輸電線路張力放線時轉向滑車的合理設置及分坑

李君章，楊作強，羅宇亮

(河南送變電建設公司，鄭州市 450051)

0 引言

隨著西南水電的開發建設，“西電東送”的輸電線路越來越多，這些輸電線路大都途經山區及高山大嶺，在張力架線過程中，牽張場的選取困難，一般在線路中心線放線無法設置牽引場或張力場，需要采用轉向滑車進行轉向布置，或者采用環形牽引放線等特殊措施［1］。在文獻［1－2］中均對牽引場轉向滑車進行了描述，但均未對轉向滑車如何設置進行更深入論述。轉向滑車關系到架線施工安全和施工質量，有必要進行深入研究。本文依據導則和工程實際經驗，論述了現場如何確定轉向滑車的數量和位置，以及轉向滑車地錨的方向，即如何進行轉向滑車地錨的分坑。

1 轉向滑車受力計算及數量的確定

1.1 轉向滑車受力計算

依據SDJJS 2—87《超高壓架空輸電線路張力架線施工工藝導則》的要求:“各轉向滑車荷載均衡，即轉向角度相等”，進行轉向滑車的計算。

轉向滑車受力如圖1所示，設轉向角度為β，則n個轉向滑車中每個轉向滑車的轉角度數為β/n;設牽引力或張力為F，不考慮摩擦系數，則每個滑車的受力為

圖1 轉向滑車受力Fig.1Force diagram of corner block

1.2 轉向滑車數量的確定

1.2.1 轉向滑車數量確定的原則

在設置轉向滑車時，應根據式(1)計算出每個滑車的受力，同時應考慮轉向滑車、轉向地錨的額定荷載是否滿足要求，若不能滿足要求，則需要增加滑車數量，以減少每個轉向滑車的受力。當張力場轉向時，還應考慮導線的包絡角不超過30°的規定，以確保導線放線質量。

不同的轉角度數和不同的轉向滑車數量，各轉向滑車受力計算系數如表1所示。表1中帶下劃線的數據是轉向滑車轉向角度30°時受力計算系數。

表1 滑車受力計算系數Tab.1Force coefficient of corner block

1.2.2 牽引場轉向滑車數量的確定

一般常用牽引繩轉向滑車的額定負荷為150、200、300 kN，而較大規格地錨的額定受力一般為78 kN。如考慮2個八字形地錨(一般按60°布置)，則2個地錨的合力約為135 kN。一般地錨額定受力小于轉向滑車的額定受力，為此確定轉向滑車數量時應以地錨的額定受力進行控制。當不能滿足要求時，需要增加轉向滑車數量以減少受力，直至滿足地錨額定受力的要求。

當采用1個地錨，且轉向角度為30°時，每個轉向滑車受力為78 kN，則允許的牽張力為78 kN/ 0.518=150.6 kN。150 kN是一般常規導線一牽四張力放線［5-10］時的牽引力。

當采用八字形地錨時，每個轉向滑車允許受力為135 kN，則允許的牽張力為135 kN/0.518= 260 kN。260 kN一般是常規導線一牽六、一牽八以及大截面導線一牽四張力放線時的牽引力。JL/G2A－900/75型導線一牽四張力放線時牽引繩的轉向滑車設置如圖2所示。

為此在確定牽引場轉向滑車數量時應首先考慮地錨的受力，一般以每個放線滑車的轉向度數不超過30°為控制條件較為合適。

圖2 JL/G2A－900/75一牽四牽引繩轉向滑車布置Fig.2Layout of corner blocks of traction rope towing four JL/G2A－900/75 conductor

1.2.3 張力場轉向滑車數量確定

在張力場導線轉向時，一般應按轉向放線角度不超過30°控制。一般五輪放線滑車的額定荷載在80 kN及以上，可仍以相應地錨額定受力78 kN為控制條件進行選擇。張力場轉向滑車設置如圖3所示。

圖3 張力場導線轉向滑車布置Fig.3Layout of conductor corner blocks at tension work place

1.2.4 小結

在實際確定放線滑車時，應以30°控制牽引場、張力場的轉向滑車轉向角度和以地錨受力控制轉向滑車允許受力，最終確定轉向滑車的數量。

2 轉向滑車現場分坑

在根據轉向角度確定滑車數量后，應在現場對實際的轉向滑車位置、地錨坑位置和地錨坑馬道方向進行實際放樣，簡稱為分坑。

2.1 轉向滑車位置間的幾何關系

以轉向角度為β的轉向為例，設轉向滑車數量為n，則每個轉向滑車的轉向度數為β/n。每個轉向滑車轉向點處的內角平分線交匯在1個點上，這個點為各轉向滑車轉向點所在圓的圓心。當圓的半徑減少轉向滑車的半徑r后，該圓為轉向滑車中心所在的圓。相鄰2個轉向滑車的圓心角為β/n。

