加固架空（通用4篇）
加固架空 篇1
千秋煤矿架空人车下山 (进风下山) 长约540 m, 其右侧的5个一分层工作面均已回采完毕, 二、三分层未回采:其左侧的21101、21102两分层已回采完毕, 21181综放一次采全高工作面于2005年10月回采完毕, 21112综放工作面于2005年10月开始回采。
架空人车下山为全煤巷道, 沿底掘进。该区域煤层顶板等高线变化平缓, 倾角13°～14°, 但煤层厚度变化比较大, 3905、3803钻孔揭露煤厚分别为12.6, 8.5 m, 3807钻孔揭露煤厚20.3 m, 下山左侧煤层厚度较大, 下山右侧煤层厚度较小, 上部区域煤层厚度较小, 下部煤层厚度较大。据3807号钻孔实际揭露, 二煤厚20.32 m;二煤顶板泥岩厚23.37 m。二煤底板为含砾黏土岩, 厚3.48 m, 灰色;其下为泥岩, 厚1.17 m;基本底为细砂岩, 厚10.16 m, 泥和硅质胶结, 夹泥岩薄层, 具斜层理和小型交错层理。当下山巷道沿煤层底板全煤布置时, 顶板30～40 m、底板4～5 m均为软弱煤层或岩层, 因此巷道施工过程中围岩稳定性较差, 受采动影响, 围岩松动破坏范围较大, 给巷道支护带来难度, 也给巷道后期维护造成困难[1]。
1 架空人车下山支护与破坏状况
巷道支护原采用U型钢拱形支架支护, 喷浆封闭。由于底鼓严重, 反复的起底工作导致拱形支架两腿失去支撑甚至悬空, 两腿受挤压内移, 巷道宽度变小, 影响架空人车的正常运行。巷道受破坏状况如图1所示, U型钢拱形支架承载能力如图2所示, 可见支架承受侧向压力的能力是很低的, 特别是当底鼓严重、反复起底, 导致拱形支架两腿失去根基甚至悬空时, 很容易造成支架两腿内移, 断面缩小, 影响巷道正常使用。架空人车下山U型钢拱形支架支护巷道变形破坏严重, 表明现有的支护强度不足, 不能达到支护效果。
2 支护设计原则
(1) 以主动加固代替被动承载, 尤其要避免支架棚腿水平压力。
巷道围岩压力主要由围岩自身来承载, 支架只承载很小的部分, 因此加固围岩、提高围岩强度是最科学、最有效、最经济的技术手段。实践证明, U型钢拱形支架在未采取壁后充填、封底等配套措施的情况下, 其实际承载能力是很低的, 尤其不能承受较大的水平压力, 很难实现均匀可缩的目的。故设计时建议取消U型钢拱形支架被动支护, 采取锚网喷和注浆主动支护技术。若围岩破碎, 则取消现有拱形支架支护, 如在施工上存在困难, 可取消棚腿或者采取让压措施以减轻支架棚腿横向载荷, 使载荷主要由锚网支护承载。
(2) 加强对巷道底鼓的治理, 采取封底措施, 形成封闭支护。
现场观测表明, 巷道两帮及顶板变形严重, 影响架空人车的正常运行。因此, 重视对底鼓的治理, 采取封底措施, 形成封闭支护, 是本设计的另一重要原则。
(3) 采用“高锚固力”、“高预紧力”高强锚杆, 实现强力主动支护。
锚杆支护的关键是确保每根锚杆都能实现“及时、主动、可靠、有效”承载, 因此采用“高锚固力”、“高预紧力”的高强锚杆, 实现主动支护, 其中关键是提高锚杆预紧力, 即安装荷载。
3 巷道修复加固方案的确定
3.1 方案的提出
分析架空人车下山地质条件、破坏程度等因素, 结合现有支护材料, 提出4种加固方案。
(1) 大断面扩修、全断面锚网喷支护 (图3a) 。
①按设计要求扩大整个断面, 撤掉全部支架;②全断面铺网, 安装锚杆、锚索, 然后全断面喷浆封闭;③选择合适的时机进行二次注浆加固。该方案施工前, 须完全拆除架空人车运输系统。
(2) 扩帮、撤腿、锚网喷加固 (图3b) 。
即:锚网喷+锚梁联合支护。①扩帮、撤腿, 顶板及顶梁基本保持不动;②原顶梁由锚杆或锚索固定;③全断面锚网喷;④架空人车顶梁保持不动, 两钢丝绳间距减小200 mm, 挂钩缩短200 mm;⑤选择合适时机进行二次注浆加固。
(3) 扩帮、蹬腿、锚网喷加固 (图3c) 。
①扩帮、蹬腿, 将两棚扶直, 顶板及顶梁基本保持不动;②除顶板极其破碎、架后空间较大、无法安装锚杆的地段外, 巷道顶板也要进行锚喷加固;③架空人车顶梁保持不动, 两钢丝绳间距减小200 mm, 挂钩缩短200 mm, ④选择合适时机进行二次注浆加固。
