内悬浮抱杆内外拉线组塔计算及受力分析

外拉线内悬浮抱杆组塔技术要点分析及应用摘要：输电铁塔是电网的重要组成部分之一，其施工质量直接关系着整个电网的安全稳定运行。

鉴于此，本文结合±500kV荆门～枫泾直流线路工程铁塔的组塔，根据工程实际情况以及超高压输电铁塔施工的特点，深入探讨该工程所采用的外拉线内悬浮抱杆组塔技术，同时根据铁塔施工部位的不同，提出了相应的施工质量控制措施，以提高输电铁塔施工质量，保证输电线路安全可靠性。

关键词：超高压输电铁塔；外拉线内悬浮抱杆组塔技术；施工质量控制工程概况±500kV荆门～枫泾直流输电线路工程起于湖北荆门换流站，止于上海枫泾换流站。

本工程线路在原葛南±500kV线路走廊上将单回直流线路改成双回共塔架设直流线路，其中湖北境内线路长397.18km，共划分为七个施工标段。

其中，第2施工标段全部为双回同塔架设，施工范围为荆门～枫泾±500kV直流输电线路P201号塔-P328号塔，共计铁塔129基。

塔材总重：3919t。

放紧线及附件安装：线路全长54.74km，共15个耐张段，附件安装130基。

铁塔型号直线塔型式6种，耐张塔型式3种，共计9种。

外拉线内悬浮抱杆组塔技术根据以往工程的施工经验，结合《超高压架空送电线施工工艺导则》要求，本工程针对直线塔将采用内悬浮外(内)拉线施工方案，抱杆选择600×600×31.5m规格的钢铝抱杆，经分析该抱杆从起吊高度、起吊重量、安全可靠性等方面均能满足本工程铁塔组立的要求。

2.1现场布置内悬浮外拉线抱杆分解组塔可根据铁塔塔体的轮廓尺寸、重量等条件，采用塔身分片吊装、横担分段吊装或整段吊装，塔身分片吊装现场布置示意图，如图1所示。

外拉线悬浮抱杆分解组塔布置应遵循下列规定：1）承托系统：承托绳采用四根φ21.5钢丝绳，用100kN卸扣固定在铁塔主柱的节点上（承托绳与塔身的固定应通过事先安装在塔材上的施工板(孔)联接）,保证其受力相同且使抱杆底部位于塔身中心。

架空输电线路内悬浮抱杆倾覆受力分析蒙春玲，王金龙，郭立波（中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司，山西太原030001）摘要：输电线路杆塔组立主要采用内悬浮外拉线抱杆分解组立，抱杆组立、拉线设置及杆塔组立均属高风险作业。

采用线性和非线性的方法，利用SmartTower 和有限元软件对工程实例中的抱杆意外倾倒进行受力分析，得出45毅风瞬时力是导致抱杆顶部位移的主要因素，顶部较大位移是拉索破坏的主要原因。

关键词：输电线路；杆塔；内悬浮抱杆；受力分析中图分类号：TM753文献标志码：A文章编号：1671-0320（2022）06-0023-030引言随着输电线路电压等级不断提高，特别是特高压工程的建设，输电线路铁塔高度不断增加，横担长度越来越长，单件质量越来越大，铁塔组立成为施工技术安全风险高、安装效率低、劳动强度大、施工成本高的主要部分。

目前，组塔方式主要有直升机吊装组塔、吊车组塔、落地抱杆组塔和内悬浮抱杆组塔，由于受地形、成本的制约，内悬浮抱杆组塔仍是施工组塔的主要方式。

内悬浮抱杆组塔又分为内悬浮外拉线抱杆分解组塔和内悬浮内拉线抱杆分解组塔，内悬浮外拉线抱杆组塔为三级风险，其抬升过程风险更高，需采取措施保障安全。

本文以工程案例来说明内悬浮外拉线抱杆在抬升过程中意外倾倒的受力情况。

1工程案例简介某工程中，施工人员在将第1层18m 位置拉线翻至抱杆36m 高度处的过程中，先将第1层18m 处的4根拉线拆除放至地面，然后登高至36m 处挂设完成B 、C 、D 腿3根拉线（尚未锚固），当挂设第4根A 腿方向拉线时，现场突起七级阵风，最大风速达16.7m/s （气象站距地10m 实测数据），气象站海拔高度1119m ，塔位海拔高度1727m ，根据相关气象规范[1]，折算塔位计算风速19m/s ，引起抱杆AC 方向剧烈晃动，设置在抱杆26m 处的4根拉线受到剧烈冲击，其中C 腿设置在抱杆26m 处拉线断裂，抱杆失稳倒向A 腿方向，随后B 腿拉线断裂。

