CN113338694B - 一种输电线路跨越高速铁路施工封网塔架及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线路跨越高速铁路施工封网塔架及施工方法，该封网塔架包括塔架、格构式连接架和拉索；其中，所述塔架设置有一对，包括塔架支柱以及与塔架支柱相垂直安装的横担；在横担中设置有拉网连接件，用于连接拉网绳子；所述塔架支柱和横担均由预制桁架模块可拆卸组装而成；所述格构式连接架连接安装在两塔架之间，所述格构式连接架包括串接在一起的预制桁架模块和预制阻尼器模块；所述拉索包括拉索线、花篮螺栓和非线性弹簧，所述拉索线始端连接于塔架支柱中，尾端连接非线性弹簧并锚固于地面上。本发明结构简单、制作容易；预制拼装，方便运输；快速安装，容易拆卸；循环利用，节约成本；施工高效，缩短工期；安全性高，经济性强。

Description

一种输电线路跨越高速铁路施工封网塔架及施工方法

技术领域

本发明属于输电线路施工技术领域，具体涉及一种输电线路跨越高速铁路施工封网塔架及施工方法。

背景技术

输电线路是电网中的关键节点，而高速铁路是贯通我国各个方面的大动脉。当输电线路跨越高速铁路建设施工时，不能影响高速铁路的正常运转。因此，通常采用高度和跨度较大的塔架跨越高速铁路后搭设输电线路，以不影响下方高速铁路通行和高速铁路电路系统的电力输送。在输电线路施工完成后，还需拆除塔架，将场地恢复至施工前状态。

为此，以往施工手段一般采用毛竹搭设的脚手架或固定在永久基础上的钢结构跨越塔架。前者使用的毛竹材料强度低，体系稳定性差，工人作业空间受限，施工难度较大。虽然该方法中的毛竹材料成本低，但由于施工难度的加大，变相增加了施工成本。后者采用的钢结构跨越塔架虽然稳定性较高，但是由于塔架自重过大，必须由高强度的地基支撑，地基建设和材料使用费用高，拆除难度大。且该方法中的永久地基不可拆除，对场地产生的影响不可逆转。此外，若采用以上两种施工方法，施工空间要求大，不适合小空间施工，且塔架拆除后，所拆材料可重复利用性低，材料浪费大。

另外，高速列车通行产生的动荷载或场地本身的自然因素将使体系受到一定影响。例如，在台风易发区，强大的风荷载将对输电线路架设施工造成严重影响，不仅使塔架产生较大位移，甚至造成塔架破坏，威胁到工人与乘客的生命安全，带来巨大的经济损失与严重的社会影响。

发明内容

本发明的目的在于解决上述背景技术所存在的至少一技术问题，提供一种输电线路跨越高速铁路施工封网塔架及施工方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种输电线路跨越高速铁路施工封网塔架，包括塔架、格构式连接架和拉索；其中，

所述塔架设置有一对，包括塔架支柱以及与塔架支柱相垂直安装的横担；在横担中设置有拉网连接件，用于连接拉网绳子；所述塔架支柱和横担均由预制桁架模块可拆卸组装而成；

所述格构式连接架连接安装在两塔架之间，所述格构式连接架包括串接在一起的预制桁架模块和预制阻尼器模块；

所述拉索包括拉索线、和非线性弹簧，所述拉索线始端连接于塔架支柱中，尾端连接非线性弹簧并锚固于地面上。

进一步地，所述预制阻尼器模块成长方体状，包括四个相同的液压阻尼器。

进一步地，所述塔架支柱的底端为四棱锥。

进一步地，所述拉索还包括花篮螺栓，利用丝杠进行伸缩，调整拉索线的松紧。

进一步地，所述拉索设置有四根，四根拉索呈放射状布置，塔架面外由两根拉索对称分布并锚固地面。

进一步地，所述塔架支柱由三种不相同的预制桁架模块构成，分别是底面为正方形的长方体，上底面为正方形且嵌有挂钩的棱台和底面为正方形的四棱锥；三种不同的预制桁架模块之间通过螺栓连接；拉索线的始端连接塔架支柱的棱台上的挂钩。