(4) 扩帮、架设新的拱形支架、锚网喷 (图3d) 。
即:锚网喷+架形棚联合支护。①扩帮、卧底, 架设新的拱形支架, 撤掉旧支架;②两帮锚网喷, 并留出变形让压空间200～300 mm;③除顶板极其破碎、无法安装锚杆的地段外, 巷道顶板也要进行锚喷加固;④选择合适时机进行二次注浆加固[2]。
3.2 方案比较与选择
从巷道布置与原岩应力关系、围岩条件、地质构造影响等方面考虑, 根据现场具体情况, 采用方案1对巷道进行大修, 刷扩成较大的巷道断面, 并采用高强锚杆加固, 能保证巷道长期稳定。但方案1要求顶板比较稳定, 撤架、扩修时不出现大的片帮、冒顶。方案2与方案3只进行扩帮修复, 顶板及顶梁基本保持不动, 属于简单维修和临时维修。2个方案均依靠锚杆加固巷道两帮, 但方案2将旧棚腿撤掉, 旧顶梁用锚杆或锚索固定在顶板上;方案3将旧棚腿扶直, 棚腿与巷帮间留200～300 mm让压空间, 使棚腿免受侧压。从支护效果看, 方案2可完全避免棚腿内移的可能性, 但方案2要求顶板比较稳定, 能够安装锚杆或锚索固定顶梁;方案3施工工艺较简单, 但由于旧棚腿变形较严重, 承载能力较低。方案4与方案3类似, 但采用新的拱形支架。从支护效果来看, 方案4优于方案3, 施工工艺也较简单。
经方案比较, 结合架空人车上山用途与使用年限, 方案1的稳定性最好, 建议无特殊情况时采用方案1;若因围岩破碎, 完全取消现有的拱形支架进行锚网支护在施工上存在困难时, 则可采用方案2或方案3;若现有支架变形严重, 则采取方案4。
4 底板加固方案
4.1 方案选择
底板加固采用锚网加固为主, 根据现场条件选择以下4个方案 (图4) 。其中方案3注浆厚度为0.2 m, 方案4注浆厚度为0.4 m。
方案1:仅用锚网加固。按设计要求扩大整个断面, 撤掉整个支架, 铺网、安装锚杆、锚索, 实施锚网反底拱, 然后喷浆封闭。最后选择合适时机进行二次注浆。
方案2:锚网+U钢底梁。按设计要求扩帮、卧底、蹬腿, 将支架顶梁由锚杆或锚索固定在顶板上, 撤棚腿;铺网、打眼安装锚杆并上紧螺母, 实施锚网反底拱, 然后喷浆封闭。最后选择合适时机进行二次注浆加固。
方案3:锚网+钢筋格栅混凝土浇筑。按设计要求扩帮、卧底、蹬腿, 将支架两腿扶直;铺网、打眼安装锚杆并上紧螺母, 实施铺网反底拱, 然后喷浆封闭。最后选择合适时机进行二次注浆加固。
方案4:锚网+钢筋格栅混凝土浇筑。按设计要求扩帮、卧底, 架设新的支架、撤掉旧的支架;铺网、打眼安装锚杆并上紧螺母, 实施铺网反底拱, 然后喷浆封闭。最后选择合适时机进行二次注浆加固。
4.2 设计参数
(1) 反底拱。
可以先打眼安装锚杆 (但不安装托盘, 用布将螺纹段包好) , 然后安装钢筋格栅并连接牢固, 进行初次混凝土浇灌 (浇灌厚度200 mm) , 待混凝土凝固后安装托盘、上紧螺母。然后进行二次浇灌, 至设计厚度;或者, 先安装钢筋格栅并联接牢固, 进行初次混凝土浇灌 (浇灌厚度200 mm) , 待混凝土凝固后, 打眼安装锚杆、托盘并上紧螺母。然后进行二次浇灌, 至设计厚度。支护形式为锚杆支护+钢筋格栅混凝土浇灌, 或锚杆支护+U型钢底梁。其支护参数:Ø16 mm圆钢或玻璃钢锚杆, 长1.6 m, 孔深1.5 m, 外露0.1 m, 钢筋格栅, 由Ø14 mm钢筋编制而成;外形长度根据巷道宽度确定 (等于巷宽或巷宽的一半) , 宽高分别为0.8 m (巷道轴向方向) 和0.2 m或0.4 m (高度方向, 即混凝土浇灌厚度) 。网格尺寸为400 mm (巷道宽度方向) ×400 mm (巷道轴向方向) 。
(2) 顶帮锚杆 (锚索) 。
顶帮锚杆 (锚索) 支护形式为高强锚杆+锚索+金属网+高强大托盘+喷层。支护参数:①采用Ø200 mm×200 mm高强度螺纹钢锚杆, 1～2卷树脂锚固剂锚固;锚杆间排距为800 mm×800 mm;②采用带阻尼的高强度螺母和高强度大托盘 (150 mm×150 mm×8 mm) ;③锚索Ø15.2 mm×6.5 mm, 锚索排距1.6 m, 每排3～5根;④菱形金属网;⑤喷层厚度100 mm。
4.3 技术要点和要求
