小抱杆组塔受力计算

马洪波 那兴生 李伟

     （东电送变电工程公司，辽宁 沈阳 110021）

摘要：在输电线路施工中部分铁塔组立施工受地形地势等客观条件影响，需采用小抱杆进行铁塔组立，本文分析无拉线小抱杆分解组塔时的受力状况,推导出无拉线分解吊塔及抱杆强度计算公式，使小抱杆组塔施工过程中安全技术得到保证。 

关键词：无拉线  小抱杆  组塔  强度计算

如今很多送电线路塔位设在高山大岭之上，地表植被茂密，运输、占地极为不便，而无拉线小抱杆组塔的吊重较轻 , 操作也较简单，相对避免了上述原因造成的不利因素，同时提高了施工效率，本文叙述了无拉线小抱杆分解吊塔及抱杆强度计算过程。

无拉线塔上小抱杆分解吊塔首先在塔身上设置无拉线的塔上小抱杆，利用抱杆分解起吊塔材，在高空组装塔材；反复提升抱杆并吊装塔材，直至塔顶。此法主要适用于中小型自立塔，尤其是干字型一类无曲臂铁塔，但也可用于大型拉门塔或酒杯型、猫头型塔等。[1]

1无拉线小抱杆组塔的现场布置 

图1-1所示为起吊现场布置。抱杆底端通过绑扎钢丝绳或卡具固定在已吊装铁塔的主材上，且绑扎点不少于两点，在抱杆底端附近处的主材上再固定一根腰绳或一个卡具，用来兜住或卡住抱杆，使之不会倾覆。在抱杆顶部侧面固定一滑轮，提升钢丝绳通过抱杆侧面的滑轮，再与抱杆平行地沿抱杆引到抱杆底端附近的高空转向滑车，再通过相应塔脚处的地面转向滑车，至牵引绞磨机在构件起吊过程中 , 为防止构件挂住塔身 , 其下部设置 1 条攀根绳。常用小抱杆的材料为LY12铝管或Q235、16Mn钢管。

图1-1  无拉线塔上小抱杆分解吊塔现场布置

2 抱杆受力计算

2.1 各部尺寸

无拉线塔上小抱杆分解吊塔时的起吊平面各部尺寸如图1-2 a所示。近似地认为腰绳固定在抱杆底座竖直上方L处。

各部尺寸有如下关系式：

（a）各部尺寸                      （b）抱杆受力

图1-2  起吊平面各部尺寸及抱杆受力

2.2 抱杆所受外力

设抱杆的抗弯刚度足够大，不必考虑抱杆弯曲变形产生的影响，则抱杆所受外力如图1-2 b所示。

抱杆下端所受轴向压力N：

其中：                         

2.3 起吊绳受力计算

2.4 抱杆危险截面（腰绳处）强度校核计算

以上各式中 ： 

ξ——起吊平面中抱杆偏斜角，度；

i——塔材就位时，起吊平面中抱杆顶端滑车对抱杆底座的水平偏移距离，m；

h——抱杆总长度，m；

D——管状抱杆外径，cm；

L——起吊平面中抱杆固定点腰绳至抱杆底座的高差，m；

  ——控制绳对地夹角，度；

H2——被吊塔材下端就位高度，m；

H3——塔材就位时，被吊塔材下端至吊点高差，m；

e ——起吊平面中抱杆底座至控制绳地锚的水平距离，m；

c ——塔材就位时，抱杆顶端至被吊塔材的水平距离，m；

α——塔材就位时，吊点处提升钢丝绳的偏斜角，度；

H1——抱杆底座与基面的高差，m；

F2——塔材就位时，吊点处提升钢丝绳U形环总拉力，kN；

W——被吊塔材自重（含索具），kN；

F1——至牵引设备的提升钢丝绳所受拉力，kN；

G——抱杆的自重，kN；

n ——起吊滑轮之间的工作绳数，根；

F3——腰绳受力，kN；

P——抱杆材料的比重，kN/m3；（铝材P=27kN/m3，钢材P=78.5 kN/m3）；

A——抱杆截面积，cm2；

δ——抱杆厚度，cm；；

a ——提升钢丝绳向下段至抱杆表面的平行距离，cm；

σ——抱杆危险截面的应力，kN/cm2；

[σ]——抱杆材料许用应力，kN/cm2；

σ 极限——抱杆材料弹性极限应力，kN/cm2；(对Q235钢  极限=23.5 kN/cm2,对16Mn钢  极限=34.5 kN/cm2，对于LY12CZ 号铝合金  极限=30kN/cm2；

K强度——考虑抱杆材料缺陷的安全系数，一般K强度=1.6；

K——考虑抱杆使用时未预料因素和计算所作近似假设的安全系数，一般K=2；

 抱杆——抱杆的压应力折减系数。

3  值意义

容许轴心压应力折减系数 是根据压杆的长细比确定的，针对格构式抱杆，应折算出长细比，因其值与抱杆长细比相近，则抱杆长细比的计算式为：

3.1大柔度抱杆

当其柔度（长细比） 抱杆值符合以下情况时为大柔度抱杆， 抱杆为：

      （钢材： 抱杆>100时）

        （铝材： 抱杆>60时）

3.2中小柔度钢抱杆

当其柔度（长细比） 抱杆值符合以下情况时为中小柔度抱杆， 抱杆为：

     （钢材：抱杆≤100时）

               （铝材：抱杆≤60时）

β——系数，与抱杆有关：

4  结束语 

在无拉线小抱杆分解吊塔及抱杆强度的施工计算，要实际计算每个参数，则可以保证抱杆设计的安全。从抱杆使用和安全性分析，该法仅适用于人力运距较远，且地形地势较差的的山区。