一、本工程猫头塔使用情况
本工程10mm、15mm冰区单回路铁塔采用《南方电网公司110kV~500kV输电线路杆塔标准设计V2.0》中5E1Y1和5E1Y2模块(V1.0为2013年发布,V2.0为2016年发布。V2.0在V1.0的基础上增加了更多模块,其中5E1Y1在V1.0中已经使用,5E1Y2是在V2.0中新增加的模块)。5E1Y1和5E1Y2模块的直线塔为猫头型塔,共涉及13个塔型及西南院单独使用的ZVM255猫头型直线塔15基,本工程全线共使用猫头塔型904基,占比约39.2%。
猫头塔在各标段的使用情况和施工情况见表:
二、铁塔质量检验情况
本工程铁塔供应商产品出具了产品合格证、原材料质量证明书、零部件加工质量检验记录、试组装检验记录等文件,质量证明文件齐全(见附件一)。
厂家材质证明文件
各铁塔供应商产品由云南电力技术有限责任公司对个别塔型进行抽检(但未涉及猫头塔型),分别对角钢外形尺寸、钢材质量、锌层质量、零部件加工精度、焊接质量进行了抽检,并进行了拉伸试验、金属化学元素分析,各项材质检查合格,出具了检测报告(见附件二)。
云南电力技术有限责任公司抽检监测报告
三、施工单位安装情况
经排查,各施工单位在施工过程中的施工方法、工艺符合作业指导书中对施工的要求。
四、发现问题及处理过程
2019年12月底,云南省电力建设工程质量监督中心站在对500kV禄劝换流站至龙海变线路工程架线前质量监督时发现猫头型直线塔上曲臂K节点弯曲且变形严重;2019年12月24日,建设单位发文《建设分公司关于乌东德电站500kV交流配套工程铁塔接腿斜材连接板及上曲臂K节点主材弯曲情况排查的通知》(建设通知[2019]566号),要求各参建单位做好K节点的排查分析工作。
2019年12月-2020年3月期间,业主项目部组织常熟风范电力设备股份有限公司、广西送变电建设有限公司铁塔厂对产品质量及加工精度进行了排查,未发现问题,同时通知云南电力设计院、西南电力设计院现场工代对部分猫头塔塔头进行了测量,测量数据表明个别猫头塔确实存在上曲臂K节点存在向外鼓曲位移的现象,K节点单侧向外鼓曲最大位移约40-50mm。在调研了相关设计和施工资料后,设计建议在组塔时在左右K节点处打对侧拉线收紧可有效减小位移,但在施工工程中,未达到明显效果。
建设单位组织在本工程11、12标包材料站进行“真塔”试验,即在地面进行组装,组装完成后整体起吊竖立。试组装了5E1Y2-ZMH3、5E1Y2-ZMH1两种猫头型直线塔,由施工、监理、设计三家单位测量了地面组装后L1、L2、L3的数据,之后三天每天对L1、L2、L3的数据进行测量,用以验证“K点”出主材变形的原因。
施工11、12标包在材料站试组装情况
2020年03月06日,业主项目部对嵩明带电实操作业中心已完成挂线的220kVZM3铁塔进行了测量,测量结果为“K”点处主材长度变形20mm,该处主材长度4876mm,按照《110kV~750kV架空输电线路施工及验收规范》(GB50233-2014)中“7.2.6 铁塔组立后,各相邻主材节点间弯曲度不得超过1/750”要求,该基ZM3铁塔“K”点处主材弯曲度不得超过6.5mm,实测结果超出规范要求13.5mm。
2020年3月9日,业主项目部初步收集了各施工单位排查数据如下:
2020年03月05日、03月12日,监理单位对11、12标包在材料站组装完成的塔头经过三天的测量,形成如下数据:
11、12包K节点测量数据
测量结果图示
2020年03月13日,建设分公司主持召开了乌东德电站送电广东广西输电工程送端电站侧500kV交流配套工程K节点弯曲情况分析会,经过会议讨论,形成以下校核结论及建议:
(一)本工程猫头塔上曲臂K节点的变形(弯曲)是节点位移,不适用于《110~750kV架空电力线路施工及验收规范》(GB 50233-2014)中规定“7.2.6 铁塔组立后,各相邻主材节点间弯曲度不得超过1/750。”条款,该条款应适用于杆件的弯曲变形。
(二)从多个工程实践及针对本工程实际在施工11、12标包材料站塔头试组装情况来看,猫头塔上曲臂K节点发生位移的原因主要有铁塔自身结构受力变形、螺栓在螺孔内滑移、加工误差等原因。根据设计复核计算,10mm、15mm猫头型直线塔上曲臂单侧K节点位移小于30-40mm(此值与塔型有关)时,不影响铁塔的整体承载力,铁塔安全、稳定,可以正常使用。对于部分10mm、15mm猫头型直线塔上曲臂K节点位移大于40mm时是否安全、稳定,设计单位应根据实际使用条件,进行逐基校核计算是否可以正常使用。
(三)施工单位、监理单位对10mm、15mm猫头型直线塔上曲臂K节点位移大于40mm又非铁塔自身结构受力变形、螺栓在螺孔内滑移、加工误差等原因造成的,应认真排查原因,针对原因采取适当措施消除附加应力,减少位移。
2020年03月23日,监理单位上报了收集到各施工标段数据,共收集到757基塔测量数据,其中有384基塔已组立完成、未挂线,有373基塔已挂线,具体情况如下:
五、设计校核结果
2020年3月24日,三家设计单位给出了施工单位提供的757基测量塔位的校核结果,其中:754基塔承载力满足设计要求,可以正常使用,3基(涉及施工11包2基、12包1基)塔需要架线后单侧位移控制在设计要求范围。
架线后需对单侧位移进行控制塔位表
六、结论
对该工程后期组立的10mm、15mm猫头型直线塔,按照检修完成后、架线完成后对上曲臂K节点位移数据测量,形成正式测量报告后提供给设计单位,相关设计单位对是否再次需要校核进行研判,并提供可以正常使用的校核结果。
结合本工程K节点处的位移实际情况及《电力建设》期刊2010年第五期“特高压输电塔曲臂变形分析”中的表述,该类情况长期、普遍出现。建议设计单位在对类似塔型今后在工程中应用时考虑对K节点处的联板进行优化,对支撑上、下横担的单根受力杆件采取分段,并采取适当向内侧预拱的形式,便于铁塔在组立、挂线后释放内部应力,可以有效减少该处节点的位移。
施工过程当中,施工单位应对K节点单侧位移不满足要求的塔位,应采取措施减小K节点位移。如松动上、下曲臂螺栓后,建议在K节点或其附近打对侧拉线进行收紧处理,再紧固塔头螺栓至满足要求。
附件一:厂家质量证明文件
附件二:铁塔抽检报告
附件三:施工单位测量数据
附件四:关于乌东德送端电站侧交流配套工程猫头塔上曲臂K 节点位移情况校核(评审版)