(1) 采用主动加固措施代替被动承载支架, 特别是避免承载能力最低的两腿受力, 是4个方案的共同出发点。
(2) 锚杆支护关键是提高锚杆预紧力, 每根锚杆扭矩应在150～200 Nm (预紧力20～30 kN) 。
(3) 方案3、4的架后预留让压空间分别不小于200, 300 mm, 但肩窝以上包括拱顶必须填充密实, 建议采用袋装碎煤矸充填。
(4) 锚杆的锚固力应在100～150 kN。
(5) 钢筋格栅要每格一联, 并联结牢固。
(6) 反底拱深度设计为0.3～0.9 m, 其中回填厚度为0.3～0.5 m, 钢筋格栅浇灌混凝土厚0, 0.2, 0.4 m;或采用U钢底梁。
(7) 当需要破顶扩修而顶板比较破碎时, 可以考虑先锚注加固, 然后扩修[3]。
5 结语
在千秋矿架空人车下山套修加固施工过程中, 4个方案均有采用, 大部分巷道采用方案1, 特殊情况下采用其他3个方案, 取得了理想的支护效果, 使巷道在接替周期长、动压影响条件下保持稳定性良好, 确保了安全生产, 满足了生产实际需要, 对受动压影响较大巷道今后的支护、套修提供了有益的借鉴。
摘要：千秋矿是一座具有50多年开采历史的老矿, 长期受采动影响, 井下巷道变形破坏程度较高, 其中架空人车下山巷道破坏较重, 已影响人员运输。为解决架空人车下山巷道大面积严重失修的状况, 从巷道布置与原岩应力方向关系、围岩条件、地质构造影响等方面考虑, 并根据现场具体情况设计合理的支护方案, 对下山巷道进行加固, 其效果良好。
关键词：架空人车,采动影响,围岩条件,地质构造,支护方案
参考文献
[1]陈炎光, 徐永圻.中国采煤方法[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1991.
[2]张荣立, 何国纬, 李铎.采矿工程设计手册[M].北京:煤炭工业出版社, 2006.
[3]侯朝炯, 郭励生, 勾攀峰, 等.煤巷锚杆支护[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1999.
加固架空 篇2
作为电力用户与电力系统相连接的一个重要环节, 10k V配网线路具有点多、线长、面广以及运行环境相对比较复杂等特点, 其安全运行能力直接关系着整个电力企业的可持续发展。近年来, 广东省江门台山市的农业、工业、旅游业都得到了快速的发展, 经济发展对电网的供电可靠性要求也越来越高。然而, 沿海地区台风多发, 广东沿海地区的10k V架空线路的抗风能力不强, 威胁了当地的经济发展。因此, 必须对沿海地区10k V配网架空线路防风加固中常见的问题以及原因进行分析, 并提出解决措施。
2 沿海地区10k V配网架空线路防风加固中常见的问题
2.1 防风加固技术人员的专业性较差
随着我国电力事业的改革不断的前进, 电力技术得到了突飞猛进的发展, 但是相应的管理方式和管理体制还比较落后, 沿海地区10k V配网架空线路防风加固工作没有有力的技术保障, 防风加固技术人员的专业性较差, 不能适应新形势之下的技术要求。
2.2 防风加固缺乏统一持久的规范
缺乏统一持久的规范是沿海地区10k V配网架空线路防风加固中常见的问题。防风加固缺乏统一持久的规范主要表现在以下方面:配网的环网率比较低;专变、专线用户维护自己的线路设备的产权责任不强;速生桉林树的大面积种植, 威胁了线路的运行极大, 增大了线路的维护难度;瓷担是CD-10型号的, 使得螺丝可以直接的穿透瓷担同金具进行固定, 在螺丝生锈之后就会撑爆瓷担的孔, 引发断担故障;供电部门的监察性的管理巡视不够, 用户的线路设备所导致的配网事故不时发生;线路的运行年限一般都超过了15年、20年, 甚至个别的专用线路已经超过了30年;电杆的基础都是直埋式, 没有卡盘也没有使用混凝土的倒制方式。
3 沿海地区10k V配网架空线路风灾事故的原因
3.1 断杆原因
3.1.1 电杆的运行年限太长
电杆的运行年限太长, 导致电杆风化现象严重, 钢筋出现锈蚀, 而降低了强度。
3.1.2 树木的压倒
树木的断枝压在线路上导致了断杆的事故。
3.2 杆塔倾倒原因
3.2.1 基础的抗倾覆强度不够
