线路立塔内拉线受力计算

一、概述

内拉线抱杆分解组塔的优点有：

1）施工现场紧凑，不受地形、地物。使用内拉线抱杆分解组塔，轻易地解决了外拉线抱杆组塔法的外拉线不易或不能布置的困难。

2）简化组塔工具，提高施工效率。取消了外拉线及地锚，缩短拉线长度，进一步使工器具简单轻便，运输、安装、撤除工具的工作量大为减少。 3）抱杆提升安全可靠，起吊构件平稳方便。 4）吊装塔材过程中，抱杆始终处于铁塔的结构中心，铁塔四角主材受力均匀，不会出现受力不均使局部塔材变形；同时，四个塔腿受力均匀，避免了基础的不均匀沉降，对底板较小的基础型式如金属基础尤其有利。

缺点是因内拉线抱杆的稳定性取决于已组装塔段的稳定性，所以不适合吊装酒杯型、猫头型等曲臂长、横担长、侧面尺寸小、稳定性差的铁塔头部，高处作业较多，安全性能稍差。 拉线抱杆组塔法分单吊组装法和双吊组装法。双吊法朝天滑车为双轮朝天滑车，两片塔材两侧同时吊装；采用双吊法时，牵引钢绳穿过平衡滑车，两端经过各自地滑车腰滑车、朝

天滑车起吊两侧塔片，平衡滑车用一根总牵引钢绳，引至牵引设备。 图3-36为内拉线抱杆组立铁塔的施工现场图。 二、现场布置

单、双吊法现场布置分别如图3-37、图3-38所示。 1．抱杆的组成

内拉线抱杆宜用无缝钢管或薄壁钢管制成。抱杆上端安装朝天滑车，朝天滑车要能相对抱杆作水平转动，所以朝天滑车与抱杆采用套接的方法，四周装有滚轴。朝天滑车下部焊接四块带孔钢板，用以固定四根上拉线。抱杆下部端头安有地滑车，地滑车上部焊有两块带孔钢板，用以连接下拉线的平衡滑车。双吊法使用的双轮朝天滑车构造如图3-39所示。单吊法使用单轮朝天滑车。 2．抱杆长度的确定

内拉线抱杆长度也是主要考虑铁塔分段长度。由于内拉线抱杆根部采用悬浮式固定，所以抱杆长度要比外拉线抱杆长一些。一般取铁塔最长分段1.5～1.75倍，一般220～500kV铁塔内拉线抱杆全长可取18-24m。

抱杆总长由悬浮高度和起吊有效高度两部分组成。抱杆越高，起吊有效高度越大，安装构件越方便；但这时上拉线与抱杆夹角减小，受力增大，同时悬浮高度相应减小，所以抱杆的自身稳定性也差。抱杆的悬浮部分高度决定抱杆的稳定性，悬浮高度越大，四根下拉线受力相应减少，抱杆稳定性好，一般悬浮部分为抱杆总长度0.3倍为宜。 3．上拉线和下拉线 上拉线由四根钢绳组成，一端固定在抱杆顶部，下端固定到已组铁塔主材节点上。下拉线由两根钢绳穿越各自平衡滑车，四个端头固定在铁塔主材上，平衡滑车有左右布置和前后布置两种情况，分别适用于被吊构件的左右起吊和前后起吊，使抱杆下拉线受力接近均匀，两种布置情况如图3-40所示。

上、下拉线均需安装调节装置，一般下拉线调节装置为双钩紧线器，上拉线可用花篮螺栓调节。上、下拉线与铁塔主材固定，用钢绳直接绑扎，也可用圆钢式或槽钢式卡具连接。拉线固定处最好悬在有水平材的主材节点处。 4．腰环

腰环的作用在于提升抱杆时稳定抱杆，它随抱杆断面不同而不同，一般圆形断面均用正方形腰环，腰环与抱杆接触处应套一个钢管，使抱杆升降时由滑动摩擦变为滚动摩擦。

固定腰环一般用绳索系到主材上；抱杆提升完毕，要将腰环绳松去，以免抱杆受力倾斜而将其拉断。

5．起吊系统腰滑车

腰滑车作用是使牵引钢绳从塔内规定方向引至转向滑车，并使牵引钢绳在抱杆两侧保持平衡，尽量减少由于牵引钢绳在抱杆两侧的夹角不同而产生的水平力。

腰滑车一般设置在抱杆上、下拉线绑扎处的塔材上，腰滑车钢绳套越短越好，以增大牵引钢绳与抱杆的夹角，故腰滑车之滑轮至角钢背的水平距离应不大于300mm。双吊法每根牵引钢绳应有自己的腰滑车，对称布置，如图3-41所示。 6．转向滑车

