Монтаж переходных опор наращиванием

Монтаж опор ВЛ наращиванием, или сборка опоры в вертикальном положении, совмещает два вида работ — сборку и установку. При этом или всю опору собирают в вертикальном положении, или только верхнюю часть, а нижнюю часть (одну-две секции) собирают в горизонтальном положении и устанавливают на фундамент краном или стрелой (см. табл. 1).

Применение наращивания (см. табл. 2) позволяет выполнить работы на небольшой площадке, применить сравнительно легкий такелаж, грузоподъемность которого в несколько раз меньше веса монтируемой опоры, не усиливать опору, обладающую недостаточной жесткостью для установки ее в сборке. Однако монтаж опор наращиванием имеет ряд серьезных недостатков: необходима более сложная подготовка к работе (разработка проекта монтажа, конструирование крана и приспособлений, а также их изготовление), требуются монтажники более высокой квалификации, увеличивается трудоемкость и срок выполнения работы.

В связи с повышенной опасностью увеличиваются также требования к организации работ. На монтаж опор наращиванием влияют атмосферные условия. Производство работ при ветре скоростью более 10 м/с, снегопаде или гололеде не разрешается. Поэтому, если размеры опоры, ее масса и местные условия позволяют, следует отдавать предпочтение установке в собранном виде поворотом.

Монтаж опоры наращиванием обычно выполняется ползучими кранами или мачтами. Ползучими эти устройства называются потому, что они закрепляются наверху смонтированной секции опоры и после монтажа с их помощью следующей секции опоры поднимаются на вновь смонтированную секцию для монтажа очередной секции опоры.

В зависимости от размеров и конструкции опора может монтироваться сварными секциями (небольшие переходные опоры), плоскостями или стержнями (большие опоры, изготовляемые из стальных труб). Вес поднимаемых частей опоры не должен превышать грузоподъемности кранов или стрел, с помощью которых монтируется опора.

Для монтажа опоры около фундамента подготавливается площадка, размеры которой могут быть значительно меньше габаритов собранной опоры. На площадке спиливаются деревья, выкорчевываются пни; в случае необходимости производятся планировочные работы. Сооружаются стеллажи для укрупнительной сборки секций опоры. В одном месте располагаются лебедки управления ползучим краном или стрелой. Для привода лебедок на площадку подается электроэнергия (или привозится передвижная электростанция).

Доставляется передвижной вагончик (или используется расположенное вблизи строение) для конторки производителя работ, укрытия от непогоды рабочих и хранения инструментов. На стеллажах с помощью наземного подъемного крана производится необходимый ремонт элементов опоры, укрупнение ее секций, а также окраска.

Подготовленные секции ползучим краном, ползучей стрелой или башенным краном поднимаются и устанавливаются в проектное положение, где производится их закрепление (болтами или монтажными болтами с последующей заваркой стыков). Монтаж наращиванием на переходах первых опор высотой 85 — 100 м продолжается 2 — 4 мес, вторые опоры монтируются быстрее. Работу выполняют бригады, состоящие из 12 — 18 монтажников, 2 машинистов лебедок, 3 — 4 электросварщиков и крановщика.

Приведем несколько примеров монтажа опор наращиванием. На рис. 1, а — д схематически показана последовательность монтажа опоры наращиванием секциями. Нижние одна или две секции монтируются наземным краном или монтажной стрелой, а следующие — наращиванием. Ползучий кран 9, состоящий из вертикальной стойки и горизонтальной стрелы, поддерживаемой в горизонтальном положении канатом 4, закрепляется на смонтированной секции 8 ствола опоры при помощи опорного башмака 6 и крепления 5 (рис. 1, а). Монтируемая секция 2 захватывается грузовым канатом 3, имеющим на конце строп, который пропущен через три блока 7 (два на кране и один прикреплен к фундаменту опоры) и закреплен на барабане электрической лебедки.

После подъема секции 2 стрела ползучего крана 9 оттяжками 10 поворачивается таким образом, чтобы секция 2 оказалась расположенной над ранее смонтированной 8 (рис. 1, б), затем секция 2 опускается в проектное положение. Производится монтаж узлов соединения секции 2 с ранее смонтированной частью опоры. Затем ползучий кран 9 поднимается на новую стоянку (рис. 1,в). Для этого крепление 5 заменяется направляющим хомутиком 11 с роликом и к нижнему концу стойки ползучего крана 9 прикрепляется конец каната 12, пропущенного через блок 7 и намотанного на барабан ручной лебедки. Подъем ползучего крана производится с помощью каната 12. Применение для этой цели ручной лебедки вызвано соображениями безопасности и надежности.