实际中, 倒杆的数量明显比断杆的数量多, 并且多数倒杆是倾倒的方式, 这与电杆基础遭到破坏或者基础不良密切相关。当杆塔被安置在流沙地带和软土层, 再加上未安装底盘以及埋深不够时, 其基础的抗倾覆能力就比较差。除此之外, 台风所带来的海潮、洪水、暴雨等次生的灾害, 也会破坏杆塔的基础, 引发杆塔的基础出现水土流失现象或者引起山体的滑坡而出现倒杆。
3.2.2 防风的拉线设置不够
防风的拉线设置过少, 或者是由于现场的施工条件的限制, 导致不能够遵循设计的要求来设置防风拉线, 使得线路比较单薄, 易串倒。
3.3 设计的风速过低
目前, 大部分的已建线路都采用国标97版、83版的配网规程, 这些规程的最大风速的设计都是参考当地平坦土地之上的10 m高的平均最大的风速。因此, 设计的风速普遍过低。
3.4 耐张段太长
耐张段太长, 使得杆塔易串倒, 加大了事故的范围。
4 沿海地区10k V配网架空线路防风加固措施
4.1 采用套筒式的混凝土基础
同普通的水泥杆基础相比套筒式的混泥土基础具有以下的优点:
(1) 施工效率有很大的提高, 普通的电杆基础在开挖的时候一般需要3-4人才可以完成, 然而套筒基础的开挖可以不要支模板, 这就极大的减低了施工的难度, 很大的提高了施工效率。
(2) 地质比较差的区域, 能够减少电杆基础开挖面积, 从而降低了对当地的农业的影响。
(3) 内套筒预留了立杆使用的中间的孔洞, 在立杆的时候可以把水泥杆放到内套筒里面, 并且用中砂填充中间空隙, 而内套筒最顶面大约50mm的地方是采用混凝土的砂浆来密封的, 这样可以在需要换电杆的时候, 仅仅把表层的砂浆凿开, 方便日后的维护工作。
(4) 套筒砼杆的基础提高了捣基以及基础的开挖安全等级, 它利用水泥套筒有效的防止了开挖时的塌方现象, 确保了工人的安全。
4.2 采用微气象来划分工程的设计气象条件
针对不同微气象区要采用不同的改造方案, 在气流的抬升隘口段或者大陆的沿海风口的设计风速要提高到40m/s, 如川岛的设计风速要提高到45m/s, 背风侧的设计风速要设为35m/s;对原有线路的改造段要在档距比较大的区域加插电杆以缩小档距, 还要更换原有的绝缘子、电杆横担并增加防风的拉线。
4.3 采用加强型电杆
加强型的电杆具备较好的抗弯力矩, 可以在大风的情况下依靠自身具备的抗弯能力来抵御台风直接的对杆所形成的弯矩, 能够不用对电杆增加拉线, 进而降低了线路的补偿难度。加强型电杆同普通电杆相比具有允许的倾覆弯矩较高, 能够在寒冷、大风的地区运用的优点, 普通型和加强型电杆技术参数如下表所示:
4.4 采用加强型的绝缘子
加强型的绝缘子具有一小一大两个孔, 小孔用来安装剪切的螺栓, 大孔用来安装固定的螺栓用, 导线断线的时候, 瓷横担处的剪切螺栓会被剪断, 同时瓷横担会沿着固定的螺栓旋转90, 以降低导线对电杆造成的拉力, 降低倒杆风险, 保护电杆。
4.5 采用埋深浅、大底板的铁塔基础
台山的沿海地区主要是以淤泥地和沙地为主, 因此应该采用埋深浅、大底板的铁塔基础, 在沙地进行施工时这种基础能够有效提高基础抗倾覆的能力并且防止塌方, 在淤泥地段施工时这种基础能够有效提高基础承载的能力, 建设基础下沉的现象。
4.6 将配网的电力线路纳进电力远动系统
将配网的电力线路纳进电力远动系统, 可以对所有的故障点进行监控, 从根本上解决问题。除此之外还可以协助相关部门动态地把握电力线路的实时运行情况, 避免盲管现象, 提高供电的可靠性。当电力线路因为大风等原因出现故障的时候, 电力远动系统可以准确、迅速地查出故障的位置并进行切除, 从而快速进行维修, 缩短停电的时间, 进而提高供电的可靠率。
4.7 提高大风区域的电力设施运营和管理水平
(1) 相关部门要对应急处置的预案进行修编并且组织演练, 做好预防工作。应急处置的预案包括10k V的线路快速恢复供电预案以及台风迅速响应的预案等, 要设置专人利用网络对台风动向进行实时的监控, 特殊地区要提前进驻车辆、抢险人员及配品备件, 严格兑现服务的承诺。
(2) 提高抢修的能力, 供电部门要配备一定量的电力故障检测和检修的设备, 包括故障的定位系统和短路故障的指示器等, 以便准确、快速地对故障进行定位及抢修, 节约抢修的时间, 提高管理的水平。