转向滑车一般挂在铁塔的基础上，直接以基础为地锚。若铁塔基础为金属基础，为防止基础变形可采用主角钢与坑壁间加顶撑、塔腿外围打一铁桩加固或基础回填土时埋入一地锚的措施。 双吊法时，应使引向塔外的两牵引绳等长。故地面转向滑车应尽量地使用双轮滑车，其布置应接近塔位中心，如图3-42所示。

7．牵引动力

因每吊质量不超过1.5t，因此牵引钢绳不必采用复滑车组。为了不影响构件吊装，当被吊构件在顺线路方向时，牵引动力设置在横线路方向上；而被吊构件在横线路方向时，牵引动力设置在顺线路方向上。动力必须固定在可靠地锚上；牵引动力操作人员，应离铁塔高1.2倍以外。 三、分解组立的顺序和方法 1．构件起吊

开始起吊构件时，应拉紧下部的调整大绳，并放松上部调整大绳使构件平稳起立。调整大绳与地面的夹角应小于45º。起吊

过程中，调整大绳应使吊构件离开塔身0.5m左右，调整时需缓松缓紧，要防止突然松绳。

2．构件安装

在每段铁塔正侧面的构件基本组装完后，才能开始提升抱杆；当抱杆提升完毕，开始吊装上面一段构件之前，凡能安装上的辅铁，包括横膈材、拉铁等都必须装上；主材接头螺栓及连接接头附近水平铁的螺栓必须拧紧。 3．抱杆的竖立、拆除和提升

抱杆提升的示意图如图3-43所示，提升步骤如下:

1）绑好上、下两层提升抱杆的腰环。上腰环绑得越高越好，下腰环不能绑得过下。

2）把上拉线绑到下一工作位置，此时上拉线呈松弛状态。

3）把牵引钢绳回抽适当长度，然后在接头处水平铁附近绑死，让牵引绳依次通过抱杆根部的朝地滑车、塔上腰滑车，引向转向滑车直至牵引动力。此时塔上腰滑车一定要与牵引钢绳绑扎处等高，并在其对应位置。

4）启动牵引钢绳，把抱杆提升很小一个高度，解开下拉线。

5）继续牵引钢绳，使抱杆逐步向上提升，直至把原来呈松弛状态的四根上拉线顶紧为止。由于设置了两道腰环，抱杆不会有太大倾斜。

6）把下拉线拉紧，按所需的倾斜度绑牢。操作时两人配合作业，一人拉紧，一人绑扣，不能绑成松弛状态。

7）恢复起吊构件的工作状态，作好起吊构件准备。 4．抱杆工作位置的调整

抱杆提升完毕，腰环已失去作用，为避免起吊时抱杆在腰环处出现鼓肚，甚至折断，所以必须将上、下腰环松开；由于钢绳受力后伸长和抱杆、上拉线自重等原因，抱杆根部要自然下沉100～200mm，如抱杆受力后向起吊反侧倾斜、给安装带来困难。故抱杆起吊完毕，构件吊装以前，必须调整上拉线上花篮螺栓，使抱杆向起吊侧倾斜。 5．双吊法施工

每段铁塔分成两片构件同时起吊、同时就位、同时安装，所以要求两片构件绑扎位置、方式和所用钢绳套长度均相同；两片构件吊离地面后，应停止起吊，检查牵引设备、构件的绑扎、两片构件离地高度等，经检查未发现异常，再继续起吊；检查时或继续起吊中发现两片构件离地高度不等，应对提升得较高一侧钢绳加以制动，当两构件牵引钢绳离地等高时继续起吊。 四、受力分析计算