抱杆的受力计算研究一、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、地物限制。

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10～13m。

抱杆总长由悬浮高度和起吊有效高度两部分组成。

内悬浮抱杆内外拉线组塔计算及受力分析内悬浮抱杆是指在高压电力线路跨越河流、山谷等需要大跨距支撑的地方，为保证线路的稳定性和安全性，在两个电力杆之间单独设置一个悬浮抱杆。

内悬浮抱杆受到两条拉线的拉力作用，同时还需要承受电力线路的重力。

以下是内悬浮抱杆内、外拉线组塔计算及受力分析的说明。

首先，内悬浮抱杆内、外拉线组塔的计算需要考虑到线路跨越的距离、线路电压等因素。

根据我国电力行业标准，内悬浮抱杆两个拉线之间的最大跨越距离为200-300米。

根据具体情况，我们可以选择逐跨双线塔、双回悬垂塔或者其他构型。

其次，内悬浮抱杆内、外拉线组塔的计算还需要确定拉线和悬垂绝缘子串的基本尺寸。

一般来说，内悬浮抱杆内、外拉线组塔的拉线采用矩形软钢丝绞线，悬垂绳及连接柱用铝合金绞合线或铝镁合金绞合线。

接下来，我们需要进行内、外拉线组塔受力分析。

在正常情况下，内悬浮抱杆内、外拉线组塔主要受到以下几个力的作用：拉线的水平拉力、拉线的垂直拉力、塔架的重力。

其中，拉线的水平拉力主要用于抵抗线路的水平外载荷，比如风力等；拉线的垂直拉力主要用于抵抗线路的竖直外载荷，比如自重、冰荷等；塔架的重力主要用于保证整个结构的稳定。

在内悬浮抱杆内、外拉线组塔的受力分析中，还需要考虑结构的稳定性和安全性。

为了保证结构的稳定性，内悬浮抱杆内、外拉线组塔的设计中应采用合理的材料、合适的截面尺寸和合理的节点连接方式。

为了保证结构的安全性，还需要对内悬浮抱杆内、外拉线组塔进行抗震设计，以应对可能出现的地震等自然灾害。

另外，内悬浮抱杆内、外拉线组塔的计算和受力分析还需要考虑场地条件和环境因素。

对于复杂的地质条件和特殊的环境要求，需要采用相应的技术措施进行处理，确保内悬浮抱杆内、外拉线组塔的安全性和稳定性。

总之，内悬浮抱杆内、外拉线组塔计算及受力分析是电力行业项目中的重要内容之一、通过对内悬浮抱杆内、外拉线组塔的合理设计和受力分析，可以确保电力线路的稳定运行和安全输送电能。