Остальные секции ствола монтируются аналогично. После монтажа тросостоек 13 (рис. 1, г) ползучий кран 9 демонтируется. Монтаж траверс 14 выполняется с помощью каната 12 электролебедки, пропущенного через три блока 7 (рис. 1, д).

Описанным способом монтировалась опора небольшого размера. Масса монтируемых секций составляла 3 — 4 т. Монтаж опоры наращиванием плоскостями изображен на рис. 1, е, ж. Для возможности монтажа опоры таким способом необходимо, чтобы пояса ствола опоры состояли из двух уголков (II1-1II), т. е. чтобы каждая плоскость имела два своих поясных уголка.

Рис. 1. Монтаж переходных опор наращиванием одним ползучим краном и ползучей мачтой. Сварными секциями: а — подъем секции; б — установка секции в проектное положение; в — подъем ползучего крана на новую стоянку; г — монтаж тросостоек: д — монтаж траверс. Плоскостями: е — подъем плоскости; ж — подъем ползучей мачты на новую стоянку. Элементами: в, и — монтаж элементов первого и второго ярусов; к — монтаж траверсы

1 — канат; 2 — монтируемая секция; 3 — грузовой канат; 4 — канат, управляющий стрелой крана; 5 — крепление ползучего крана; 6 — опорный башмак; 7 — блок; 8 — смонтированная часть ствола опоры; 9 — ползучий край; 10 — оттяжка мачты; 11 — направляющий хомут; 12 — канат подъема; 13 — монтируемая тросостойка; 14 — монтируемая траверса; 15 — ползучая мачта; 16 — оттяжка груза; 17 — усиление монтируемой плоскости

При монтаже опоры сначала между элементами ее фундамента устанавливается ползучая мачта 15, поддерживаемая четырьмя оттяжками 10, соединенными с ручными лебедками грузоподъемностью примерно 30 кН (3 тс). С помощью этой мачты устанавливаются четыре плоскости первого яруса и закрепляются на фундаменте. При больших размерах базы опоры мачта устанавливается на салазках, которые по мере необходимости можно передвигать. Затем ползучая мачта 15 поднимается на вторую стоянку и устанавливается на опорный башмак 6, имеющий шарнир. Из этого положения мачты 15 канатом 3 электрической лебедки, пропущенным через два блока 7, производится подъем и установка четырех плоскостей второго яруса (рис. 1,е).

Подъем мачты 15 на новую стоянку (рис. 1. ж) осуществляется после полного закрепления установленных с предшествующей стоянки элементов. Для выполнения этой работы к верхнему концу поясных уголков ствола опоры на тросах прикрепляется направляющий хомут 11, внутри которого располагается мачта 15. К нижнему концу мачты 15 и к верхнему концу поясного уголка ствола опоры прикрепляются блоки 7, через которые пропускается канат 12 ручной лебедки, расположенной на земле. После разъема соединения мачты 15 с опорным башмаком 6 с помощью каната 12 мачта поднимается на верхний опорный башмак 6, при этом по мере подъема мачты канаты оттяжек 10 постепенно сматываются с лебедок. Дальнейший монтаж ствола опоры выполняется аналогично. Траверсы опоры монтируются также с помощью мачты 15. После окончания монтажа мачта опускается внутри ствола опоры на поверхность земли, разбирается на секции и вытаскивается через решетку ствола опоры.

Монтаж опоры элементами выполняется также при помощи ползучей мачты 15, поддерживаемой оттяжками 10. При монтаже элементов первого яруса (рис. 1, з) мачта 15 устанавливается внутри фундамента опоры, поясные элементы устанавливаются на фундамент и закрепляются.

Для монтажа конструкций следующего яруса мачта описанным выше способом поднимается на смонтированные конструкции (рис. 1, и). Конструкции остальных ярусов монтируются аналогично. После сборки ствола производится монтаж траверс. Легкие траверсы опор башенного типа монтируются с помощью мачты 15. Для подъема тяжелой траверсы 14 опор АП-образного типа применялись две монтажные мачты 15, устанавливаемые на верху ствола опоры 1 (рис. 1, к).