4.8 台风灾害比较严重的区域采用电缆敷设
目前我国的架空线路在设计时所设定的最大风速是25、30 m/s两级。而风力超过了12级的时候, 最大的风速可以达到30 m/s之上, 这就高出了架空线路在设计的时候设定的最大风速, 当风力非常大的时候, 架空线路容易发生倒杆、断线等事故。因此, 台风灾害比较严重的区域, 电力线路应该采用电缆的敷设方式以避免特大风力破坏电力线路, 保证供电的可靠安全。
5 结束语
沿海地区台风频发, 对10k V配网架空线路的影响比较大, 容易引发大面积的断线、断杆、倒杆以及其他设备受损的现象。因此相关部门必须因地制宜的综合采用各种方式, 做好沿海地区10k V配网架空线路防风加固工作, 改造配电网的建设, 保证供电的安全可靠, 促进当地经济的快速稳定发展。
摘要：沿海地区的海岸线比较长, 容易受到台风的影响。本文首先指出了沿海地区10k V配网架空线路防风加固中常见的问题以及原因, 然后提出了沿海地区10k V配网架空线路防风加固措施, 希望能够对保证沿海地区供电的安全与可靠性作出贡献。
关键词：沿海地区,10k V配网,防风加固,措施
参考文献
[1]彭向阳, 黄志伟, 戴志伟.配电线路台风受损原因及风灾防御措施分析[J].南方电网技术, 2010.
[2]广东沿海地区电网防御台风技术标准和加固措施[S].广电计部[2011]101号.
[3]中国电力企业联合会.66k V及以下架空电力线路设计规范 (GB0061-2010) [S].北京:中国计划出版社, 2010.
加固架空 篇3
1 10k V配网架空线路风灾事故的原因分析
通过对相关资料进行分析后发现, 在我国沿海地区, 台风是导致10k V配网架空线路损毁的主要原因之一, 具体表现在杆塔倾斜倒塌、断杆断线等几个方面。导致上述事故的原因如下:
1.1 引起杆塔倾斜倒塌的原因
(1) 线路设计风速过低。这是导致沿海地区沿海地区10k V配网架空线路倾斜倒塌的主要原因之一。由于我国大部分沿海地区的10k V架空线路建设的年代比较久远, 加之受当时技术条件的限制和规范标准的制约, 使得10k V架空线路在选定气象条件时线路设计的最大风速全都是按照地面15m高处15a一遇10min平均风速而定的, 这就造成了线路设计的最大风速普遍偏低。
(2) 抗倾覆强度不足。相关调查结果显示, 在沿海地区的10k V配网事故中, 杆塔倒塌的数量明显高于断杆数量, 并且绝大多数杆塔倒塌均为斜向倾倒, 导致这一问题的根本原因在于杆塔的基础不良。如有些杆塔的建造位置位于软弱土层或是流沙地带之上, 加之施工建设过程中的埋设深度不足, 从而导致了基础抗倾覆能力较差, 由此一来极易造成倒杆的情况发生。此外, 当台风来临时, 还会伴随着暴雨、海潮、洪水等灾害, 这些都会对杆塔的基础造成一定程度的影响。
(3) 耐张段设计过长、防风拉线设置的过少。架空线路的耐张段过长极易引起串倒的情况, 由此会使事故范围及严重程度进一步扩大。同时, 由于受施工条件的限制, 造成防风拉线设置的过少, 致使线路本身过于单薄, 这也很容易发生串倒情况。
1.2 导致断杆断线的原因
(1) 杆塔的使用年限过长。由于沿海地区部分10k V架空线路建设的年代较久, 在多年的运行过程中, 很多杆塔都出现了超期服役的现象, 加之海洋气候的影响, 使得杆塔自身的强度大幅度降低, 一旦遭遇大风天气, 极易出现断杆的情况。
(2) 单个档距设计过长, 以前就线路设计档距平均在100m左右, 有些大跨越的地方档距都在130m左右, 而且没有防震锤, 在台风期间导线的舞动幅度大、频率高, 很容易发生断杆、短线的情况。
(3) 在台风天气中, 有些树木的枝干会折断, 其若是压在线路上, 则会造成断线, 严重时甚至会将杆塔压断。
综上, 为了确保10k V配网架空线路的安全、稳定运行, 必须采取合理、可行的措施对其进行抗风加固设计改造, 下面本文就此展开详细论述。
2 10k V配网架空线路抗风加固设计改造及应用