外拉线内悬浮抱杆分解组塔计算
悬浮式电力线路是一种电力输电线路的布置方式，它可以在既有的输电线路上安装外悬挂抱杆来增加输电线路的运行能力。

外拉线内悬浮抱杆分解组塔计算是悬挂式电力线路设计中的重要内容。

本文将详细介绍外拉线内悬浮抱杆分解组塔计算的相关内容。

一、悬浮抱杆的选型计算：
在悬挂式电力线路设计中，悬浮抱杆的选型是一项重要的工作。

选型计算要考虑到抱杆与线路之间的距离、线路的电气参数以及线路的机械强度等因素，以确定最合适的抱杆型号和规格。

二、悬浮抱杆的强度计算：
悬浮抱杆作为电力线路的支撑结构，其强度必须能够承受线路的负荷及外力的作用。

悬浮抱杆的强度计算包括抱杆的最大抗扭矩、挠度、破坏荷载等参数的计算，以保证抱杆在运行中不发生断裂或变形等事故。

三、外拉线与悬浮抱杆的连接计算：
外拉线与悬浮抱杆的连接计算主要包括连接件的强度和刚度计算。

连接件的强度计算要考虑到连接点的受力情况，以确定连接件的最小截面尺寸和强度要求。

连接件的刚度计算要考虑到连接点的变形情况，以确定连接件的刚度要求。

四、高压导线的风荷载计算：
高压导线作为电力线路的主要承载结构，其受到风荷载的作用。

风荷载计算要考虑导线的长度、形状、材料及风速等因素，以确定导线在受到风力作用时的最大承载能力。

以上是外拉线内悬浮抱杆分解组塔计算的主要内容。

在进行计算时，需要根据实际情况和设计要求，选择合适的计算方法和理论模型，并利用计算软件和工程经验进行计算和分析。

同时，还需要根据计算结果进行结构设计和参数优化，以确保外拉线内悬浮抱杆组塔的稳定和安全运行。

附件二、内悬浮外拉线抱杆分解组塔内悬浮抱杆分解组塔时，抱杆的临时拉线有两种布置方式：一种是内拉线，另一种是外拉线。

外拉线是抱杆拉线由抱杆顶引至铁塔以外的地面，通过拉线控制器与地锚连接固定，所以也称落地拉线。

内悬浮外拉线抱杆与内拉线抱杆相比，前者更适于起吊较重的塔片，各种组塔方法对于吊装酒杯塔横担都存在一定困难，但使用内悬浮外拉线抱杆出装酒杯型铁塔的横担困难相对较小。

内悬浮外拉线抱杆组塔与内悬浮内拉线抱杆组塔相比，除将抱杆拉线由塔身内侧改为塔身外侧外，其余操作及施工计算均相同。

第一节现场布置一、内悬浮外拉线抱杆分解组塔的现场布置其现场布置示意如图6-1所示。

二、计算抱杆长度(1）对于干字型塔（包括上字型及双回路直线塔等），抱杆长度应满足吊装塔身各片的要求。

其长度应满足：L A ≥ 2/3L 1 2 D X+L +H +H式中: L —按塔身段长度计算的抱杆长度， m ；AL —塔身各段中最长的一段段长， m ；1L —抱杆插入已组塔段的长度，可近似取已组塔体上端根开， m ； 2H H D X —吊点绳的垂直高度，可近似取被吊构件上端的根开， m ；—起吊滑车组收缩后的最小长度， m ，一般取 2? 4m。

(2)对于酒杯塔（包括猫头塔等），抱杆长度应满足吊装横担的需要。

其长度应满足L ≥ H +L +L +H +HB b 3 2B D X式中： L B b —按吊装酒杯塔横担计算的抱杆长度， m ；—酒杯塔横担的立面高度， m ；H L —酒杯塔平口至横担下平面的高度 ,m ；3L —抱杆插入塔身部分的长度，可近似取平口的根开， m 。

2B 当抱杆根部的承托绳能挂在下曲臂靠上端（注意应有横杆支撑等补强措施）时，可取 L =0,由此得出的抱杆长度会稍短些。

2B三、抱杆的临时拉线布置(1）抱杆临时拉线的地锚应位于与基础中心线火角为 45°的延长线上。

拉线的对地火角不宜大于 45°。

输电线路铁塔内悬浮内拉线抱杆分解组塔施工工艺1组塔的规定1.1 基本规定(1)铁塔组立施工前，应针对塔型特点及施工条件进行铁塔组立施工技术设计，制定相应的施工方案和编制作业指导书。

(2)铁塔组立施工技术设计时，应在计及风荷载的影响下对所用机具受力状况进行分析、计算，并应以受力最大值作为选择工器具的依据。

(3)组塔施工用抱杆的设计、制造、使用应符合《电力建设安全工作规程第 2 部分电力线路》DL 5009.2 、《输电线路施工机具设计、试验基本要求》DL/T 875 和《架空输电线路施工抱杆通用技术条件及试验方法》DL/T 319 的规定。

(4)其他起重机具的设计、制造和使用应符合《电力建设安全工作规程第 2 部分电力线路》DL 5009.2 和《输电线路施工机具设计、试验基本要求》DL/T 875 的规定。

