受力為廠,調(diào)整大繩與地面夾角為 二，牽引鋼繩與桿塔軸線夾角為 ，如圖3-44所示 根據(jù)節(jié)點力系的平衡原理，可立下面兩個方程式：設(shè)0 貝y設(shè)；：- M 則卜解方程組得調(diào)整大繩受力為：p_ gsincos(or+0)式中'調(diào)整大繩受力(kg)；'牽引鋼繩與桿塔軸線間的

13、夾角，；(3) 牽引鋼繩受力(如圖3-43所示)根據(jù)構(gòu)件起吊方式的不同，牽引鋼繩的受力計算也分兩種情況： 直接牽引及 加動滑車牽引。1) 直接牽引時(不計各滑車的摩擦阻力時) 牽引鋼繩受力 '：_2)采用動滑車時，如不計動滑車的摩擦阻力，則牽引鋼繩的受力為直接牽 引時的1/2，即：匚=土=丄皿叩s在滑車存在摩擦阻力的情況下，牽引鋼繩需依次通過動滑車、朝天滑車、腰 滑車、地滑車，然后引至牽引動力。所以牽引鋼繩的實際受力，需計及各滑車阻 力系數(shù)二的影響。（4）動滑車受力 動滑車的受力如圖3-45所示。根據(jù)力系平衡條件，動滑車的受力等于 二或國玉43動削車費力圖345鞘天搦車愛力國ss（5）

14、朝天滑車受力朝天滑車的受力如圖3-46所示。根據(jù)起吊方式的不同，其計算公式分別為:1）單吊時N - S'cos H + E cow 4式中N朝天滑車受力值（kg）； '、*、： “夾角。2）雙吊時牽引鋼繩與抱桿間的直接起吊N =2S cos 煜 + 21 cos 4加動滑輪起吊N = % cos A + 2% cob AN =ss（6）腰滑車受力sS3-48拖抖頂種簡化力藍(lán)皮（i）變力伏梅；Cb）力二博形國閹S47 .腰滑聿展趟滑聿曼力田5靂滑率旻力團(tuán)乂 Cb）地矚車愛力因（7）地滑車（即轉(zhuǎn)向滑車）受力 地滑車的受力寵如圖3-47 （b）所示。1)單吊法時腰滑車的受力如圖3-4

15、7（a） 所示。根據(jù)力系平衡條件，腰滑車的受力I：為：(3-89)ss雙吊法時 牽引設(shè)備受力=2.821）式中單吊法時n牽引鋼繩通過滑車數(shù);2）（8）根據(jù)起吊方式的不同，分為下列兩種情況ss每個滑車的阻力系數(shù)。 雙吊法時根據(jù)力系平衡條件，得:sin 5° shCh-5°)2）直接牽引時按上式計算；用動滑車時，也按上式計算，但牽引鋼繩的受力值 應(yīng)為： （即將J換成二）。最后將算得的結(jié)果乘2。2 抱桿及內(nèi)拉線受力內(nèi)拉線包括上拉線及下拉線。抱桿及內(nèi)拉線的受力，它們兩者之間有密切關(guān)系，同時也都與起吊構(gòu)件的重量及起吊方式有關(guān)。（1）上拉線受力單吊時上拉線受力的計算公式如下（雙吊時，上

16、拉線從理論上講是不受力）：設(shè)拉線的合力為S,如圖3-48所示，：為抱桿外荷載（kg）。（2）抱桿受力1）雙吊時,T sin h r N尸抱桿傾斜5o時的軸向力N5按下式計算："廠2）單吊時抱桿傾斜5o時的軸向力2按下式計算：弘二Dg + 恥噸V）（3）下拉線受力單吊法與雙吊法的計算原理是一樣的?，F(xiàn)以抱桿傾斜角5o為例，列出下拉線的受力計算公式。下拉線承受抱桿的軸向壓力及抱桿體的自重。由于下拉線的受力情況屬于空間力系，所以計算工作可分兩次進(jìn)行，如圖3-49所示第一次先計算到如圖3-49（a）所示的平面上，得；1 05?sin(+5o)sin 2$1 05sin（-5°） r3sin 20式中二抱桿傾斜側(cè)承托系統(tǒng)張力的向量和（kg）；人一一抱桿另一側(cè)承托系統(tǒng)張力的向量和（kg）；-承托系統(tǒng)兩側(cè)合力作用線夾角之半；1.05 抱桿自重系數(shù)。第二次再計算到下拉線上，如圖 3-49 （b）所示：耳=上_%2 cos cc2 cos cv式中一一抱桿傾斜側(cè)承托系統(tǒng)分肢所承受的張力（kg）；:抱