Для монтажа переходных опор средней высоты наращиванием применяется так называемый велосипедный ползучий кран грузоподъемностью 80 кН (рис. 2,а).

Рис. 2. Наращивание переходных опор «Велосипедным» краном: а — монтаж секции; б — подъем крана; в — монтаж верхней части опоры типа «рюмка». Двумя ползучими мачтами: г — монтаж секции; д — подъем мачт. Башенным краном: е — монтаж секции ствола; ж — монтаж верхней части опоры, 1 — монтируемая секция: 2 — грузовой канат; 5 — «велосипедный» кран; 4 — смонтированная часть опоры; 5, в — канаты и полиспасты поворота «велосипедного» крана; 7 — грузовой канат; 8 — ось «велосипедного» крана; 9 — оттяжка; 10 — ползучая мачта; 11 — полиспаст подъема крыши или мачты; 12 — тросовая связь; 13 — балка, 14 — башенный кран; 15 — канат

Устройство состоит из двух самостоятельных кранов 3, имеющих общую ось 8, закрепленную на поясных уголках ствола опоры 4. Для подъема монтируемой секции 1 стрелы крана одновременно наклоняются с помощью двух канатов 5, огибающих желоба поворотных кругов, путем изменения длины четырех полиспастов 6, канаты которых присоединены к ручным лебедкам. Монтируемая секция 1, поднимается с помощью двух канатов 2 электрических лебедок и выведения верхней части опоры в вертикальное положение. Размеры в метрах поворотом стрел «велосипедного» крана устанавливается в проектное положение.

Подъем «велосипедного» крана на новую стоянку производится с опушенными вниз стрелами за ось 8 с помощью двух полиспастов (рис. 2, б). По мере уменьшения ширина ствола опоры расстояние между стрелами «велосипедного» крана постепенно сокращается из-за перемещения их по оси.

При монтаже опоры типа «рюмка» «велосипедным» краном сначала монтируется правый рог опоры с одной третью траверсы (рис. 2, в), затем такой же левый рог, к которому на шарнирах присоединена средняя часть траверсы. После закрепления левого рога средняя часть траверсы с помощью каната поворачивается в направлении стрелки в проектное положение.

При монтаже некоторых переходных опор наращиванием для уменьшения числа подъемов масса монтируемых секций увеличивается до 20 — 30 т. Монтаж опор можно вести с помощью двух ползучих мачт. Каждая мачта 10 (рис. 2, г) опирается на металлическую балку, в средней части которой располагается шарнирное крепление мачты. Мачты высотой 24 м, соединенные между собой с помощью тросовой связи 12, поддерживаются четырьмя оттяжками 9, концы которых прикреплены к ручным лебедкам. Для монтажа опоры мачты устанавливаются на земле с двух сторон фундамента опоры. Нижняя секция опоры обычно монтируется наземным краном. После ее закрепления на фундаменте мачтами 10 производится монтаж секции второго яруса опоры. Для этого путем изменения длины оттяжек 9 мачты наклоняются. Монтируемая секция 1, к верхним концам поясов которой прикреплены четыре полиспаста 11, захватывается стропами, присоединенными к двум полиспастам 2, и поднимается с помощью двух электролебедок; при этом мачты 10 поворачиваются в вертикальное положение. После закрепления секции второго яруса производится подъем мачт 10 на новую стоянку (рис. 2,д). Для этого нижние блоки полиспастов 11 прикрепляются к концам балок 13.

С помощью четырех ручных лебедок, к которым прикрепляются канаты полиспастов 11, производится подъем балок 13 вместе с мачтами 10, при этом канаты оттяжек 9 постепенно сматываются с лебедок. После прикрепления балок 13 к стволу монтируемой опоры на новой стоянке полиспасты 11 демонтируются с опоры и закрепляются на земле на следующей монтируемой секции опоры. Дальнейший монтаж ствола опоры выполняется аналогично. Траверсы опоры монтируются также с помощью мачт 10.

Отдельные переходные опоры высотой до 90 м, расположенные поблизости от строящихся гидроэлектростанций, можно монтировать с помощью башенного крана БК-300 грузоподъемностью 250 кН высотой 47 м со стрелой 28 м. При этом башенный кран 14 механизировал разгрузку конструкций с автомашин, укрупнительную сборку секций опоры на сборочной площадке. С его помощью также монтировались все секции опоры, кроме верхней (рис. 2,е). Из-за недостаточной высоты подъема груза башенным краном верхнюю часть опоры представлялось возможным присоединить к нижней смонтированной части опоры только с помощью шарниров (рис. 2,ж). Поворот верхней части опоры в вертикальное положение выполнялся с помощью каната 15, присоединенного к лебедке. При выполнении этой операции на ствол опоры в точке А действуют горизонтальная нагрузка, значение которой может быть неопасным для прочности опоры только при небольшом угле а.

