特高壓鋼管塔軌道運輸方案

黃成云，朱立明，丁宗保，曾曉東

（安徽送變電工程公司，合肥市，230022）

0 引言

與角鋼塔相比，鋼管塔具有剛度大、穩(wěn)定性好的特點，可大幅節(jié)省鋼材用量（節(jié)省約30%的鋼材）；雖然鋼管價格比角鋼略高，但鋼管塔的總體價格卻比角鋼塔低。隨著1000 kV特高壓淮南—上海（簡稱“特高壓東線”）雙回線路建設(shè)項目的逐步推進，鋼管塔運輸成為急待解決的難題[1-11]。特高壓東線普通線路所用鋼管塔的主材最大直徑為900 mm、單根主材質(zhì)量為4 t，主材運輸難度大。安徽送變電工程公司成立了特高壓輸變電工程施工技術(shù)攻關(guān)小組，研制出了載量大、易操控、環(huán)保、安全便捷的特高壓鋼管塔軌道運輸方案，該方案具有負載能力強、可控性能優(yōu)、適用范圍廣、推廣價值大等特點。

1 軌道運輸方案的設(shè)計條件

特高壓鋼管塔軌道運輸方案采用輕軌運輸、雙車載貨，可以在農(nóng)田淤泥質(zhì)土上運輸。軌道運輸方案的主要參數(shù)如表1所示。

表1 特高壓鋼管塔軌道運輸方案的主要參數(shù)Tab.1 Main parameters of track transportation program forUHV steel tube tower

2 輕軌系統(tǒng)組成

（1）軌道。如果為直線軌道，鋪設(shè)順序為從起點到終點，軌道一側(cè)按彈線鋪軌，直線度誤差應(yīng)保證50 mm/（100 m），以保證牽引鋼絲繩在托架上滑動。如果軌道中間布置有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)定好的路徑布置轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，對軟土地基采用硬土填平，從轉(zhuǎn)向系統(tǒng)處向兩端鋪軌。

（2）軌枕。軌枕距輕軌端頭215 mm處安裝，每隔1.2 m安裝1個，保證接頭位于軌枕前端215 mm處。軌枕通過擰緊壓板螺栓與輕軌固定，壓板有固定與定位輕軌的功能。另外，拆卸時，只需將壓板旋轉(zhuǎn)90o即可，不需與槽鋼分開。輕軌接頭處采用輕軌接頭夾板對夾，注意圓頭螺栓根部臺階與夾板孔裝配緊密，以保證螺帽能夠擰緊。

（3）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)盤底座、輕軌轉(zhuǎn)接架、鋼絲繩轉(zhuǎn)盤組成。轉(zhuǎn)向有3種布置型式：十字形、T字型、八字型。應(yīng)根據(jù)地形及施工平面布置圖確定轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式。載貨小車到達轉(zhuǎn)向系統(tǒng)前，轉(zhuǎn)盤軌道與小車運行軌道對接，旁邊應(yīng)插上固定栓或由人員扶持兩邊對角轉(zhuǎn)盤撬棍調(diào)整軌道對齊，并在轉(zhuǎn)盤軌道端頭放置小車擋鐵（兼作軌道定尺）。載貨小車運行至轉(zhuǎn)盤軌道后，為防止小車向后滑落，應(yīng)在其后放置小車擋鐵。旋轉(zhuǎn)軌道轉(zhuǎn)盤至小車前行軌道，對齊，拆除前方小車擋鐵，待小車離開軌道轉(zhuǎn)盤，拆除后方小車擋鐵。后方載貨小車如前述處理。

（4）托架。鋼絲繩托架每隔18 m安置1個（即每隔2個輕軌安裝1根），鋼絲繩不能碰到槽鋼，保證鋼絲繩在托架上滑動。托架底座通過螺栓抵緊槽鋼固定在其上，托架位置應(yīng)根據(jù)鋼絲繩的位置作適當調(diào)節(jié)。

