浅谈输电线路施工和检修起重工具的选用

摘要：详细论叙了各种起重工具的选择及现场估算方法，重点对白棕绳、钢丝绳、角铁桩、滑轮、链条葫芦、卸扣等六种起重工具进行了论叙，并介绍了更换悬垂串的受力计算方法。

关键词：起重工具；现场估算；更换悬垂串

在输电线路施工和检修中，由于工作的流动性很大，如果过分笨重，不但高空使用极其困难，地面搬运也很不方便。若因为起重工具选择、不当，保管不善，而发生绳索磨损、腐蚀或拉断，从而危及人身和设备的安全。因此，起重工具的选择十分重要。为了选择合格起重工具，掌握其正确的使用方法，确保起重工具在施工和检修中安全。

下面介绍几种常用的起重工具的现场估算方法。

1. 白棕绳的选用

白棕绳（简称麻绳），在使用前必须根据外部荷载选择绳索的规格，而且在施工过程中要正确使用。白棕绳是用龙舌麻（又称剑麻）捻制而成。其抗张力和抗扭力较强、滤水性好，抵抗海水侵蚀性高，耐磨而富有弹性，受到冲击拉力不易折断，在线路施工和检修中，常用于绑扎构件、起吊轻量构件等。

白棕绳最大使用力或安全承载力计算公式如下：

T最大=（πD2/4）×R容=0.78D2R容=0.78D2

式中：T最大---白棕绳最大使用力或安全承载力（在本文中使用了公斤力的单位，而国际标准应为牛顿， 1公斤力=9.8牛顿）；

D ---白棕绳的外接圆直径（毫米）；

R容 ---白棕绳的单位容许力（公斤力/毫米2）。线路施工使用的白棕绳的单位容许拉力一般取1公斤力/毫米2。在潮湿状态下使用，应减少50%。

举例：Φ12.5mm（普通4分）白棕绳的安全承载力：

T最大=0.78D2=0.78×12.52=122公斤力

白棕绳使用前应检查有无破损、受潮、腐烂等缺陷，使用过程中应将绳抖直不得打扣，不得在石头等粗糙物体上拉磨，以免断股降低拉断强度。当捆绑带棱的构件时，应衬垫木板、麻袋片或草袋等，避免棱角割断绳纤维。白棕绳不得与油漆、酸、硷等化学物品接触，应保存在通风干燥的地方。

2. 钢丝绳的选用

钢丝绳是由钢丝拧成股，再由数股捻成纲丝绳。线路施工常用的钢丝绳选择（6×19）（6×37）两种普通结构，其外接圆面积与钢丝总断面积之比一般取2.1，钢丝绳抗拉强度取140公斤力/毫米2，安全系数取4.0（根据具体作业的不同取值，见表三）；得出现场估算的简化式：

T最大=（（πD2/4）/2.1）×抗拉强度/4=13.1D2

举例：普通结构（6×19）3分（Φ9.5mm）钢丝绳的最大拉力的近似值：

T最大=13.1D2=13.1×9.52=1182公斤力

钢丝绳在与滑轮配合使用时，要受到接伸、弯曲、挤压和扭转的综合应力，其会加速纲丝绳的疲劳而损坏，为了耐久性使用钢丝绳，要求应校验钢丝绳直径与滑轮或卷筒直径比，其算式是：D=（e-1）d

式中d---钢丝绳直径，mm；

D---滑轮或卷筒直径，mm；

e---比例系数，对起重滑车e=11～12，对绞磨卷筒e=10～11。

3. 角铁桩的选用

角铁桩是线路施工中承载拉力的起重工具，经常用于固定绞磨、定滑轮、杆塔临时拉线等。

线路施工和检修中，常用的角铁桩一般为∠80×8×1350。在不允许地面土壤产生残余变形时，单个角铁桩的安全承载力P的计算为：

图1：角铁桩受力示意图                                   

P=σh L/（AK）=σh（√2×d）/（AK）=11.3σh/（AK）

式中：σ---角铁桩对土壤的压力（公斤力/厘米），坚硬的土壤取3公斤力/厘米2，一般土壤取2公斤力/厘米2；h ---角铁桩打入地下的长度（厘米）；L ---角铁桩受力面宽度（厘米）；d ---角铁桩的地下部分的宽度（厘米）；K ---负荷系数，可取1.3～1.4；H ---角铁桩受力点与出土点的距离（厘米）；A ---随H/h而变化的系数；

表一：角铁桩受力随H/h而变化的系数

举例：现有一角铁桩∠80×8×1350，已知d=8厘米，h=110厘米，H=25厘米，一般土壤σ取2公斤力/厘米2，K取1.4。求角铁桩的安全承载力。

查表，H/h=25/110=0.23，得A=7.3，

安全承载力P=11.3×2×110/（7.3×1.4）=243公斤力，

注：双联桩安全承载力为各单桩安全承载力之和：P= P1+P2。

4. 滑轮的选用

按滑轮的数目分为单滑轮、复滑轮，按滑轮的作用分为定滑轮、动滑轮和滑轮组。滑轮的安全使用力（拉力）按照铭牌上标明的额定受力使用，并考虑其效率η。用于钢丝绳时一般取0.95～0.985，白棕绳取0.8～0.94。

P=Q/η

式中：P ---安全使用力（公斤力）；

Q ---铭牌上标明的额定受力（公斤力）；

η---滑轮的效率η。

表二：滑轮的效率η

5. 卸扣的选用

按额定受力（钢印标注）选用，使用前外观检查丝扣损坏、表面裂纹或变形等禁止使用。

6. 链条葫芦的选用

按照铭牌上标明的额定受力使用。使用前应检查吊钩、链条、传动装置及刹车装置是否良好 。吊钩、链轮、倒卡等有变形时，以及链条直径磨损量达到10%时，禁止使用。起重链不得打扭，亦不得拆成单股使用。不得超负荷使用，起重能力在5t以下的允许1人拉链，起重能力在5t以上的允许两人拉链，不得随意增加人数猛拉。操作时，人员不准站在链条葫芦的正下方。

7. 更换输电线路悬垂串的受力计算

T= n×ρ导线×Lch+G绝缘子

式中：T ---更换该串绝缘子的上拔力（公斤力）；

n ---导线分裂系数；

      ρ ---导线每公里的重量（kg/km）；

Lch ---该杆塔的垂直档距（km）

G绝缘子---被吊起的悬垂串绝缘子重量。

举例：江城线1108#须更换绝缘子，导线为ACSR-720/90，四分裂，每公里2.728t，绝缘子为210kN瓷质绝缘子，每片重12.3kg，每串40片，该档垂直档距600米，计算该串绝缘子更换时的钢丝绳受力情况（假设其绝缘子被全部吊起，且不考虑滑轮摩擦系数）。

T受力= n×ρ导线×Lch+G绝缘子

       = 4×2728×0.6+12.3×40

        =8515.2（公斤力）=83.4kN

8. 安规要求起重钢丝绳的安全系数

表三：起重钢丝绳的安全系数

参考文献：

［1］《10kV～110kV线路施工》

［2］《国家电网公司电力安全工作规程线路部分》

［3］《高压架空送电线路机械计算》

［4］《电力工人技术等级培训教材送电线路工（第二版）》