进一步地，所述预制桁架模块由圆钢管和方钢管焊接而成；

所述圆钢管的中部为空，截取若干长度的圆钢管单元为桁架弦杆；桁架腹杆也为圆钢管，但是截面半径、长度需小于弦杆；

所述方钢管的中部为空、两端实体上设有若干长度、直径小于方钢管管径的圆柱体，方钢管管身设有螺孔。

进一步地，所述拉网连接件为定滑轮。

相应地，本发明提供了一种输电线路跨越高速铁路施工封网塔架施工方法，所述方法基于如上所述述的封网塔架，其特征在于，所述方法包括：

根据场地空间情况和自然因素确定格构式连接架长度、预制液压阻尼器模块数量与塔架高度；

选取圆钢管和方钢管的尺寸，计算格构式连接架和连有绝缘网的塔架的质量，根据工程力学计算确定拉索的拉力；

根据拉索拉力，由工程力学计算后确定拉索截面直径、长度、材料与拉索尾端非线性弹簧规格及拉索尾端锚固位置；

将预制桁架模块装配成塔架，预制桁架模块和预制阻尼器模块装配成格构式连接架，将塔架和格构式连接架二者搭接立于地面，之后通过调节拉索尾端的位置，使整个体系处于稳定、安全状态；

将塔架与格构式连接架在塔架顶部采用绑扎和螺栓连接在一起；

滑轮固定拉网绳，架设的输电线路均位于拉网绳上方

本发明与现有技术相比，其有益效果在于：

(1)结构简单、制作容易；预制拼装，方便运输；快速安装，容易拆卸；循环利用，节约成本；施工高效，缩短工期；安全性高，经济性强；

(2)施工影响小，占地面积小，对场地空间要求低，便于小空间施工。施工时，可将塔架下方的四棱锥直接插入地面，不需设永久基础，减少材料浪费和对周围环境的影响；

(3)拉索在正常工作时处于张紧状态，非线性弹簧处于微张拉状态。在日常微振动、风荷载作用下，连接拉索及非线性弹簧不易松弛及失稳，具有一定抗拔性和较高的可靠性，满足输电线路搭设的正常施工要求；

(4)预制液压阻尼模块对速度反应灵敏，短时间内提供更大的阻尼。在列车动荷载或强台风下，预制液压阻尼模块可以控制体系振动，耗减运动能量，从而减小封网塔架的响应，起到保护输电线路施工场地和下方高速铁路的作用；

(5)体系自平衡，施工方便，可靠性强。整个封网塔架体系通过格构式连接架、底部支持力和拉索自平衡，不需其它支撑措施，结构简单，无多余约束；

(6)满足多种输电线路跨越高速铁路场地情况，且在使用时不影响高速铁路正常通行和高速铁路电路系统的电力输送，可广泛用于此类施工情景中。

附图说明

图1为本发明优选实施例一的装配示意图。

图2为优选实施例一中格构式连接架的放大示意图。

图3为优选实施例一中预制液压阻尼器模块的放大示意图。

图4为优选实施例一中塔架的放大示意图。

图5为优选实施例一中横担的放大示意图。

图6为优选实施例一中拉索的放大示意图。

图中：

1—格构式连接架，

11—预制液压阻尼器模块、111—液压阻尼器、112—撑杆1、113—方钢管，

12—预制长方体桁架模块；

2—塔架，

21—滑轮，22—预制棱台桁架模块，23—预制四棱锥桁架模块；

3—拉索，

31—拉索线，32—花篮螺栓，33—非线性弹簧。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1：

如图1所示，本实施例适用于有一定荷载作用且施工空间受限区。这种小空间输电线路跨越高速铁路施工封网塔架，包括一个格构式连接架1、一对塔架2和四根拉索3，四根拉索呈放射状布置，锚固于塔架面外。每个塔架面外由两根拉索3对称分布并锚固地面，从而保证体系在空间上的对称性。

如图2、图3所示，格构式连接架1包括预制液压阻尼器模块11和预制长方体桁架模块12。其中，该预制液压阻尼器模块11包括四个相同的液压阻尼器111，每个液压阻尼器两端开有螺孔，阻尼器间用撑杆112与方钢管113连接，连接方式为栓接，以便于快速装拆。格构式连接架1具体拼装长度与其中连接的预制液压阻尼器模块11数量根据现场施工条件得出。

如图4、图5所示，塔架2包括塔架支柱和横担，塔架支柱由三种不相同的预制桁架模块构成，分别是底面为正方形的长方体12，上底面为正方形且嵌有挂钩的棱台22和底面为正方形的四棱锥23，横担由一种相同的预制桁架模块构成，各预制桁架模块之间为螺栓连接，各预制拼装桁架模块由圆钢管和方钢管焊接而成。

其中，预制拼装模块12中的圆钢管的中部为空，截取长度1m的圆钢管单元为桁架弦杆；桁架腹杆也为圆钢管，但是截面半径、长度需小于弦杆。预制拼装模块中的方钢管的中部为空、两端实体上设有一定长度、直径小于方钢管管径的圆柱体，方便与圆钢管焊接。方钢管管身设有螺孔，便于各预制模块拼装。施工时，将各预制模块中线对齐，将螺栓旋入方钢管的螺孔，可完成模块拼接工作。