當轉向滑車個數為奇數時，中間轉向滑車位于轉向內角平分線上;當轉向滑車個數為偶數時，轉向內角平分線位于2個轉向滑車的中間，如圖4所示，這在分坑布置時需要注意。

圖4 轉向滑車布置幾何關系Fig.4Geometrical relationship of corner blocks'layout

當已知相鄰2個轉向滑車的間距l(大于轉向滑車半徑r的2倍)時，則各轉向滑車中心所在圓的半徑則各轉向滑車轉向點所在圓的半徑為(R+r)。

設轉向點為A，靠近牽張場方向最外側滑車的轉向點為B，各轉向滑車轉向點所在圓的圓心為O，如圖4所示。在三角形△ABO中，∠ABO=(180°－β)/ 2，∠BOA=(1－1/n)β/2，則∠ABO=90°+β/n。已知LOB=(R+r)，利用正弦定理，則可求出

一般轉向滑車的半徑r=0.458 m，相鄰轉向滑車的距離l=2 m，在轉向角度不超過150°時，LOA一般不大于12 m。

2.2 現場分坑步驟

應根據現場地形條件合理選擇轉向滑車的分坑方法，主要分坑方法有以下2種。

2.2.1 一般條件下現場分坑

一般條件是指現場地形能夠滿足圓心O點能支設經緯儀。一般條件下現場分坑步驟為:

(1)確定圓心的位置?，F場分坑時，應將經緯儀設在轉向點A，對準線路中心方向和牽張機方向復測角度后，在轉向內角側找出角平分線，量取OA的距離。

(2)確定轉向滑車中心位置。將經緯儀設在O點，以A點進行定向，當n為奇數時分別旋轉β/n，確定各個轉向滑車的中心，旋轉半徑為R。當n為偶數時，應先旋轉β/(2n)確定角平分線兩側的放線滑車，再旋轉β/n更遠的轉向滑車，旋轉半徑為R。

(3)確定地錨坑馬道方向。在經緯儀設在O點確定各轉向滑車中心時，應加地錨鋼絲繩套子及連接工具的水平投影長度，確定地錨坑位置，根據地錨坑位置和轉向滑車中心位置確定馬道方向。

2.2.2 特殊條件下現場分坑

特殊條件是指現場條件的圓心O點不能支設經緯儀。這時需要采取的措施是依據上述的幾何關系，在AutoCAD中繪制比例圖形，利用極坐標方式確定各轉向滑車中心位置，如圖5所示。采用一般條件下現場分坑同樣的方法確定各地錨坑位置，依據地錨坑和轉向滑車中心連線確定地錨馬道方向。

圖5 極坐標方式確定轉向滑車中心位置Fig.5Centre position of corner block by polar coordinates

3 轉向滑車及其地錨坑布置注意事項

(1)本計算方法考慮的均是水平布置，但在施工時靠近鄰塔的最后1個轉向滑車和靠近牽張機的第1個轉向滑車一般在豎直方向有一定的傾角，為此，在實際確定轉向滑車數量時應予以考慮，確保每個轉向滑車的受力均滿足要求。若傾角較大，一般可以采取措施消除傾角的影響，如采取壓線滑車等措施消除上揚傾角的影響，采取托地滑車等支墊措施消除向下傾角的影響。

(2)由于各轉向滑車的中心位置關系到滑車的受力分配，當轉向滑車間距較小時，應控制好各轉向滑車的中心位置，采取具體復核措施。

(3)由于地錨受力是關鍵，應根據地質情況對地錨允許受力進行驗算，必要時進行拉力試驗。施工時控制好地錨坑的埋深、馬道方向，確保地錨受力合理。

(4)為了減少兩邊相對轉向角度的影響和減少對鄰塔兩邊相的拉力(水平角度不超過5°)，轉向位置宜選取距離最近的鐵塔200 m及以上(按橫擔一側寬度17.5 m計算，水平角度5°控制時，要求距離為200 m)。同時要求對鄰塔的導線懸掛的仰角不宜大于15°，俯角不宜大于5°控制［4］。在確定轉向滑車數量時應以轉向角度最大的邊相進行計算，應留有足夠的裕度，確保各轉向滑車及地錨受力滿足要求。當兩邊相影響較小時，可以按照中心線進行分坑。當距離鐵塔較近，對角度影響較大時，應分別設置轉向。

(5)轉向滑車圍成的區域為危險區［3］，不得布置其他設備材料，工作人員不應進入，這樣可確保人員和設備安全。

4 結語

轉向滑車的設置關系到輸電線路張力架線的施工安全和施工質量，在實際施工時應認真對待。本文對轉向滑車與轉向點之間的幾何關系進行了較為詳細的論述，并給出現場分坑的具體步驟及注意事項，以期為輸電線路張力架線轉向施工提供參考和借鑒。

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(編輯:魏希輝)