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1、750Kv线路铁塔施工立塔抱杆试验报告根据750kV线路铁塔的塔型、结构和重量制定内抱杆立塔方案，这个立塔方案要求抱杆高32米，能吊起55kN的塔材，如果选用钢抱杆，它的自身重量要22kN，比较笨重；如果选用铝抱杆，自身重量虽轻，但抱杆的断面比较大，价格也比较贵。为了克服钢抱杆和铝抱杆的弊端，我们研制一种新型的钢铝混合型抱杆，钢铝混合抱杆是对抱杆设计理念的创新，它把钢材和铝材的优点，使用在同一抱杆不同的部位上，充分发挥两种资源的各自优势，使抱杆的重量、价格、体积三者能得到合理的兼顾。对这种新型抱杆必须进行试验，检验它的可行性和安全性。1 抱杆的技术数据：抱杆高32米，设计吊重55kN。700的
2、方截面，格构式结构，材料为钢铝混合型，抱杆的两端各8米用LY12角铝材料，中间16米用Q345角钢材料。抱杆主材为806，斜材为403。抱杆每4米为一段，整个抱杆由8段组成，段间用螺栓连接，两端为300的方截面,上端连接抱杆的头部，下端连接抱杆的承托系统。2 试验目的2.1 检验钢铝混合型抱杆这项新技术用于750kV线路铁塔施工的可行性和安全性。2.2 验证钢铝混合型抱杆设计的准确性。2.3 优化抱杆设计，改进提高。3 试验内容3.1 抱杆在额定荷载下的仿真试验：抱杆在仿真的额定荷载下应安全可靠，整体稳定性符合要求。3.2 抱杆作中心受压1.25倍额定荷载的过载试验，其横向变形不得超过抱杆长度
3、的1/600，即53；3.3 抱杆作中心受压1.5倍额定荷载的过载试验，其横向变形不得超过抱杆长度的1/500，即64。3.4 抱杆中心受压1.8倍额定荷载的过载试验。3.5 抱杆中心受压2.1倍额定荷载的过载强度试验。4 抱杆的试验方法 抱杆按施工现场的布置进行仿真试验，先将抱杆在地面上进行平卧组装成整体结构，其横向变形不得超过抱杆长度的1/1000,也就是32。然后将抱杆竖立在地面上，四面打上临时拉线, 临时拉线对地夹角为45，用四面临时拉线来调节抱杆的垂直和倾斜，在抱杆作中心受压过载试验时，通过四面的临时拉线对抱杆进行加压。在抱杆主要受力部位贴上应变片（由西安建筑科技大学结构与抗震实验室
4、负责），检测各种工况下的应力。用两台经纬仪支在抱杆的正面和侧面，观测抱杆在各种工况下的弯曲变形，抱杆从上到下设9个观测点，根据观测记录绘制出抱杆在各种工况下的变形曲线。抱杆试验示意图见下图抱杆拉线4条（对地45，互成90夹角）内抱杆（向受力侧倾斜5） 起吊11滑车组（与抱杆夹角15）地锚 起吊的荷重 （ 重5.5t） 控制绳 图例： 绞磨拉力表 磨绳拉线 绞磨滑车地锚 葫芦抱杆试验示意图4.1 垂直吊起额定荷载：启动绞磨通过11滑车组把55kN的额定荷载吊离地面，进行垂直吊重试验。4.2 仿真工况试验：吊起55kN的重物，调整拉线让抱杆头向受力侧倾斜的水平距离为2.8米，相当于抱杆向受力侧倾斜
5、5。然后用控制绳把荷重拉离抱杆8.3m，相当于起吊绳与抱杆的夹角为15，进行仿真工况试验。在仿真的冲击和振动下应安全可靠，整体稳定性符合要求。4.3 抱杆中心受压1.25倍额定荷载的过载试验：放松控制绳，使额定荷载吊绳处于垂直状态，但荷载不能接触抱杆和地面，把抱杆也调整为垂直状态，用四条拉线上的手板葫芦平衡加压，每条拉线加13.5kN拉力（四条拉线的总拉力为54kN），相当于抱杆轴向受压1.25倍额定荷载（112.5kN）。抱杆变形不得超过抱杆长度的1/600，即53。4.4 抱杆中心受压1.5倍额定荷载的过载试验：在上述状态下，用四条拉线上的手板葫芦平衡加压，每条拉线上加22. kN拉力（四