内拉线抱杆组塔的受力，可分为牵引钢绳系统的受力和抱杆及内拉线受力两部分。 1．牵引钢绳系统的受力

牵引钢绳系统的受力计算包括，起吊重量计算，调整大绳的受力计算，牵引钢绳受力计算以及动滑车、朝天滑车、腰滑车、平衡滑车、转向滑车等的受力计算等。

（l）起吊重量的计算 设吊装构件的最大重量为式中

，则计算起吊构件的重量

——动荷系数，取1.1～1.2；

——不平衡系数，取1.05～1.l。

（2）调整大绳的受力计算 设起吊构件的计算重量为调整大绳与地面夹角为

，调整大绳的受力为

，牵引钢绳的受力为

，

，牵引钢绳与杆塔轴线夹角为，如图3-44所示。

根据节点力系的平衡原理，可立下面两个方程式： 设 设

，则 ，则

解方程组得调整大绳受力为：

式中

——调整大绳受力（kg）；

——牵引钢绳与杆塔轴线间的夹角，；

（3）牵引钢绳受力（如图3-43所示） 根据构件起吊方式的不同，牵引钢绳的受力计算也分两种情况：直接牵引及加动滑车牵引。

1） 直接牵引时（不计各滑车的摩擦阻力时）

牵引钢绳受力

2）采用动滑车时，如不计动滑车的摩擦阻力，则牵引钢绳的受力为直接牵引时的1/2，即：

在滑车存在摩擦阻力的情况下，牵引钢绳需依次通过动滑车、朝天滑车、腰滑车、地滑车，然后引至牵引动力。所以牵引钢绳的实际受力，需计及各滑车阻力系数

的影响。

（4）动滑车受力

动滑车的受力如图3-45所示。 根据力系平衡条件，动滑车的受力等于

或

。

（5）朝天滑车受力

朝天滑车的受力如图3-46所示。根据起吊方式的不同，其计算公式分别为： 1） 单吊时

当

时

、

、

——牵引钢绳与抱杆间的

式中N ——朝天滑车受力值（kg）；夹角。

2）双吊时 ①直接起吊 当

时

②加动滑轮起吊 当

时

或 （6）腰滑车受力

腰滑车的受力如图3-47（a）所示。

根据力系平衡条件，腰滑车的受力

为：

（3-）

（7）地滑车（即转向滑车）受力 地滑车的受力 1） 单吊法时

2） 双吊法时

如图3-47（b）所示。

（8）牵引设备受力

根据起吊方式的不同，分为下列两种情况 1） 单吊法时 式中 n—牵引钢绳通过滑车数；

——每个滑车的阻力系数。

2） 双吊法时

直接牵引时按上式计算；用动滑车时，也按上式计算，但牵引钢绳的受力值应为

（即将

换成

）。最后将算得的结果乘2。

2．抱杆及内拉线受力

内拉线包括上拉线及下拉线。 抱杆及内拉线的受力，它们两者之间有密切关系，同时也都与起吊构件的重量及起吊方式有关。 （1）上拉线受力

单吊时上拉线受力的计算公式如下（双吊时，上拉线从理论上讲是不受力）：

设拉线的合力为Sa，如图3-48所示，

为抱杆外荷载（kg）。

根据力系平衡条件，得：

（2）抱杆受力 1）双吊时

抱杆倾斜5º时的轴向力N5按下式计算：

2）单吊时

抱杆倾斜5º时的轴向力N5按下式计算：

（3）下拉线受力

单吊法与双吊法的计算原理是一样的。现以抱杆倾斜角5º为例，列出下拉线的受力计算公式。

下拉线承受抱杆的轴向压力及抱杆体的自重。由于下拉线的受力情况属于空间力系，所以计算工作可分两次进行，如图3-49所示。 第一次先计算到如图3-49（a）所示的平面上，得；

式中

——抱杆倾斜侧承托系统张力的向量和（kg）；

——抱杆另一侧承托系统张力的向量和（kg）；

——承托系统两侧合力作用线夹角之半； 1.05——抱杆自重系数。

第二次再计算到下拉线上，如图3-49（b）所示：

式中

——抱杆倾斜侧承托系统分肢所承受的张力（kg）；

——抱杆另一侧承托系统分肢所承受的张力（kg）； ——同侧承托系统两拉线夹角之半。

小结

内拉线抱杆分解组塔的优点有施工现场紧凑，不受地形、地物；简化组塔工具，提高施工效率；抱杆提升安全可靠，起吊构件平稳方便；铁塔四角主材受力均匀。其缺点是因内拉线抱杆的稳定性取决于已组装塔段的稳定性，所以不适合吊装酒杯型、猫头型等曲臂长、横担长、侧面尺寸小、稳定性差的铁塔头部，高处作业较多，安全性能稍差。

拉线抱杆组塔法分单吊组装法和双吊组装法，分布采用单轮朝天滑车和双轮朝天滑车。

在组塔过程中要按要求布置现场，以及计算各设备的受力情况。