Способы монтажа опор на переходах

Монтаж переходных опор линий электропередачи является сложной, ответственной трудоемкой работой, значительно отличающейся от установки опор на линии. Особенности монтажа переходных опор, в первую очередь, связаны со значительными размерами и большой массой опор.

Часто работа выполняется в стесненных условиях. Приходится монтировать только две (иногда три), как правило, одинаковые опоры, расположенные недалеко друг от друга. Для выполнения работы требуется применение специального такелажа, часто весьма тяжелого. Монтаж переходный опор выполняется по индивидуальным подробно разработанным проектам производства работ. Схемы монтажа переходных опор приведены в табл. 1, а монтаж переходных опор выполняется одним из способов, перечисленных в табл. 2.

Поворотом и одной монтажной стрелой можно монтировать опоры высотой до 100 — 120 м, массой до 130 — 140 т, а до 200 т — двумя монтажными стрелами (при достаточном месте для выкладки собранной опоры и расположения всех элементов такелажа).

Монтаж опор наращиванием более сложен и трудоемок. Выбор способа монтажа опоры должен производиться с учетом конструкции опоры, ее высоты и массы, размеров монтажной площадки, наличия у строителей элементов такелажа и приспособлений, а также навыков и опыта монтажников.

Таблица 1 Схема монтажа переходных опор

Наиболее распространенным является способ установки переходных опор падающей стрелой (рис. 1). Собранная опора 1 укладывается около фундамента 8 и соединяется с ним обычно двумя монтажными шарнирами 9. Монтажная стрела 3 устанавливается около фундамента или на фундамент опоры. К верхнему концу стрелы 3 прикрепляются канаты 2, присоединенные к опоре 1, которые иногда называют «вожжи», и канат 4, присоединенный к полиспасту 5. К опоре также прикрепляется канат 13, присоединенный к полиспасту 12.

Установка опоры проходит в три этапа:

1-й этап (рис. 3,а) начинается в момент отрыва опоры от земли и заканчивается при выходе стрелы из работы (положение показано штриховыми линиями).

Таблица 2 Способы монтажа переходных опор

Установка производится трактором 7 с помощью полиспаста 5 и каната 4. Наибольшие усилия на опору, фундамент и элементы такелажа действуют в начале установки опоры, кроме горизонтального усилия на фундамент, которое имеет наибольшее значение при подъеме опоры на угол 15 — 20°.

2-й этап (рис. 1,б). Его начало — в момент выхода стрелы из работы, окончание — при нахождении опоры в положении равновесия, когда центр тяжести опоры и стрелы Q будет расположен над осью шарнира 9. Установка переходных опор на этом этапе с применением специальных устройств.

3-й этап (рис. 1,в) называется торможением, так как опора сама стремится занять вертикальное положение. Начинается он в момент нахождения опоры в положении равновесия и заканчивается при установке опоры в вертикальное положение на фундамент. Установка опоры на этом этапе производится трактором 10 с помощью канатов 11, 13 и полиспаста 12. Наибольшее усилие возникает в последний период торможения.

Преимуществами описанного способа являются: простота (не требуется применения специальных механизмов), сравнительная безопасность, возникновение наибольших монтажных усилий в начале установки опоры. Однако этот способ имеет следующие недостатки: необходимость в большой монтажной стреле, ее монтаже, демонтаже и транспортировке; необходимость в монтажной площадке больших размеров для расположения опоры, такелажа, а также для передвижения тракторов; воздействие на фундамент больших монтажных горизонтальных усилий; необходимость торможения опоры в последний период ее установки; потребность в монтажных шарнирах (кроме опор, имеющих стационарные шарниры).

При установке переходных опор возникают большие монтажные усилия, значения которых в некоторой степени зависят от размеров и расположения такелажа.

Основными монтажными усилиями являются (рис. 1,г, д,): Р, Р1 — тяговые, в начале установки опоры и в момент выхода стрелы из работы; 5 — в «вожжах»; 11 — сжатие стрелы; F — горизонтальное, действующее на фундамент; Т — тормозное.

Рассмотрим, как влияют размеры и расположение элементов такелажа на монтажные усилия.

При увеличении высоты стрелы происходит уменьшение усилий Р и Р1, а также F. Однако с увеличением высоты стрелы возрастает ее масса, что усложняет ее монтаж, демонтаж и транспортировку, а также повышает ее стоимость. Поэтому на практике высота стрелы обычно составляет 40 — 55% высоты поднимаемой опоры.