6、条拉线的总拉力为88kN），相当于抱杆轴向受压1.5倍额定荷载（135kN）。其横向变形不得超过抱杆长度的1/500，即64。4.5 抱杆中心受压1.8倍额定荷载的过试验：在上述试验布置的条件下，用四条拉线上的手板葫芦平衡加压，每条拉线上加32 kN拉力（四条拉线的总拉力为128 kN），相当于抱杆中心受压1.8倍的额定荷载（162 kN）。4.6 抱杆中心受压2.1倍额定荷载的过试验：在上述试验布置的条件下，用四条拉线上的手板葫芦平衡加压，每条拉线上加4 kN拉力（四条拉线的总拉力为167 kN），相当于抱杆轴向受压2.1倍额定荷载（189 kN）。4.7 试验记录： 记录应变片、吊重、四条
7、拉线拉力、控制绳拉力及抱杆变形在各种工况下的数值。 地锚 抱杆 北 观测点 重物 绞磨 西 东 南 号拉线 试验现场平面布置图 5 抱杆试验检测数据抱杆试验检测数据主要分为两类：第一类是抱杆在各种试验状态下的受力和应变数据；第二类是抱杆在各种试验状态下的横向变形数据。具体内容见附件：西安建筑科技大学结构与抗震实验室的750kV钢铝混合立塔抱杆负荷试验检测报告。抱杆在各种工况下，试验检测的钢材和铝材的最大应力和最大挠曲变形均满足国家电力行业标准DL/T 8752004输电线路施工机具设计、试验基本要求。6 抱杆试验结论和分析6.1 抱杆试验结论抱杆试验结果表明，抱杆在所测试的6种工况下，抱杆杆件
8、均处于弹性工作状态，未出现材料屈服现象或杆件失稳等承载能力极限状态。通过抱杆试验确认：为750kV线路铁塔施工研制的钢铝混合型内抱杆是可行的，用于立塔是安全可靠地，并有较好地经济性。适合于用内抱杆外拉线和内抱杆内拉线的施工方法来组立750kV线路的各种自立型铁塔。6.2 抱杆试验结果分析 抱杆仿真工况试验条件下， 钢材实测最大应力为30.9MPa,所用材质为Q345，其屈服极限标准值为345 Mpa，屈服安全系数为11.2； 铝材实测最大应力为31.7Mpa,材质为YL12，屈服极限值为410 Mpa，屈服安全系数为12.9；侧面挠度最大变形为55.7。抱杆在中心受压2.1倍额定荷载进行强度试
9、验条件下，钢材实测最大应力为68.5Mpa， 铝材实测最大应力为58.6Mpa，抱杆还有一定的强度储备；侧面最大变形为37.5，抱杆的稳定性比较好。7 钢铝混合抱杆的经济技术分析施工单位希望同样承载力的抱杆，要价格低、重量轻、断面小。目前常用的立塔抱杆有钢抱杆和铝抱杆，同样承载力的条件下，钢抱杆重量是铝抱杆的约2倍，铝抱杆价格是钢抱杆的约3倍，而且它的断面要比钢抱杆略大一些。这两种单一材料制作的抱杆，要同时满足价格低、重量轻、断面小这三个条件是矛盾的。钢抱杆虽然价格低、断面小，但太笨重；铝抱杆虽然轻，但是价格高、断面大。如果把钢和铝两种材料的优点用在抱杆合适的部位，把弹性模量比较大的钢材用在抱杆的中部，把弹性模量比较小的铝材用在抱杆两端，使钢材和铝材扬长避短，有机结合为钢铝混合抱杆,才可能使抱杆兼顾价格低、重量轻、体积小这三个条件。以试验这付钢铝混合抱杆为例，如果与同型的钢抱杆和铝抱杆相比，这三者的价格(参考价)和重量见下表。钢抱杆钢铝混合抱杆铝抱杆价格（万元）3.56.28.8重量（kN）221412从上表比较可以看出钢铝混合抱杆明显的优越性，它的重量相当于钢抱杆的63.6，他只比铝抱杆重约20，施工起吊重量接近钢抱杆，价格介于二者的中间。 综上所述，通过经济技术比较，750kV线路铁塔施工采用钢铝混合抱杆比较合理。陕西送变电工程公司 2004.12.3