[发明专利]用于直升机组立输电线路铁塔的系列导轨

说明书

技术领域

本发明属于架空输电线路铁塔组立施工装备领域，具体涉及用于直升机组立输电线路铁塔的系列导轨。

背景技术

输电线路铁塔按结构类型大致可分为两类，即拉线型铁塔和自立式铁塔。拉线型铁塔的塔体自身抗倾翻能力差，需要使用拉线来保持塔体的稳定竖立状态；自立式铁塔的塔形较宽大，具有承载能力大、刚性好、无需拉线等优点，因此应用广泛。自立式铁塔的结构形式多样，图1a和图1b给出了两种自立式铁塔的平面线框图。自立式铁塔一般为由数百根乃至数千根型钢通过螺栓或铆钉连接而成的立体桁架结构，其横断面多呈正方形或矩形，每一侧面均为平面桁架。铁塔立体桁架的四根主要杆件称为主材，相邻两主材间使用腹材进行连接。全塔可分为多段，自下而上包括塔腿11，即基础上的第一段桁架、塔身12，其由多段桁架组成，还有塔头13总共三部分，其中塔头13的水平部分被称为横担14，其多为变截面方形桁架结构。在塔腿11的四根主材底部焊有塔脚板，使用地脚螺栓可实现铁塔与横断面一般为方形或矩形的基础的连接。根据所处环境、使用要求、具体结构形式及受力大小等因素，铁塔各塔段可使用两根角钢、单根角钢或圆管等作为主材，其中由两根角钢开口反向布置，其间用钢板连接形成的主材称为双肢角钢主材。一般而言，受力较大的塔段使用双肢角钢或圆管作为主材，受力较小的塔段使用单根角钢或称单肢角钢作为主材。不同塔段间一般有两种联接方式：一种是使用法兰进行连接，如图2a所示，上塔段21与下塔段23间使用法兰盘22进行连接；另一种是使用连接角钢和/或连接板进行连接，如图2b所示，上塔段24与下塔段26间使用连接角钢和连接板25进行连接。

铁塔的组立一般有两种施工方法，即整体立塔法和分解组塔法。自立式铁塔一般使用分解组塔法进行组立，在条件允许的情况下也可以整体组立。分解组塔法是将铁塔拆分成单根构件、单片或单段桁架，使用起重设备进行单独吊装、空中对接、按序组立的一种铁塔组立施工方法。相比通常使用的施工抱杆、流动式起重机、组塔专用塔式起重机等组塔起重设备进行组塔而言，直升机组塔是一种新颖、独特的铁塔组立施工方法。相比其它组塔设备，使用直升机组塔具有以下优点：

(1)由于塔段在地面组装，减少了高空作业量，安全性好；

(2)勿需将组塔设备和塔材等运输至铁塔就位现场，减轻了施工人员的劳动强度，同时减少了运输通道开辟和植被砍伐，保护了生态环境，特别适合于崇山峻岭等施工环境恶劣的场所；

(3)组塔效率高。

使用直升机组立自立式铁塔的一般施工过程如下：

(1)在被吊塔段和已就位塔段(或基础)的连接位置处安装相应的导轨；

(2)使用悬挂装置将被吊塔段悬挂在直升机机腹下方，然后将其吊运至已就位塔段(或基础)的上方并悬停；

(3)直升机驾驶员逐渐降低悬停高度，使被吊塔段借助导轨的导向作用缓慢下降，进入安装位置就位，必要时导轨要为被吊塔段提供临时支撑；

(4)直升机松开与被吊塔段的连接后飞离，施工人员使用螺栓、连接板等将被吊塔段和已就位塔段(或基础)连接，最后拆除导轨，从而完成该被吊塔段的直升机吊装施工；

(5)依照上述步骤按由下至上的顺序依次组立铁塔各塔段，直至整基铁塔组立完成。

因此，使用直升机组塔对铁塔的分段重量、接头形式、接头位置等都有较高要求，其中最大的难点在于如何保证塔段在空中的准确、自动对接，尽可能避免人工干预，确保施工安全、高效，所以塔段对接用导轨至关重要。如图3所示某型自立式铁塔，全塔分塔腿段①、塔身段②和塔身段③、塔头④、横担端部⑤和横担端部⑥共六段，分别用直升机进行组立施工。其中，塔腿段①与塔身段②使用双肢角钢主材，其它塔段为单肢角钢主材，塔腿段①与塔身段②间使用法兰连接；塔身段②和塔身段③、塔身段③和塔头④间使用连接板进行连接。因此，在各塔段的直升机组立中需要安装不同的导轨或导轨系统：

(1)在塔腿段①的组立中，需要在铁塔基础上安装基础导轨1或基础导轨2。

(2)在塔身段②的组立中，需要在塔腿段①和塔身段②的连接位置处安装直升机组立法兰连接塔段用导轨系统3。

(3)在塔身段③和塔头④的组立中，需要分别在塔身段②和塔身段③、塔身段③和塔头④间安装直升机组立单肢主材塔段用导轨系统4。

(4)在横担端部⑤和横担端部⑥的组立中，需要分别在塔头④和横担端部⑤、塔头④和横担端部⑥的连接位置处安装直升机组立横担端部用导轨系统5。