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2009NO.20

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工程技术

交流特高压线路铁塔组立技术

刘立波

（黑龙江省送变电工程公司，黑龙江哈尔滨150010）

摘

要：特高压输电能提高电力输送容量，增加经济输电距离，尤其在减少输电损耗、节约线路走廊占地、节省工程建设投资等方面

具有明显优势。本文从计算、组塔技术等方面进行了重点阐述。

关键词：特高压铁塔；重心计算；组立铁塔1特高压铁塔组塔抱杆参数

选择特高压线路铁塔组立抱杆时，应考虑风载荷的影响。本文推荐用于特高压铁塔组立的悬浮抱杆长度一般为30m或40m。当采用内

需增加抱杆长悬浮外拉线抱杆组立ZB型塔时，

度，推荐为481TI。抱杆截面积可选择为700rnm×700mm、800min×800ram、900mm×900mm，摇臂抱杆组塔的抱杆长度为41TI；截面积为900mm×900mm，摇臂长度为6m。本文推荐的抱

进入施工现场的抱杆应杆主材材质采用Q345。

进行检验或试验，合格后方可投入使用。

为解决一些塔型(如酒杯塔)因横担尺寸大、曲臂高、重量大等因素造成的吊装困难和抱杆高度不够、长细比过大及山区大抱杆运输困难的难题，在特高压线路组塔施工中研制出了新型的内悬浮外拉线组合抱杆。该抱杆由上、下2部分组成，上抱杆可采用截面积900mm×900mm、高度40m和截面积750mm×750mm、高

2种规格；下抱杆截面积650mm×度34m，

650mm，高度15m。吊装塔身及下曲臂时，可只使用上抱杆，承托系统固定在上抱杆底部；吊

中曲臂和中横担时，使用组合抱杆。上、下装上、

2节抱杆采用铰接，使上抱杆可在顺线路方向和横线路方向倾斜，以满足吊装要求。

组合抱杆在不改变抱杆长细比的情况下，增加了抱杆的有效吊装高度，减小了抱杆截面积，减轻了抱杆自重，解决了特高压组塔抱杆长细比过大和大截面抱杆运输困难的难题。

2重心计算原理

整体起吊曲臂及横担时，重心位置的确定直接关系到吊点的选择，所以，除抱杆的受力验

它直算外，重心的确定是组立能否成功的关键。

接决定着起吊过程的平稳程度及塔件的就位速度，故了解重心的计算原理十分必要。众所周知，在地球附近的物体都受到地球对它的引力，即物体的重力。重力作用于物体内每一微小部分，是一个分布力系。对于工程中一般的物体，这种分布的重力可足够精确地视为空间平行力系，一般所谓重力，就是这个空间平行力系的合力。物体重力合力的作用点称为物体的重心。

重心在工程实际中具有重要的意义。如重心的位置会影响物体的平衡和稳定，对于汽车飞机和船舶都很重要；高速转动的转子，如果转轴不通过重心，将会引起强烈的振动，甚至引起

物体重力的合力作用线通过物体的重心，破坏。

下面通过力系的合力矩定理推导物体重心的坐标公式，这些公式也可用于确定物体的质量中面积形心和液体的压力中心等。将物体分割心、

成许多微小块，每小块所受重力为Pi,这些组成平等力系，其合力的大小就是整个物体的重量，见图1，即：P=ΣPi。

取直角坐标系OXYZ,使Z轴平行于重力。设任一微体i的坐标为Xi，Yi，Zi，重心C的坐标

YC，XC。根据合力矩定理，对X轴取矩，有：为XC，

则YC＝ΣPiYi

P

再对Y轴取矩，有：则XC＝ΣPiYi

P

(1)

这种处理的方法操作起来．经常是将结构充分简化加以统计计算，以简化计算过程。对验算得出的重心位置，尽量采用扩大吊点包容范围，

按实以便保证重心落在其中。经过吊装试点后，

际情况调整吊点位置，然后最终确定重心位置。

此方法处理起来，要求对塔片结构做正确而合理的离散统计，但实际操作中，对部分不规整结构，如立体结构等，难免由于疏忽或者简化计算的不合理而带来一定的误差。

3．2基于AutoCAD的计算方法

基于AutoCAD的建模的方法．主要是利用AutoCAD的“绘图”菜单中包含有丰富的绘图命令，使用它们可以绘制出直线、构造线、多段线、圆、矩形、多边形、椭圆等基本图形，然后将绘制的图形转换为面域，对其进行组合。再借助于“修改”菜单中的布尔命令，绘制出符合要求的二维图形。对二维图形，通过拉伸、设置标高和厚度

“绘图”“、建模”等操作转换为三维图形。再使用

命令中的子命令，绘制角钢、联板等基本实体模

“修改”菜单中的3D相关命令，完整型。再结合

地组装出复杂铁塔部件三维模型图形。最后通过菜单：【Tool(工具)】→【Inquiry(查询)】→【Region／MassProperties(质量特性)】得出重心位置。

对铁塔结构进行实体建模，可以获得许多有用的实用信息，且对结构的改变，能通过及时模拟，配合AutoCAD的查询菜单及list命令完成查询各离散部分不平衡力矩计算每个离散部分力矩并对变化迅速做出反应。可以看出，进行铁塔体系重心计算的关键在于建立精确的计算模型，模型产生的自重必须和实际相符，才能保证重心计算精确。

4内悬浮外拉线抱杆组塔4．1现场布置

内悬浮外拉线抱杆组塔适用于较平坦地形，可根据塔体的结构尺寸、构件重量等条件，采用塔身分片吊装、横担分段吊装或分片吊装。塔身分片吊装的现场布置如图1所示。

4．2工艺流程

图2为内悬浮外拉线抱杆分解组塔的工艺流程框图，主要包括：抱杆组立、塔腿吊装、抱杆

（2）

重心计算的图示

若对z轴取矩，由于各力平行于z轴，各力力矩为0。为求坐标Zc，由于重心在物体内占有确定的位置，不会因物体的放置方式而改变，对固连于此物体上的坐标系，其坐标也不会因物体的放置方式而改变．因此将物体连同坐标系OXYZ一起绕X轴逆时针转90°，使y轴向上，这样各重力及其合力都与y轴平行。这时，再对X轴取矩，得：

则ZC＝ΣPiYi

P

（3）

(1)、(2)、(3)式即为计算物体重心的坐标公式。

3计算方法

3．1传统计算方法

目前，经常采用的方法是首先将铁塔塔片的各组成部分离散化，分别计算塔片上下前后各部分结构对相应轴线的力矩。然后求塔片前后各部分的力矩代数和，即求出不平衡力矩和。最后由不平衡力矩除以塔片的重量即得到结构

：PYÁ：：PY：PY： ：PY：：PY偏离相应轴线的距离，从而求出重心位置。ÁÁÂÂÂÂÃÃ

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