劉東征

摘 要：ZGU2（7727）為110 kV雙回路直線塔型，廣泛應(yīng)用于2005年以前線路設(shè)計。2005年國家電網(wǎng)輸電線路典型設(shè)計出版后，該塔型已不作推薦使用，2010年版國家電網(wǎng)輸電線路典型設(shè)計圖冊，再次提高了鐵塔的強度要求，由于ZGU2塔型的塔材尺寸設(shè)計余度不足，在極端天氣條件下容易造成鐵塔傾覆，直接引發(fā)巨大的經(jīng)濟財產(chǎn)損失，還有可能造成人員傷亡。如果直接更換此類鐵塔，必然投資成本巨大，且線路停電會引起無法估計的經(jīng)濟損失。綜合以上幾點原因，提出了更為科學(xué)合理的鐵塔加固工藝。

關(guān)鍵詞：110 kV輸電線路 ZGU2型鐵塔 焊接 鐵塔加固工藝

中圖分類號：TM216 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）03（c）-0105-02

針對ZGU2型輸電鐵塔的結(jié)構(gòu)特點，該工藝將對ZGU2 110 kV雙回路直線鐵塔4個主肢角鋼進行加固，鐵塔支腿由不同規(guī)格等邊角鋼制作而成，為增加其強度，將加固角鋼貼覆在原角鋼里側(cè)并進行焊接連接，隨后進行內(nèi)側(cè)密封并進行防腐處理。國內(nèi)首次采用焊接技術(shù)實現(xiàn)一體化強度提升加固，實現(xiàn)了不停電狀態(tài)下通過焊接技術(shù)對運行中的鐵塔進行加固補強，從而提高其抵抗惡劣環(huán)境的能力，既保證鐵塔的安全運行又不影響日常生活用電。該文對該型輸電鐵塔的加固施工工藝過程做了詳細闡述。

1 施工工藝

1.1 施工工藝流程

加固角鋼選取→放樣下料→裝配點固→焊接加固→打磨清理→間隙密封→鍍鋅防腐。

1.2 材料選取

根據(jù)所加固鐵塔原角鋼的材質(zhì)規(guī)格和基塔特點，該施工工藝采用材質(zhì)為Q345的角鋼，該材質(zhì)各項性能高于鐵塔原角鋼材質(zhì)，很好地提升了鐵塔強度要求，規(guī)格分別為100×8 mm、90×7 mm、80×6 mm等邊鍍鋅的角鋼。加固角鋼皆有原材料合格證明書，使用前報送研究院審查，取樣進行力學(xué)性能、化學(xué)成分、規(guī)格、鍍鋅層厚度檢測等，出具檢測報告，確保符合工藝要求后方能使用。

1.3 放樣下料

因每基塔有4個支腿，工藝要求分別對其進行現(xiàn)場實際測量取樣，并制作樣板依次進行編號，嚴(yán)格按照樣板尺寸進行下料。具體加工下料方法為將每根支腿角鋼根據(jù)原支腿角鋼處的螺栓頭、橫撐角鋼連接接頭等節(jié)點部位特征將加固角鋼依次進行分段，測量節(jié)點距離及開孔尺寸，繪制各段部件圖紙，進行樣板制作，然后根據(jù)樣板下料。對同一線路高規(guī)格相同的，可統(tǒng)一集中加工下料，提高施工工藝效率。塔腳加強板、斜撐搭接板根據(jù)現(xiàn)場每一基塔實際測量尺寸下料。下料時，采用機械方法或等離子方法切割下料，熱切割下料時，要留有打磨余量，將切割面打磨平整，機械切割完成后須將周圍氧化部分打磨干凈，直至露出金屬光澤，非焊接的下料切割斷面、鏟背面等打磨出金屬光澤后立即進行鍍鋅防腐處理，對切割下料工藝參數(shù)要求為：切割框邊緣距螺釘頭部邊緣間距不大于4 mm，加固角鋼頂角向內(nèi)直線打磨不大于2 mm，角鋼直角尖端采用角向磨光機打磨成圓弧面，直角尖端頂向內(nèi)打磨尺寸不大于3 mm，鐵塔斜撐角鋼缺口補強板與加固角鋼搭接長度大于20 mm。

1.4 裝配點固安裝

加固角鋼裝配前，將接地螺釘端部牢固焊接在原塔腳的角鋼上，加固角鋼與塔基面的安裝間隙不大于3 mm。將塔內(nèi)側(cè)螺釘頭點固焊接兩點，每點長度為10～15 mm，裝配點固焊縫合理布置在后續(xù)的角接焊縫內(nèi)。然后打磨點固焊縫及其周圍，露出金屬光澤后并噴涂冷鍍鋅防腐。裝配角鋼貼覆在原支腿內(nèi)側(cè)，裝配間隙不大于3 mm，角鋼兩直邊間隙差不大于1 mm。裝配角鋼切割面距螺釘頭或斜撐角鋼邊緣的間隙不大于3 mm，上下、左右兩側(cè)的間隙差不大于1 mm。塔腳處的角鋼在裝配前先焊完內(nèi)側(cè)塔腳加強板，加強板一側(cè)于主支腿角鋼焊接時應(yīng)留有1～3 mm的間隙，另一側(cè)對接于塔腳斜撐角鋼。外側(cè)加強板待加固角鋼裝配后一側(cè)與加固角鋼對接橫擔(dān)螺栓兩端搭接長度大于150 mm，三面焊接。妨礙搭接角鋼裝配的橫擔(dān)角鋼，可在橫擔(dān)角鋼一側(cè)采用機械方法開適宜的半圓形缺口，缺口尺寸以能穿進搭接角鋼即可，缺口面必須打磨圓滑，并及時鍍鋅防腐，斜撐處搭接長度大于30 mm。

