章和高 朱军
华东送变电工程有限公司 上海嘉定 201803
摘要：根据输变电工程技术领域的需要，提出一种基于BIM技术的座地式双摇臂抱杆分解组塔施工关键技术，涉及基于BIM技术的座地式双摇臂抱杆分解组塔工艺、分解组塔过程及控制要点以及所取得的质量效益比较等，可有效指导组塔工程施工。
关键词：BIM技术；座地式双摇臂抱杆；分解组塔；抱杆提升；质量效益分析
1.前言
电力建设行业对国民经济的发展具有深远影响，传统的塔架组立过程多采用标准塔吊系统或简易桅杆吊装系统有间歇组塔，工作效率较低、无法满足特殊要求，特别是复杂工况条件下安全可靠性及操作的便捷性均存在弊端。针对施工任务重、工况复杂的条件下，考虑安全性和施工效率提出一种小截面座地式双摇臂抱杆系统用来完成输电塔架的组立方法。针对施工任务重、工况复杂的条件下，考虑安全性和施工效率提出一种小截面座地式双摇臂抱杆系统用来完成输电塔架的组立方法。
2.基于BIM技术的座地式双摇臂抱杆分解组塔工艺
针对现有技术中存在的上述问题，本文的目的在于提供一种基于BIM座地式双摇臂抱杆分解组塔施工工艺。基于BIM座地式双摇臂抱杆分解组塔施工工艺，其特征在于包括以下步骤：施工前准备，抱杆组立，组立塔腿，吊装塔片，补装侧面斜材，吊装地线支架，吊装横担，拆除抱杆，补充塔材、整塔，完工与验收。
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图1 基于BIM技术的座地式双摇臂抱杆示意图
抱杆主体首次组立应根据现场地形选择抱杆主体的长度12～14m +桅杆；使用口350×350mm×16m独脚抱杆起吊座地双摇臂抱杆主体12～14m+桅杆；拼装前要检查抱杆，如有明显凹陷弯曲，不能使用，抱杆整体弯曲不超过2‰。可用φ13的钢丝绳利用桅杆同时平衡起吊两侧摇臂，待安装好两侧摇臂后，安装走二走二滑车组起吊系统及走二走二变幅系统，调试悬浮摇臂抱杆，为下一步组立摇臂抱杆组立杆塔做准备，确保起吊时需安装Φ26限位保险钢丝绳。抱杆的升高采用倒装提升接长的方法，利用铁塔主材布置提升系统，提升滑车固定在铁塔的四腿主材，提升绳采用φ17.5钢丝绳，经过抱杆底部悬挂的滑车共形成8道提升绳。抱杆升高后，应用经纬仪在顺线路及横线线路两个方向上监测抱杆的竖直状态。抱杆调直后，再收紧并固定顶层腰环及摇臂的变幅滑轮组。双摇臂抱杆两侧同时起吊塔材时，抱杆必须调直，需使用铅垂线校直抱杆的垂直度，使用内拉线及腰环调整直线度，确保抱杆整体直线度不超过2‰。塔材接近就位时应用起伏滑车组调整塔片就位，不得用压控制绳的方法。两侧塔片安装就位后，应将吊点绳和起吊滑车组保持不动，随即起吊塔体另两侧面的斜材和水平材。待塔体四侧斜材及水平材安装完毕且螺栓紧固后方可拆除起吊索具。
3. 分解组塔过程及控制关键技术要点
（1）施工前准备：现场在抱杆底座设置钢板，底座钢板设置之前，基面须下挖200mm找平，并填埋150mm厚碎石，处理严实，之上采取铺设软木的措施，以达到钢板底座与基面接触完全密实、吻合、受力均匀的目的；根据铁塔的全高配备抱杆的标准节、顶节，使抱杆的有效高度高于铁塔的全高。在进行地面组装时，先不必将座地双摇臂抱杆摇臂、桅杆及调幅滑车组预先组装，待抱杆主体立正后再安装桅杆，再利用桅杆吊装摇臂。应在面向牵引方向的两侧及后方抱杆上部绑扎临时拉线；设置好座地双摇臂抱杆顶部拉线、底部索根拉线、平衡钢绳、提升钢绳、起伏绳及起吊钢绳。