应当根据精益化的管理思路, 并以微地形和微气候作为立足点, 对沿海地区依据容易受到台风影响区域的10k V架空线路进行全面校核, 在此基础上对线路的抗风能力进行差异化评估, 同时遵循轻重缓急的原则, 制定合理、可行的中长期线路整改计划, 并落实实施, 争取将所有的10k V配网架空线路的设计风速均达到35m/s。在对沿海地区现有的10k V配网架空线路进行抗风加固改造时, 应当以耐张段作为单位, 并对风速未达到35m/s的进行改造处理, 使其设计风速达到或超过35m/s。同时, 还应对建造年代比较久远、运行时间较长、无法确定杆塔强度等级的线路进行综合加固。
2.1 缩短耐张段的长度
由于10k V配网架空线路中, 应当分别针对不同的线路来缩短耐张段的长度, 具体措施如下:
(1) 单回路。对于耐张段超过500m的线路, 可以通过增设耐张杆塔来缩短耐张段的长度, 使各个耐张段长度全都控制在500m以内;可在线路当中增设直线耐张杆塔, 增设的杆塔的强度等级应当不低于F级, 并加装四向拉线进行加固, 若是现场施工条件不允许打拉线, 则可选用高强度的电杆或是钢管杆。需要注意的是, 选用长度为12m的高强度电杆时, 根部开裂弯矩应当不低于150k N·m, 长度为15m的高强度电杆不应低于160k N·m, 同时还要配置相应的基础。如果选用钢管杆, 应当确保水平荷载标准值不小于30%。
(2) 双回路。对于耐张段长度超过400m的线路, 可以通过增设杆塔来缩短耐张段的长度, 从而使各个耐张段的长度均控制在400m以内;增设直线耐张杆塔时, 应当尽可能选用高强度混凝土杆或钢管杆。需要特别注意的是, 选用长度为12m的高强度电杆时, 根部开裂弯矩应当不低于200k N·m, 长度为15m的高强度电杆不应低于260k N·m, 同时还要配置相应的基础。如果选用钢管杆, 应当确保水平荷载标准值不小于40%。
(3) 多回路。可按照线路的实际回路数、导线型号、档距等参数及设计风速要求, 对杆塔和基础受力情况进行计算, 以此为依据确定加固措施。
2.2 缩短直线大档距的长度
(1) 单回路。在裸导线与绝缘导线的直线档距分别大于90m和80m的前提下, 若档距两侧电杆的强度符合要求、埋设深度不足时, 应当对电杆进行加固处理, 若是强度不符合要求, 则应当在档距中间位置处增设杆塔。如果施工条件受限无法增设杆塔, 则可在档距两端的电杆上加装防风拉线, 若不具备拉线条件, 则必须对原有的电杆进行更换。
(2) 双回路。在裸导线与绝缘导线的直线档距分别大于80m和70m的前提下, 若档距两侧的电杆强度符合要求、埋深不足时, 应当对电杆基础进行加固处理, 如果强度不符合要求, 在应当在档距中间位置处增设电杆。
2.3 直线杆加固措施
应当在增设杆塔缩短耐张段长度和档距长度的同时, 对耐张段内其它的直线杆进行加固处理, 具体可采取如下措施:防风拉线、基础加固、更换电杆。
(1) 单回路。当单回路耐张段内的连续直线杆≥5根时, 应当在耐张段的中间位置处增设一根加强型直线杆, 并对其它直线杆进行校核, 看其强度、埋设深度是否与相关规定要求相符, 如果不符, 则应针对具体情况采取相应的措施进行处理, 如:加装防风拉线。
(2) 双回路。当原有线路中的电杆强度等级小于M级, 或绝缘导线小于N级时, 应当在耐张段内每隔一根直线杆装设一组防风拉线;对其它未进行加固的直线电杆, 则应当对埋设深度进行检查, 若是不符合要求, 则应对其基础进行加固处理。
2.4 基础加固措施
安装防风拉线的电杆其最小埋设深度应当符合表1的要求。
当达不到表1中的要求时, 应对电杆基础进行加固处理。具体处理时, 可按照电杆的位置, 遵循因地制宜的原则, 选择最为合适的基础加固方式:1水泥沙包护坡;2浆砌块石护坡;3混凝土桩加强基础;4采用套筒混凝土基础;5浆砌块石加强型基础。
3 结论
总而言之, 我国沿海地区特殊的地理环境和气候条件, 对10k V配网架空线路的安全、稳定运行带来了一定影响, 尤其是对线路的抗风能力提出了较高的要求。为此, 应当采取合理、可行的技术措施, 对现有的线路进行加固改造, 借此来不断提高线路的抗风能力, 这不但能够降低维修成本, 而且还能确保线路安全运行。
参考文献
[1]张小伟.浅谈10k V配网架空电缆台架改造中的几个问题[J].广东科技, 2010 (04) .