При выборе высоты стрелы учитывается возможность использования имеющихся у монтажников основных элементов такелажа. При наличии 2 — 3 стрел различной высоты используется такая, при которой схема установки упрощается. Например, появляется возможность применить одиночный полиспаст вместо сдвоенного, якорь из одной анкерной плиты — вместо якоря из двух анкерных плит, исключить дополнительный канат для установки опоры после выхода стрелы из работы, сократить число соединительных элементов такелажа, уменьшить диаметры канатов и т. д.

При удалении от фундамента опоры места расположения якоря тягового полиспаста происходит некоторое уменьшение усилия Р и Р1. Для того чтобы не требовались очень большая монтажная площадка и длинный канат, это расстояние обычно принимают равным (1,4ч-1,6) Я (рис. 1,г).

При перемещении места установки монтажной стрелы в сторону траверс опоры (на рис. 1,г показано штрихами) происходит уменьшение усилия Р и увеличение усилия P1. Для надежной и уверенной установки опоры необходимо, чтобы усилие Р было бы на 10 — 15% больше усилия Р1. Для выполнения этого условия необходимо стрелу расположить на расстоянии АН — (0,15--0,2) Я, (H1 — расстояние до места крепления «вожжей» к опоре). При установке опор с широкой базой сместить место установки стрелы не представляется возможным.

Наклон стрелы в сторону опоры на (угол а на рис. 1, с) позволяет уменьшить усилие Р1. Тормозной якорь обычно располагают на расстоянии (1,2 ч- 1,5) Н. При этом надо учитывать, что удаление тормозного якоря от фундамента опоры, а также увеличение высоты крепления тормозного каната к опоре уменьшают тормозное усилие.

Для установки переходных опор требуются большие монтажные площадки, длина которых часто превышает километр. Поэтому на практике переходные опоры часто приходится устанавливать в стесненных условиях.

Применяется целый ряд способов, позволяющих уменьшить размеры необходимой монтажной площадки.

При невозможности расположения вдоль оси перехода опора устанавливается поперек оси перехода.

Приближение к фундаменту опоры якорей тягового (до 1,2 Н) и тормозного (до 1,0 Н) полиспастов. Приближение тягового якоря влечет увеличение сжатия стрелы и опоры, а также усилия P1. Приближение тормозного якоря увеличивает усилие Т и сжатие опоры.

Крепление обоих каналов полиспаста к тракторам (см. рис. 3а) уменьшает длину их пути в два раза, однако для этого ширина проезда должна быть также увеличена вдвое.

Применение тракторов с навесными лебедками позволяет несколько уменьшить длину пути их передвижения (в зависимости от диаметра каната на барабан навесной лебедки трактор Т-100 можно намотать до 100 м каната).

Применение отводных блоков (см. рис. 3а) позволяет изменить направление движения тракторов с канатами полиспастов.

Перехват частично вытянутого каната полиспаста дополнительным канатом, прикрепленным к трактору. При этом соединение основного каната с дополнительным производится с помощью сжимов, число которых должно быть удвоено против необходимого для образования петли на конце каната.

Ниже приводится краткое описание других способов установки переходных опор, которые применяются значительно реже способа падающей стрелы. Одной неподвижной стрелой (рис. 3, а) собранная опора 1 укладывается около фундамента 12 и присоединяется к нему шарнирами 13. Монтажная стрела 5 ставится перед фундаментом и закрепляется в таком положении оттяжкой 7. Между верхним концом стрелы 5 и опорой 1 расположен полиспаст, канат которого 4, пропущенный через отводной блок 6, прикреплен к трактору 8. При движении трактора в направлении стрелки производится установка опоры. В конце установки опора тормозится с помощью каната 3. Преимуществом такого способа является возможность установки опоры в стесненных условиях, так как трактор 8 благодаря применению отводного блока 6 может при установке опоры передвигаться в любом направлении.

Недостатками способа являются необходимость в большой монтажной стреле и в оттяжках для ее удержания в рабочем положении, действие значительных горизонтальных усилий на фундамент опоры, необходимость в торможении опоры в последний период ее установки, потребность в монтажных шарнирах.

При установке опоры способом одной неподвижной стрелы без торможения (рис. 2, б) опора 1, уложенная около фундамента 12, соединяется с ним шарнирами 13. Монтажная стрела 5, установленная около фундамента 12 поддерживается оттяжкой 7, имеющей полиспаст 9, с помощью которого можно изменить угол наклона стрелы 5. Между опорой и стрелой 5 использован полиспаст 2, канат которого 4 прикреплен к трактору 8. При движении трактора 8 в направлении стрелки опора поднимается до тех пор, пока ее центр тяжести 14 и место крепления полиспаста 2 не окажутся на одной вертикали (показано штрихами). После этого трактор 11 несколько передвигается от фундамента 12, при этом опора 1 поворачивается из положения I в положение II (рис. 2, в) и место крепления полиспаста 2 оказывается расположенным справа от вертикальной прямой, проходящей через центр тяжести опоры. Передвижением трактора 8 в сторону фундамента 12 опора 1 устанавливается в вертикальное положение на фундамент 12.