具体的，依据实际施工需求，将长方体预制模块直接预制成为2-3m的单元，以便于塔架搭设。塔架高度一般为15-30m，需依据施工场地高速铁路中线高度和高速铁路输电线路高度确定；横担长度需依据塔架高度确定。由于两者施工方式均为预制拼装，所以施工时仅需依据确定的高度而改变拼装长度，且由于塔架支柱底部为四棱锥，施工时，可将塔架直接插入地面。以上工作完成后，将塔架2与格构式连接架1在塔架顶部采用绑扎和螺栓连接在一起。

此外，六组定滑轮21固定于塔架2横担面内。在施工时，滑轮固定拉网绳，架设的输电线路均位于拉网绳上方，不影响下方高速铁路的运行与高速铁路输电线路的电力输送。

如图6所示，拉索3包括拉索线31、花篮螺栓32和非线性弹簧33，拉索线31为两端嵌有眼环的预制平行钢丝索股束，能承受一定动载和静载，且具有一定耐腐蚀性。装配时拉索线31始端的金属眼环与塔架上预制桁架棱台模块上的挂钩挂接，尾端连接非线性弹簧33后锚固于地面。拉索长度与尺寸由施工场地空间大小和塔架重量决定。每根拉索线31中间设置一个花篮螺栓和一个非线性弹簧，花篮螺栓利用丝杠进行伸缩调整拉索的松紧，非线性弹簧用于吸收振动和冲击能量。在正常使用时，四根拉索均应处于张紧状态，以保证体系整体平衡。非线性弹簧和花篮螺栓根据实际情况，选用一定规格的成品构件。

具体应用时：

如图1所示，首先，根据场地空间情况和自然因素确定格构式连接架长度、预制液压阻尼器模块数量与塔架高度。之后，选取圆钢管和方钢管的尺寸，计算格构式连接架1和连有绝缘网的塔架2的质量，确定拉索的拉力及强度。根据以上结果，确定拉索截面直径、长度、材料与拉索尾端非线性弹簧规格及拉索尾端锚固位置。在现场施工时，将各预制模块中线对齐，将螺栓旋入方钢管的螺孔，可完成模块整体拼接工作。

在输电线路跨越高速铁路施工的小空间施工场地中，能满足由于场地空间限制的输电线路架设要求；在日常微振动、风荷载作用下，连接拉索及非线性弹簧不易松弛及失稳，具有较高的可靠性，满足输电线路搭设施工正常运行时的要求；在列车动荷载或强台风下，格构式连接架上的预制液压阻尼模块可以耗减运动能量，且由于液压阻尼器是一种对速度反应灵敏的振动控制装置，所以短时间内能提供更大的阻尼，以减小封网塔架的响应，起到保护输电线路施工场地和下方高速铁路的作用。另外，在输电线路架设施工完成后，通过拆卸预制桁架模块，即可实现塔架的快速拆除，达到场地快速复原，提高施工效率，节约施工周期。此外，拆卸的预制桁架模块可循环利用，经济性强；施工安全性强，对周围环境影响较小，减少间接经济成本。

实施例2：

本实施例适用于场地自然因素较好和小荷载作用地区，本实施例与优选实施例一的区别在于：体系中的格构式连接架更换为预应力连接索。

该预应力连接索为两端嵌有眼环、滑轮或挂钩的预制平行钢丝索股束。预应力连接索两端连接两个塔架，能承受一定动载和静载，且具有一定耐腐蚀性。预应力连接索与拉索共同作用，保持体系的整体稳定。

实施例3：

本实施例提供了一种实施例1所述的输电线路跨越高速铁路施工封网塔架的施工方法，该方法主要包括如下步骤：

根据场地空间情况和自然因素确定格构式连接架长度、预制液压阻尼器模块数量与塔架高度；

选取圆钢管和方钢管的尺寸，计算格构式连接架和连有绝缘网的塔架的质量，确定拉索的拉力；

根据拉索拉力，确定拉索截面直径、长度、材料与拉索尾端非线性弹簧规格及拉索尾端锚固位置；

将预制桁架模块装配成塔架，预制桁架模块和预制阻尼器模块装配成格构式连接架，将塔架和格构式连接架二者搭接立于地面，之后通过调节拉索尾端的位置，使整个体系处于稳定、安全状态；

将塔架与格构式连接架在塔架顶部采用绑扎和螺栓连接在一起；

滑轮固定拉网绳，架设的输电线路均位于拉网绳上方。

综上，与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)结构简单、制作容易；预制拼装，方便运输；快速安装，容易拆卸；循环利用，节约成本；施工高效，缩短工期；安全性高，经济性强；