（2）小截面座地双摇臂抱杆起立技术要点：抱杆主体首次组立应根据现场地形选择抱杆主体的长度12～14m +桅杆；使用350×350mm×16m独脚抱杆起吊座地双摇臂抱杆主体12～14m+桅杆；拼装前要检查抱杆，如有明显凹陷弯曲，不能使用，抱杆整体弯曲不超过2‰。抱杆的拼装，要按照施工要求进行，不得随意加长抱杆的长度。连接须使用专用螺栓，且抱杆的对接必须完整而正直，其弯曲度不准超过长度的2‰（可用拉直线检查），对接螺栓必须紧固；.抱杆主体起立方式采用16m独脚抱杆对座地双摇臂抱杆主体部分+桅杆进行起立或采用25t吊车起立抱杆和塔腿部分。
（3）起吊座地双摇臂抱杆摇臂安装技术要点：可用φ13的钢丝绳利用桅杆同时平衡起吊两侧摇臂；待安装好两侧摇臂后，安装走二走二滑车组起吊系统及走二走二变幅系统，调试悬浮摇臂抱杆，为下一步组立摇臂抱杆组立杆塔做准备；确保起吊时需安装Φ26限位保险钢丝绳；待安装好两侧摇臂后，安装起吊系统及走二走二变幅系统，起吊系统为φ13钢丝绳，走二走二滑车组；变幅系统为φ13钢丝绳，走二走二滑车组，为摇臂抱杆吊装工序做好准备。
（4）倒装法提升抱杆技术要点：根据现场实际情况分别吊装铁塔塔脚板、铁塔主材及各辅材，完成抱杆有效高度的塔身组立，用滑车组提升方式进行抱杆提升工作；提升时双摇臂需向上收起，调幅钢丝绳锁死后才能提升；提升时应将4侧辅助材（斜材、水平材等）全部补装齐全并紧固螺栓，再提升抱杆；抱杆的升高采用倒装提升接长的方法，利用铁塔主材布置提升系统，提升滑车固定在铁塔的四腿主材，提升绳采用φ17.5钢丝绳，经过抱杆底部悬挂的滑车共形成8道提升绳；抱杆首次提升时，不少于两道腰环，且腰环间距不小于8m，以后每隔10m增设一道腰环，且最上道腰环必须位于已组塔身的最上端，并注意提升前需调整好腰环同心度，一切正常后方可提升抱杆；将拉线挂在已组立塔身最上一层水平材与主材节点处。以后每次提升抱杆前将原拉线系统，移至已组装好的塔段上，此时拉线呈松弛状态；抱杆提升速度要慢,抱杆提升前，抱杆拉线应已放松，随着抱杆上升，抱杆拉线配合同时缓慢均匀松出。现场应设专人随时观察横、顺线路方向抱杆的倾斜，并用经纬仪或铅垂观测，指挥外拉线控制人员调整抱杆，使抱杆的倾斜控制在2‰以内；伸出最上一道腰环的高度,以满足一次吊装的高度为限, 伸出的最大高度不得超过抱杆自由段允许高度。
（5）组立后调整技术要点：抱杆升高后，应用经纬仪在顺线路及横线线路两个方向上监测抱杆的竖直状态。抱杆调直后，再收紧并固定顶层腰环及摇臂的变幅滑轮组。