Преимуществами этого способа установки опор по сравнению со способом падающей стрелы являются исключение необходимости торможения опоры в последний период ее установки, некоторое сокращение размеров необходимой монтажной площадки (за счет исключения тормозного узла) и некоторое уменьшение монтажных усилий (вследствие необходимости применения более высоких монтажных стрел). Недостатком способа является применение более высокой монтажной стрелы. Описанным способом можно поднимать только переходные опоры небольших размеров.

При установке двумя неподвижными стрелами (рис. 2, д) опора 1 собирается на фундаменте 12. Между пятами опоры 1 и фундаментом 12 укладываются две направляющие 15. Две монтажные стрелы 5 устанавливаются по обе стороны опоры 1 около фундамента 12 и закрепляются в вертикальном положении оттяжками. К верхнему концу каждой стрелы подвешиваются полиспасты, нижние блоки которых прикрепляются к опоре 1. Канаты 4 полиспастов 2 пропускаются через отводные блоки 6, прикрепленные к фундаменту опоры, и присоединяются к лебедкам 16 (или тракторам).

Установка опоры производится двумя лебедками 16, работающими одновременно. При подъеме сначала нижние концы опоры 1 подтаскиваются к фундаменту 12 по направляющим 15, а затем, когда опора 1 повиснет над фундаментом, она опускается на анкерные болты фундамента.

К достоинствам способа относится отсутствие необходимости в большой монтажной площадке, кроме того, на стрелы и элементы такелажа действуют усилия, не превосходящие половины веса опоры, на фундамент не действуют горизонтальные усилия, отпадает необходимость в монтажных шарнирах. Однако способ имеет следующие серьезные недостатки, из-за которых он весьма редко применяется: необходимость в двух монтажных стрелах, их монтаже и закреплении в вертикальном положении, сложность такелажа, необходимость нахождения людей у висящей опоры в момент наведения опоры на анкерные болты.

На рис. 2, е схематически изображен момент установки опоры одной наклоняющейся стрелой. Работа выполняется следующим образом. Около фундамента 12 в направлении выкладки опоры устанавливают железнодорожные рельсы 23, на них ставят тележку 22, на которой шарнирно закрепляют одностоечную монтажную стрелу 5. Верхний конец стрелы удерживается тремя канатами 19. Путем изменения длины полиспастов 9 и 25, к которым прикреплены канаты 4 и 26, можно изменить угол наклона стрелы 5. К тележке 22 прикреплены полиспасты 14 и 21, изменением длин которых можно перекатывать тележку 22 в ту или другую сторону. Сборка опоры производится над тележкой 22 таким образом, чтобы стрела 5 оказалась внутри одной из панелей ствола опоры 1, для чего в верхней и нижней гранях опоры не устанавливаются раскосы (I I на рис. 2, е). Опора захватывается нижним блоком полиспаста 20 и с помощью каната 10, наматываемого на лебедку, постепенно поворачивается в вертикальное положение. При этом стрела 5, все время располагаясь в «окне» ствола опоры, с помощью полиспастов 9, 21, 24 и 25 постепенно наклоняется, занимая такое положение, при котором она не касается элементов опоры. В конце установки канатом 7 и полиспастом 2 производится торможение опоры. После установки опоры в вертикальное положение и демонтажа стрелы 5 в «окне» ствола опоры устанавливаются недостающие раскосы.

Описанным способом производилась установка переходных опор высотой примерно 100 м. Способ довольно сложный, требует тщательной подготовки, кроме того, необходимы специальные элементы такелажа, а также большое число канатов и блоков.

При установке двумя наклоняющимися стрелами (рис. 2, ж) опора 1 полностью собирается около фундамента 12 и соединяется с ним шарнирами 13. С боков опоры 1 устанавливаются две одностоечные монтажные стрелы 5, сверху соединенные канатом и имеющие оттяжки 17, присоединенные к якорям 18. К верхним концам стрел 5 подвешиваются полиспасты 2, нижние блоки которых крепятся к опоре 1. При одновременной вытяжке канатов 19 из каждого полиспаста 2 опора 1 поворачивается в вертикальное положение. В последний период производится торможение опоры с помощью каната 26 и полиспаста 9. Приведенным способом производилась установка переходных опор, имеющих массу 193 т.