(2)施工影响小，占地面积小，对场地空间要求低，便于小空间施工。施工时，可将塔架下方的四棱锥直接插入地面，不需设永久基础，减少材料浪费和对周围环境的影响；

(3)拉索在正常工作时处于张紧状态，非线性弹簧处于微张拉状态。在日常微振动、风荷载作用下，连接拉索及非线性弹簧不易松弛及失稳，具有一定抗拔性和较高的可靠性，满足输电线路搭设的正常施工要求；

(4)预制液压阻尼模块对速度反应灵敏，短时间内提供更大的阻尼。在列车动荷载或强台风下，预制液压阻尼模块可以控制体系振动，耗减运动能量，从而减小封网塔架的响应，起到保护输电线路施工场地和下方高速铁路的作用；

(5)体系自平衡，施工方便，可靠性强。整个封网塔架体系通过格构式连接架、底部支持力和拉索自平衡，不需其它支撑措施，结构简单，无多余约束；

(6)满足多种输电线路跨越高速铁路场地情况，且在使用时不影响高速铁路正常通行和高速铁路电路系统的电力输送，可广泛用于此类施工情景中。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种输电线路跨越高速铁路施工封网塔架，其特征在于，包括塔架、格构式连接架和拉索；其中，

所述塔架设置有一对，包括塔架支柱以及与塔架支柱相垂直安装的横担；在横担中设置有拉网连接件，以用于连接拉网绳；所述塔架支柱和横担均由预制桁架模块可拆卸组装而成；

所述格构式连接架连接安装在两塔架之间，所述格构式连接架包括串接在一起的预制桁架模块和预制阻尼器模块；

所述拉索包括拉索线、和非线性弹簧，所述拉索线始端连接于塔架支柱中，尾端连接非线性弹簧并锚固于地面上；

所述预制阻尼器模块成长方体状，包括四个相同的液压阻尼器；

所述拉索还包括花篮螺栓，花篮螺栓利用丝杠进行伸缩，调整拉索线的松紧。

2.如权利要求1所述的输电线路跨越高速铁路施工封网塔架，其特征在于，所述塔架支柱的底端为四棱锥。

3.如权利要求1所述的输电线路跨越高速铁路施工封网塔架，其特征在于，所述拉索设置有四根，四根拉索呈放射状布置，每个塔架面外由两根拉索对称分布并锚固地面。

4.如权利要求1所述的输电线路跨越高速铁路施工封网塔架，其特征在于，所述塔架支柱由三种不相同的预制桁架模块构成，分别是底面为正方形的长方体，上底面为正方形且嵌有挂钩的棱台和底面为正方形的四棱锥；三种不同的预制桁架模块之间通过螺栓连接；拉索线的始端连接塔架支柱的棱台上的挂钩。

5.如权利要求4所述的输电线路跨越高速铁路施工封网塔架，其特征在于，所述预制桁架模块由圆钢管和方钢管焊接而成；

所述圆钢管的中部为空，截取若干长度的圆钢管单元为桁架弦杆；桁架腹杆也为圆钢管，但是截面半径、长度需小于弦杆；

所述方钢管的中部为空、两端实体上设有若干长度、直径小于方钢管管径的圆柱体，方钢管管身设有螺孔。

6.如权利要求1所述的输电线路跨越高速铁路施工封网塔架，其特征在于，所述拉网连接件为定滑轮。

7.如权利要求1所述的输电线路跨越高速铁路施工封网塔架，其特征在于，所述拉索线为两端嵌有眼环的预制平行钢丝索股束。

8.一种输电线路跨越高速铁路施工封网塔架施工方法，所述方法基于权利要求4所述的封网塔架，其特征在于，所述方法包括：

根据场地空间情况和自然因素确定格构式连接架长度、预制液压阻尼器模块数量与塔架高度；

选取圆钢管和方钢管的尺寸，计算格构式连接架和连有绝缘网的塔架的质量，确定拉索的拉力；

根据拉索拉力，确定拉索截面直径、长度、材料与拉索尾端非线性弹簧规格及拉索尾端锚固位置；

将预制桁架模块装配成塔架，预制桁架模块和预制阻尼器模块装配成格构式连接架，将塔架和格构式连接架二者搭接立于地面，之后通过调节拉索尾端的位置，使整个体系处于稳定、安全状态；

将塔架与格构式连接架在塔架顶部采用绑扎和螺栓连接在一起；

滑轮固定拉网绳，架设的输电线路均位于拉网绳上方。

Images