（6）塔架吊装与组立技术要点：双摇臂抱杆两侧同时起吊塔材时，抱杆必须调直，需使用铅垂线校直抱杆的垂直度，使用内拉线及腰环调整直线度，确保抱杆整体直线度不超过2‰；抱杆起吊过程中两侧摇臂必须同时平衡起吊，即双摇臂必须调幅一致（必须采取控制措施确保两边作业半径相等），起吊时两侧摇臂起吊重量确保相等。考虑风载、施工中的一切不确定因素所产生的不平衡重量控制在0.1t以内。起吊时应缓慢启动两台牵引机，确保两侧塔件同步离地、同步提升、同步就位，减少抱杆承受的不平衡力矩。同样水平移动需要步调基本一致；抱杆起吊作业过程中，需观察桅杆顶部绕度（即水平偏移），水平偏移量不得超过25cm，检查抱杆各部位无异常后按程序起吊塔材；组装位置要求塔片尽可能组在起吊摇臂垂直下方，其中轴线顺起吊摇臂方向，保证起吊时吊绳偏离不超过5°。两侧摇臂吊重离地约10cm时，应暂停起吊，检查两侧摇臂重量是否相同、抱杆姿态和起吊系统是否正常，确定无误后方可继续起吊，且严禁单侧锁定平衡起吊方式；塔身分片吊装要求吊点应选在两侧主材节点处，距塔片上段距离不大于该片的1/3，对于吊点位置根开较大、辅材较弱的吊片，应有补强钢管或圆木进行补强，吊点处应衬垫麻袋或木桩对角钢及起吊绳进行保护；塔片吊装前应在基础立柱顶面垫道木保护，塔脚片安装时应将地脚螺栓包裹防止损坏地脚螺栓丝扣；吊装时，钢丝绳在抽动时要防止磨损塔材锌层。
3. 质量效益对比分析
通过采用上述技术，与现有技术相比其有益效果对比如下：
（1）采用基于力学分析消除非线性倒塌破坏安全隐患的小截面（500×500mm）座地式双摇臂抱杆，具备安全可靠、根开小、高度高、占用空间小、施工方便快捷等突出特点，其摇臂可以变换角度（0～86o）起吊，有效增加提升一次抱杆所能作业的空间，解决了横担吊装就位难问题，实现标准化成套技术应用。
（2）采用施工现场抱杆结构施工特点，首创标准单元化倒装提升接长法施工技术，解决了连续无间歇衔接和复杂工况条件下的安全可靠性问题。
（3）采用防失稳的小截面落地式双摇臂抱杆系统，将其划分为若干标准单元，分解为抱杆系统、摇臂系统、起吊系统、拖根系统、腰环系统、提升系统和内外拉线系统等，单元化制作结合模块化组立；本实用新型采用考虑服务于塔架吊装组立作业的便捷性，多台机动绞磨分别用于两侧摇臂的平衡调幅及两侧吊点的吊装，机动绞磨可设在塔身构件副吊侧及非横担整体吊装侧，与铁塔中心的距离应不小于塔全高的0.5倍，且不小于40m，可大幅度提高后期塔架施工效率。
（4）采用合理借用塔架主材布置提升系统，最大化的降低结构的复杂性和实现节约资料，即：提升滑车固定在铁塔的四腿主材，提升绳采用φ17.5钢丝绳，经过抱杆底部悬挂的滑车共形成8道提升绳，控制提升钢绳与抱杆铅垂线夹角小于30°，可实现综合考虑与合理化利用；
（5）采用模块化组塔精确对中组立技术，将塔架组立过程中划分为若干标准模块组织快速连续作业，并合理化考虑横担构造的吊装顺序，按照先下后上，双侧同步顺序和到位旋转平移控制，有效避免交叉和干扰，全面提升施工效率。
4. 结论
本文针对施工任务重、工况复杂的条件下，考虑安全性和施工效率提出一种小截面座地式双摇臂抱杆系统用来完成输电塔架的组立方法，解决了单元模块化组立的连续对接与安全可靠性问题，特别适用于复杂工况条件下的施工，可实现“小而安全、小而简便”目标。
参考文献
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