Достоинствами этого способа являются возможность установки опоры на небольшой площадке, уменьшение монтажных усилий за счет разложения их на две составляющие для стрел и полиспастов, отсутствие якорей большой грузоподъемности, значительное уменьшение горизонтальных усилий на фундамент 12 опоры 1. Недостатками способа являются потребность в двух одинаковых монтажных стрелах большой высоты и в двух грузовых полиспастах, а также необходимость поддержания монтажных стрел.

На рис. 4, з схематически показан момент установки опоры выталкивающей стрелой. В направлении сборки опоры 1 около фундамента 12 укладываются железнодорожные рельсы 23 и ставится тележка 22 с шарниром, к которому присоединяется монтажная стрела 5, располагаемая горизонтально. Затем над тележкой 22 и стрелой 5 производится сборка опоры 1, которая с помощью шарниров 13 присоединяется к фундаменту 12. Второй конец стрелы 5 с помощью шарнира присоединяется к опоре 1.

Между тележкой 22 и фундаментом 12 собирается полиспаст 24. Сначала опора 1 подъемным краном поворачивается на небольшой угол, после чего вводится в работу полиспаст 24 и опора стрелой 5 «выталкивается» в вертикальное положение. Торможение опоры 1 в конце ее установки производится канатом 7 и полиспастом 2. Таким способом производилась установка переходных опор высотой 80 м, расположенных на площадке строящейся гидростанции.

Преимуществом описанного способа является возможность установки опоры на небольшой площадке. К недостаткам способа можно отнести необходимость в предварительном подъеме опоры краном, потребность в специальном такелаже, возникновение больших усилий в начале работы полиспаста 24.

Концевые опоры перехода по своим размерам и массе нередко мало чем отличаются от опор, устанавливаемых на ВЛ. Поэтому их установка производится теми же способами, что и монтаж линейных опор. Одностоечные концевые опоры обычно устанавливаются способом падающей стрелы (см. рис. 1); изредка подъем производится способом одной неподвижной стрелы без торможения (рис. 2, б, в, г), при этом иногда в качестве стрелы используются подстрелок (стрела, применяемая для установки монтажной стрелы, которой поднимается переходная опора).

При установке концевых опор на переходе с качающимися опорами СПК-74 для закрепления полиспаста использовались якоря крепления несущих канатов (рис. 3, а), благодаря чему отпала необходимость в устройстве монтажного якоря на усилие 2000 кН. Трехстоечные концевые опоры обычно устанавливаются за три подъема. Каждая стойка устанавливается способом падающей стрелы (рис. 5, а), а при наличии подъемного крана и при массе стойки в пределах 12 — 15 т — комбинированным способом (рис. 3, 6). При этом полностью собранная стойка 1 выкладывалась около фундамента 5 и соединялась с ним монтажными шарнирами 4. Подъемный кран 11 подъезжал сбоку к стойке 1 и вращал ее на предельно возможный угол, после чего трактор 10 (или два трактора) продолжал установку опоры. В конце подъема подъемный кран 11 или один из тракторов 10 тормозил стойку с помощью каната 2.

Применялся также способ, при котором вначале одним из вышеприведенных приемов устанавливалась средняя стойка, а затем она использовалась в качестве неподвижной стрелы для последовательной установки крайних стоек (рис. 3,г). Каждая крайняя стойка в конце установки тормозилась трактором с помощью каната 2. При такой схеме установки стойки выкладываются так, как изображено на рис. 3, д.

Используя предварительно установленную среднюю стойку, можно одновременно поднимать две крайние стойки (рис. 3,е, з, и). Канат 8 запасовывается таким образом, чтобы на одной из крайних стоек было прикреплено больше ниток каната. В результате эта стойка начнет подниматься первой. На рис. 5, ж приведен один из вариантов запасовки каната 8, при котором к левой крайней стойке прикреплено три нитки каната, а к правой — только две.

При движении трактора 10 от фундамента поднимается только левая стойка. После подъема на угол 50 — 60° левую стойку тормозит трактор 13 с помощью каната 2. При продолжении движения трактора 10 поднимается правая стойка на угол 50 — 60°, после чего трактор 13, передвигаясь в сторону фундамента опоры, устанавливает левую стойку в вертикальное положение, где она временно закрепляется на фундаменте. Трактор 10, двигаясь дальше от фундамента опоры, продолжает установку правой стойки. В последний период торможение правой стойки производит трактор 13 с помощью каната 2. Для установки опоры по описанной схеме стойки выкладываются так, как изображено на рис. 3, д.