(5)铁塔组立方法的选择及施工场地布置应符合环境保护与水土保持要求，并应符合《建设工程施工现场环境与卫生标准》JGJ 146 的规定。

(6)组塔施工前铁塔基础应经中间检查验收合格。

(7)铁塔施工质量应符合《110kV~750kV 架空输电线路施工及验收规范》GB 50233 的规定及设计要求。

1.2 一般规定(1)内悬浮内拉线抱杆适用于场地狭窄、有条件设置内拉线的一般塔型的吊装，不适用于酒杯型、猫头型、紧凑型铁塔组立。

(2)内悬浮内拉线抱杆两内拉线平面与抱杆的夹角不应小于15º。

(3)抱杆底部通过锚固于铁塔四根主材上的承托绳承托固定，承托绳的悬挂点应设置在有大水平材的塔架断面处，当无大水平材时，应验算塔架强度，强度不满足要求时应采取补强措施。

两对角承托绳间夹角不应大于90º。

(4)抱杆顶部设置的内拉线下端应锚固在己组立塔体上端的主材节点处的施工孔上，并应通过调节装置控制内拉线长度。

当铁塔无施工孔时，承托绳与主材连接处宜设置专门夹具。

(5)构件起吊过程中，保持吊件与铁塔间距不应小子100mm 。

增补三外拉线内悬浮抱杆分解组塔计算下文中，把通过起吊提升钢丝绳滑车组上下滑车的铅垂面剖视图称为“主视图”；而“平衡侧视图”则是从被起吊物的相反侧（平衡侧）向抱杆方向的水平视图。

外拉线共四根，正交布置，拉线地锚位于杆塔的四角方向。

一、在铁塔的正面或侧面单侧组吊塔材组件在铁塔的正面或侧面用外拉线内悬浮抱杆分解组塔可分单侧起吊塔材组件和双侧同时起吊塔材组件两种。

单侧起吊塔材组件如图3-1所示。

图3-1 单侧起吊塔材组件主视图外拉线内悬浮抱杆单侧吊塔在被吊塔材组件就位位置时工器具受力达到最大值，其中尤其关注就位位置最高和塔材组件自重最大时的吊装。

图3-2 所示为在被吊塔材接近就位状态时的各方向视图。

图3-3 所示为被吊塔材接近就位状态时各视图中的有关尺寸和作用力。

AB——塔材组件；CD——系吊钢丝绳套（即千斤绳）段C1D、C2D的投影；CH——塔材控制绳合力线；DE1——提升钢丝绳的向上段；E1F1——提升钢丝绳的向下段；E1F——抱杆；GE——平衡侧（位于起吊的对侧）抱杆的上拉线G1E、G2E的投影；JF——起吊侧承托钢丝绳J1F与J2F的投影。

12 增补三外拉线内悬浮抱杆分解组塔计算（a）平衡侧拉线平面；（b）主视图；（c）起吊侧系吊钢丝绳套平面和承托钢丝绳平面；（d）俯视图图3-2 在铁塔的正面或侧面方向单侧起吊增补三 外拉线内悬浮抱杆分解组塔计算 13下列公式计算塔材组件接近就位时的情况，此时、各工器具承受的力达到最大。

1. 提升滑车组的张力P （亦即系吊钢丝绳套的合力T ）()ϕαϕ'+'⋅==cos cos W T P 塔材组件接近就位时：Ce h H -+≈'-231tan ϕ()13211cos sin tan H H h L h C -+--≈-ξξα其中： hi 1s i n-=ξ 2. 系吊钢丝绳（即千斤绳）套的张力T ′βsin 2PT ='其中：bδβ2t a n1-=（a ）平衡侧拉线平面； （b ）主视图；14 增补三 外拉线内悬浮抱杆分解组塔计算（c ）系吊钢丝绳套平面及起吊侧承托钢丝绳平面 ； （d ）俯视图图3-3 在铁塔的正面或侧面方向单侧组吊塔材组件3. 塔材控制绳的总张力F ′()ϕαα'+⋅='cos sin W F4. 抱杆顶端承受的的轴向压力N()()R N ξϕηαϕ++-=cos cos 其中：ξξϕsin 2cos tan 111h xH L ++≈-R ——提升滑车组张力P 与提升滑车组引向腰滑车的提升钢丝绳向下段张力（P /n 工作绳数）的合力（见图3-4），kN ；()21sin 21工作绳数工作绳数nn P R +-+=ατη——R 与提升滑车组张力P 间的夹角（见图3-4），度。