（5）載貨小車。裝載鋼管時，載貨小車需要裝上支撐架；裝載塔腿或其他物件，應(yīng)拆除支撐架。載貨小車如圖1所示。

考慮載貨小車結(jié)構(gòu)精簡，其質(zhì)量控制在80 kg以內(nèi)。采用有限元法計算小車主體結(jié)構(gòu)強度，小車的結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析見圖2，小車主體結(jié)構(gòu)變形見圖3。經(jīng)計算得知，小車載重為2 t，中間槽鋼應(yīng)力為82.4 MPa，槽鋼材質(zhì)為Q235，滿足應(yīng)力不大于94 MPa的要求。

3 輕軌運輸真型試驗

輕軌運輸真型試驗場地為200 m×60 m的河道淤泥質(zhì)土，鄰邊有坡地。淤泥粉沙土表層淤泥較淺，一般小于5 cm，成人腳踩時淤泥粉沙土陷深到腳面：允許單位土壤承壓力20～30 kPa的設(shè)備通過和工作，可模擬輕軌作為運載工具的實際施工運輸?shù)湫偷刭|(zhì)工況。鄰邊坡地表層有松土，能沾泥步行，但不能通行載貨車輛：允許土壤單位承壓力為30～50 kPa的施工設(shè)備通過和工作，用于布置牽引絞磨、固定地錨、人員走動操作等。場地坡度向河床緩慢傾斜，場地坡度不小于10o，載貨小車具有良好的“溜坡”試驗條件。軌道運輸真型試驗如圖4所示。

輕軌運輸真型試驗表明：輕軌滿足運輸長12 m、直徑900 mm、載荷4 t設(shè)計要求；轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)過現(xiàn)場測試轉(zhuǎn)動靈活、方便、安全，能夠滿足1000 kV特高壓輸變電工程鋼管運輸施工要求，特別是輕軌轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計新穎，克服施工現(xiàn)場任意角度轉(zhuǎn)向的難題，給施工帶來便捷。

4 注意事項

（1）輕軌能夠適應(yīng)不同地質(zhì)條件：①對于黏土、粉土、素填土等地質(zhì)（成人走路不陷腳），軌枕在輕軌及載重壓力下陷進地面，輕軌與地面接觸并且小部分陷進地面，不影響使用，均屬正常使用范圍；對于軟泥土質(zhì)，應(yīng)考慮在合適位置墊道木，避免輕軌整個陷進地面而無法使用。②對于中粗砂礫地質(zhì)，屬于正常使用范圍，嚴禁增大軌枕間安裝距離，在頻繁運輸過程中，應(yīng)觀察輕軌的變形，在明顯變形的地方應(yīng)墊上支承物，或在地耐力差的地方挖出淤泥襯上道木。③如果軌道中間布置有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，應(yīng)在合適位置布置轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，對軟土地基采用硬土填平，從轉(zhuǎn)向系統(tǒng)處向兩端鋪軌。

（2）管件裝載捆扎時，應(yīng)在嚢體鞍架上襯車胎內(nèi)膽皮，用麻繩綁扎固定；在捆扎鋼管位置，鋼管表面應(yīng)先鋪上麻袋片，鋼絲繩下面襯上木楔，防止運輸中磨損鋼管鍍鋅層。

（3）運輸鋼管采用2輛小車，小車邊緣距離鋼管法蘭0.3～0.5 m處，通過機動絞磨或拖拉機絞磨往復(fù)式運輸；建議使用拖拉機絞磨以提高運輸效率。

（4）在通過轉(zhuǎn)向盤過程中，機動絞磨應(yīng)低速牽引，指揮人員利用對講機指揮機動絞磨操作，并協(xié)助轉(zhuǎn)向。待前端小車通過轉(zhuǎn)向盤后，恢復(fù)轉(zhuǎn)向盤至原位置，便于后端小車通過轉(zhuǎn)向盤。

5 結(jié)語

仿真計算與真型試驗表明特高壓鋼管塔軌道運輸方案是可行的，可為特高壓工程提供參考。

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