1.5 焊接加固

焊接方法為手工電弧焊（SMAW），焊接材料為E5003（J502）焊條，焊材有廠家出具的材料合格證書。焊接工藝采用角鋼兩側(cè)為角焊縫，焊條規(guī)格Φ3.2 mm，焊接電流110～140 A，分段施焊，焊100 mm間隔200 mm，焊腳高度為5～8 mm，外側(cè)角焊縫在兩角鋼邊緣之間焊滿，平滑銜接，加固角鋼兩側(cè)交叉對稱焊接。焊條應(yīng)保持在干燥的容器內(nèi)，當(dāng)環(huán)境濕度較大時，應(yīng)按焊條說明書要求進行烘干，焊接時嚴(yán)禁在角鋼非焊接區(qū)試驗電流和引弧，電焊線要有效的保護，嚴(yán)禁有裸露導(dǎo)線部分與鐵塔接觸。收弧時將收弧點引到加固角鋼表面。為保證加固角鋼結(jié)合強度，并減少焊接變形，塔腳加固角鋼滿焊，外層加強板一側(cè)與塔腳角鋼對接，另一側(cè)與斜撐角鋼對接，最后與靴板焊成一體。加固角鋼位于塔身頂端部分，200 mm范圍內(nèi)滿焊，焊接角焊縫焊角直角邊長度不少于5 mm。搭接及補孔焊縫為周圈全焊縫（保證內(nèi)側(cè)縫隙密封性，防止氧化），確保焊縫飽滿均勻美觀。

1.6 打磨清理

組裝及焊接完成后，對焊縫及周圍和需密封處兩側(cè)進行機械打磨。焊縫表面及其周圍必須去除“飛濺”“焊渣”“氣孔”及超標(biāo)“凸起”，確保原支腿及其加固件表面無油、銹、氧化皮、鍍鋅夾層、起皮及其他污物，原鍍鋅層破壞燒損區(qū)域須打磨露出金屬光澤。焊縫表面打磨出金屬光澤后立即焊噴涂冷鍍鋅，以防焊縫氧化生銹。

1.7 間隙密封

為使加固角鋼與原支腿角鋼之間形成一個封閉的空間，在焊縫間隔處、角鋼開孔處、接頭處等間隙處用中性硅酮結(jié)構(gòu)耐候膠進行密封，涂抹須均勻美觀并保證其密封性。密封表面光滑平整并與焊縫銜接良好，密封角高度與焊角高度一致，密封膠與焊縫銜接長度不大于10 mm。當(dāng)橫擔(dān)搭接角鋼與原角鋼間隙較大時，先用聚氨酯發(fā)泡劑填充間隙，清理后用密封膠密封。清理密封以外的密封膠，焊縫表面、鋼材表面嚴(yán)禁隨意涂抹密封膠。密封合格標(biāo)準(zhǔn)：密封膠與角鋼和焊縫端部結(jié)合無裂縫、氣孔或沒填滿，外觀平整與角焊縫高度基本一致，搭接處密封角高度不少于密封間隙端面。

1.8 鍍鋅防腐

防腐采用高壓噴涂冷鍍鋅的方法，采用羅巴魯牌冷鍍鋅，鍍鋅前須對構(gòu)件表面進行表面預(yù)處理，冷鍍鋅必須直接涂在鐵或鍍鋅的表面上，否則沒有防銹效果。構(gòu)件表面打磨符合要求、密封膠凝固后及時進行涂抹冷鍍鋅，不得間隔時間過長，鍍鋅方式采用高壓噴涂；噴涂冷鍍鋅時，噴嘴與噴件須保持適當(dāng)?shù)木嚯x，擺動均勻。鍍鋅過程中上一層表面風(fēng)干后即可噴涂下一層，鍍鋅層厚度平均值不低于116 μm，最小值不低于100 μm，噴涂完成后用鋅層測厚儀進行測厚確認。噴涂表面須保證涂料均勻一致，無漏涂、氣泡、變色、失光等缺陷。

2 結(jié)語

通過該工藝方法對110 kV ZGU2型輸電鐵塔加固結(jié)果表明：鐵塔加固后至今沒有發(fā)生任何事故，較好地對塔材尺寸設(shè)計余度不足的塔基進行了補強，加固后的鐵塔強度性能明顯提升，大大提高了其抵抗惡劣環(huán)境的能力，該工藝既保證了鐵塔的安全穩(wěn)定運行又不影響正常的輸電。此工藝可操作性強、經(jīng)濟性高、安全文明高效，可進一步在全國范圍內(nèi)進行推廣。

參考文獻

[1] 110千伏ZGU2直線鐵塔加固方案（修訂）2015[Z].國網(wǎng)山東省電力科學(xué)研究院，2015.

[2] 國網(wǎng)山東省電力公司110kVZGU2鐵塔加固作業(yè)指導(dǎo)書[Z].國網(wǎng)山東省電力科學(xué)研究院，2015.

[3] 110kVZGU2型輸電鐵塔焊接加固施工控制[Z].山東電力建設(shè)第一工程公司，2016.