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加固架空 篇4
关键词：多股道,小半径,营业线,道岔,线路架空
随着城乡建设的发展, 公路、城市道路与既有铁路的立交桥工程也在逐渐增加。特别是在下穿铁路框架桥施工中, 为确保既有铁路不中断行车, 目前主要采用架空线路进行顶进或现浇施工。且随着社会的发展和交通流量的增大, 下穿框架桥涵的跨度由小到大, 孔数由单孔到多孔, 轴线与铁路由正交到斜交。传统上多采用吊轨梁法、工字钢纵横梁加固法、轨束梁法、工字钢束梁法等, 但难以满足跨度要求, 且由于是非标准件, 安全隐患较大。本文通过贵港市解放路下穿贵港站工程D型便梁架空加固综合施工经验介绍, 为多股道线路架空提供施工经验参考。
1 工程概况
贵港市解放路下穿贵港站框架桥桥长148.3m, 道路宽50m, 采用9+2×12.5+9m四孔钢筋混凝土独立并置框架桥下穿黎湛双线、贵港站等13股道, 框架垂直于道路方向总长为51.7m。框架中心里程为黎湛ZK52+344。
本框架施工采用20m+16m+20m D型便梁架空明挖现浇施工, 为确保工期, 架空分两步进行。第一步:架空左侧主道和辅道, 采用16m+20m便梁进行架空, 现浇左幅框架。第二步:左幅现浇完成恢复线路后, 保持中间16m便梁不变, 将左侧20m便梁移位至右侧进行架空。
2 线路架空方案设计
2.1 总体架空方案
本工程共需架空贵港站货1线、169#道岔 (含岔尾Ⅰ-Ⅱ、Ⅰ-4道部分线路) 、Ⅰ-Ⅰ、Ⅰ-3、Ⅰ-5、Ⅰ-6、Ⅰ-7、Ⅰ-8、Ⅰ-9、Ⅰ-10、Ⅰ-11、Ⅰ-12共11股道及1组道岔, 线间距5.0m~8.5m, 其中7~12道均为曲线, 曲线半径为300m。
由于工期紧张, 需同时对11股道及169#道岔同时架空。通过现场调查、反复研究和论证, 最终确定对所有股道按直线股道、曲线股道、Ⅰ-Ⅰ道和Ⅰ-3道、169#道岔等四种方式进行架空设计。具体设计情况为:
直线股道:采用20m及16m铁道部标准D型便梁 (纵横梁详细参数略) 。
曲线股道:原则上采用20m及16m标准纵梁, 横梁加长500mm, 以满足曲线限界要求。当相邻股道均为曲线, 采用加长型横梁线间距不足时, 将部分股道纵梁中心距由4460mm缩小为4000mm, 且采用上承式 (即横梁落在纵梁上, 纵梁上盖板打孔与横梁连接) , 以满足相邻股道限界要求。上承式便梁每4.02m设横向连结系, 防止纵梁倾覆。
Ⅰ-Ⅰ道和Ⅰ-3道 (线间距4.2m处) :由于此处距57#道岔较近, 两线不同时来车, 故Ⅰ-Ⅰ和Ⅰ-3道间设置一片纵梁两线共用, 共用纵梁平行于Ⅰ-Ⅰ道, 上盖板需补强并钻孔。其中Ⅰ-Ⅰ道采用标准横梁, Ⅰ-3道横梁采用不等长设计, 横梁长4219~5832mm横梁截面采用鱼腹形, 总高427mm, 顶板宽200mm, 厚14mm, 底板宽200mm, 厚16mm, 腹板厚10mm, 一侧与纵梁的加劲肋用牛腿及连接板连接, 另一侧搭在中间纵梁的盖板上, 并与上盖板螺栓连接。
169#道岔:为12号单开道岔, 道岔型号SC330, 便梁分岔尖段、中段、岔尾段。纵梁截面按加强处理, 其中20m跨纵梁采用24m纵梁横截面, 16m跨纵梁采用20m纵梁横截面。
(1) 岔尖段跨度20.1m, 纵梁总长20480mm, 纵梁2总长20523.5mm, 箱型断面, 高1300mm, 翼缘板宽480mm, 厚40mm, 腹板厚10mm。纵梁2下翼缘设补强板, 厚10mm。横梁采用工字型结构, 高500mm, 上盖板宽240mm, 厚20mm, 下盖板宽300mm, 厚20mm, 腹板厚10mm。横梁间距除两端为450mm外, 均为600mm。横梁垂直于纵梁1布置, 一侧与纵梁1的加劲肋用牛腿及连接板连接, 另一侧与纵梁2的下翼缘用螺栓连接。设下平纵联, 角钢用螺栓连接在横梁下翼缘上方。