Применение башенного крана на монтаже переходных опор наращиванием позволяет механизировать разгрузочные и сборочные работы, значительно уменьшить необходимое число канатов и лебедок. Однако описанный способ имеет серьезные недостатки, связанные с доставкой тяжелого башенного крана, сложностью и трудоемкостью его монтажа, устройством подкрановых путей, а также с невозможностью монтажа, опор высотой более 90 м.

Применялись на монтаже переходных опор также краны башенного типа, устанавливаемые внутри ствола опоры и подращиваемые снизу по мере увеличения высоты смонтированной части опоры.

В настоящее время монтаж отдельных переходных опор наращиванием производится с помощью вертолетов — «небесных кранов» грузоподъемностью до 100 кН. Такие вертолеты снабжены дополнительной кабиной, из которой второй пилот, имея достаточный обзор под вертолетом и сзади его, может управлять машиной и подъемом груза с помощью грузовой лебедки.

Монтажу опор с помощью вертолетов предшествовала экспериментальная работа с целью разработки технологии производства работ и проверки приспособлений, в результате чего, например, под вертолетом была закреплена специальная рамка, которая предотвращала вращение монтируемых конструкций, подвешенных на канате.

Монтаж опор с помощью вертолета происходил следующим образом. Нижняя часть опоры высотой 10 — 20 м устанавливалась на фундамент с помощью подъемного крана и закреплялась (рис. 3). На верхнем торце смонтированных секций опоры временно закреплялись четыре изогнутых к вертикальной оси направляющих уголка 11. На площадке, расположенной поблизости от места монтажа опоры, производилась укрупнительная сборка секций опоры. Вертолет 2 с помощью инвентарного стропа 5 и прикрепленного к нему монтажного стропа 4 поднимал секцию и медленно, чтобы избежать ее раскачивания, переносил к монтируемой опоре. Зависнув над смонтированными секциями, он опускал секцию 3 на направляющие 11, располагая ее в проектном положении. Для предотвращения удара при опускании применялись деревянные подкладки или внутри секции натягивались пружинящие круглые стержни. При этом первый пилот вертолета, находясь в кабине 7, производил управление до тех пор, пока в поле зрения второго пилота, находящегося в кабине 6, не попадала опора, после чего управление машиной передавалось второму пилоту. Посадку секции корректировали с земли два наблюдателя, подававшие по радио команды второму пилоту. На перенос и посадку секции затрачивалось в среднем 20 мин летного времени вертолета, в том числе 4 — 5 мин уходило на зависание. После опускания секции на свое место и отцепления стропа от вертолета монтажники поднимались на опору и производили монтаж деталей соединения секций, перенося направляющие 11 на верх смонтированной секции 3. Таким же образом монтировались следующие секции опоры.

Рис. 3. Монтаж опор наращиванием с помощью вертолета: а — укрупнительная сборка секций на сборочной площадке; б — транспортировка секций вертолетом; в — смонтированные секции опоры; г — установка новой монтируемой секции; д — закрепление монтируемой секции и перенос на нее ловителей 1 — укрупненная и подготовленная к монтажу секция; 2 — вертолет; 3 — монтируемая секция; 4 — строп; 5 — инвентарный строп вертолета; 6, 7 — кабины первого и второго пилотов; 8 — фундамент; 9 — смонтированные секции; 10 — детали соединения секций; 11 — направляющая

Работа вертолетов разрешается только при ветре скоростью менее 6 м/с. Использование вертолетов на монтаже опор способом наращивания, требующее применения сложной и совершенной техники, тщательной подготовки, хорошей организации работ, дает возможность повысить производительность труда, позволяет укрупнительную сборку секций нескольких опор производить на одной площадке, расположенной вдали от фундаментов опоры.

Вертолеты на строительстве линий электропередачи в нашей стране начали применяться еще в пятидесятые годы. За прошедшие годы был накоплен большой производственный опыт и значительно расширена область применения вертолетов.