(2) 中段跨度16m, 纵梁3总长16400mm, 纵梁4总长16456.6mm, 箱型断面, 高1200mm, 翼缘板宽480mm, 厚40mm, 腹板厚10mm。纵梁4下翼缘设补强板, 厚10mm。横梁采用工字型结构, 高550mm, 上盖板宽240mm, 厚20mm, 下盖板宽300mm, 厚20mm, 腹板厚10mm。横梁间距除两端为500mm外, 均为600mm。横梁垂直于纵梁3布置, 一侧与纵梁3的加劲肋用牛腿及连接板连接, 另一侧与纵梁4的下翼缘用螺栓连接。设下平纵联, 角钢用螺栓连接在横梁下翼缘上方。
(3) 岔尾段跨度20.1m, 纵梁5总长20480mm, 纵梁6总长20551.5mm, 箱型断面, 高1300mm, 翼缘板分两层, 内层宽480mm, 厚40mm, 外层宽450mm, 厚20mm, 腹板厚10mm。横梁采用工字型结构, 高600mm, 上盖板宽240mm, 厚20mm, 下盖板宽300mm, 厚20mm, 腹板厚10mm。横梁间距除两端为450mm外, 均为600mm。横梁垂直于纵梁5布置, 一侧与纵梁5的加劲肋用牛腿及连接板连接, 另一侧与纵梁6的下翼缘用螺栓连接。设下平纵联, 角钢用螺栓连接在横梁下翼缘上方。
钢轨扣件按3种情况设置。第一种为标准扣件, 用于Ⅰ-Ⅱ道部分;第二种为斜向扣件, 用于Ⅰ-4道部分, 钢底板与横梁焊接;第三种为岔心处Ⅰ-Ⅱ道与Ⅰ-4道轨距较近, 无法正常安放钢底板的情况, 采用特制钢轨扣件。
2.2 限界计算
直线股道采用标准D型便梁, 安装时限界应不小于1875mm。
曲线时, 钢梁横断面的加宽数与曲线半径R、车辆长度以及梁长有关, 具体的加宽值按下式计算:
根据加宽值, 可得出线路中心线到曲线外侧纵梁中心线的最小距离, 以及道曲线内侧纵梁中心线的最小距离。若线路的中心线距两侧纵梁中心线的距离大于表中数值时, 可认为满足限界要求。
在沿曲线铁路线的两侧布置纵梁时, 布置原则:使每跨线路中心线尽可能处于便梁中心上, 并在两侧预留一定的富裕量, 以满足施工中安装误差及其它因素的影响。
2.3 特殊梁结构设计
特殊便梁结构受力委托设计单位进行受力简算, 设计荷载分以下几部分: (1) 自重荷载:按便梁实际重量取值。 (2) 列车荷载:采用中华人民共和国铁路标准活载, 即“中—活载”。 (3) 冲击力荷载:列车限速45Km/h, 参照《铁路桥梁抢修技术规程》, 按20m跨度, 列车冲击系数 (4) 疲劳荷载冲击系数:根据《抢规》 , 计算横梁时, L取影响线加载长度, 约为6.7m, 计算横梁的疲劳强度时采用的冲击系数为1.17。 (5) 制动力荷载:按列车静活载的7%计算。
便梁材料性能取值:便梁弹性模量取2.1×105MPa, 泊松比0.3, 钢材容重78.5KN/m3, 便梁钢材容许轴力240MPa, 容许弯曲应力250MPa, 容许剪应力145MPa。
经设计单位建模计算, 纵横梁截面均满足结构受力要求。
3 施工情况
本工程所需的25孔便梁均由汽车提前运输至贵港铁路货场临时存放, 架设时从货场用内燃机车牵引, 平板车运输至施工现场股道间卸车安装。便梁从货场装车时由吊车吊装至平板车上, 每次运输2孔 (1孔16m、1孔20m) 至施工现场。考虑黎湛线及贵港站为非电气化铁路, 现场安装采用2台25t汽车吊放置于平板车上固定, 与纵横梁一起运至现场进行吊装作业。
4 结束语
目前该项目D型便梁架空加固施工任务已全部顺利完成。从施工情况来看, 该项目多股道、小半径线路架空加固技术具有设计合理, 施工简便、快捷等特点, 在以后同类工程施工中具有借鉴意义。
参考文献
[1]《铁路桥梁抢修技术规程》.