大型输电线路大跨越铁塔钢管配筋施工工艺试验研究

以1 000kV淮南—南京—上海特高压输变电工程苏通过江通道大跨越可研设计方案为背景,介绍了跨越塔整体式钢管-钢筋笼和钢筋笼导向下滑结构设计方案,并对2套结构设计方案对应的钢管配筋施工工艺进行了真型试验验证,比较了两套施工工艺的技术操作可行性、安全性、安装精度、人员机具组织、施工效率,为后续结构设计方案选择和组塔技术方案制定提供了科学依据。试验结果表明:整体式钢管-钢筋笼方案安装时间较长,工效较低,连接安装质量欠佳;钢筋笼导向下滑方案安装工艺安装时间较短,工效较高,但钢筋笼整体顺利就位连接存在不确定性,需进一步优化结构设计。最后,从施工安装角度出发,本文对跨越塔内配钢筋笼主管结构设计方案提出了一些优化改进建议。

特大型输电线路大跨越塔组塔倾斜式升降机导轨结构快速校核

以500 kV江阴长江第二跨越的特大型输电线路大跨越塔组塔工程为背景,介绍了SCQ90式作业人员运输升降机的功能和结构方案,主要对倾斜式升降机的导轨结构强度和稳定性开展研究。该导轨装置全长332 m,含标准导轨架227节,结构复杂,若采用常规有限元方法对全模型进行计算,势必在短时间内无法得到准确结果,不利于快速迭代、校核,甚至延误工程周期。结合解析法和结构化等多维度简化策略,提出了该升降机导轨结构强度快速计算方法。研究表明,该计算方法能够明显加快导轨装置结构计算,并具有理想的计算精确度,在实际工程中值得推广。结合研究对象,得到了该升降机导轨结构强度和稳定性结论,提出了相应的工程改进建议,有效指导了设计和施工。

基于有限元方法的500kV江阴长江第二跨越塔组塔倾斜式升降机运输吊笼结构校核

500 kV江阴长江第二跨越是华东电网500 kV输变电网架的重要组成部分,该跨越塔高度高(385 m),有必要设置作业人员运输施工升降机用于垂直运输特大型输电塔结构安装和架线施工作业人员,以有效提高作业工效,降低安全隐患。升降机吊笼装置承载人员至高空作业,其安全性尤为重要。吊笼固定方式类似可滑动的悬臂结构,机械稳定性不高,且吊笼伸出面积较大,受风载荷影响大。为了确保校核结果的准确性,充分考虑吊笼受力载荷,根据GB/T 26557—2011分析得到吊笼最危险载荷情况。为了加快工程校核速度,更加准确地描述吊笼实际应力、应变等特性,采用结构化方式对模型进行处理,并考虑焊接结构特性和材料内部阻尼特性等多种因素,采用有限元方法对其结构强度和稳定性进行准确计算。最终得到吊笼结构校核结果,提出了相应工程建议以指导设计和施工。

基于3D GIS+IoT的建筑工地智能管控技术开发

依据建设单位对建筑施工安全管理和建筑质量把控的需求,以解决管理中存在的问题为导向,构建物联网环境支撑下的建筑工地全过程动态智能管控技术模式,基于多源三维模型数据融合技术建立建筑施工场景模型,将动态获取施工过程的物联感知数据,在三维场景模型中进行分析并可视化显示。基于上述关键技术,开发了建筑工地智能管控技术系统,系统应用实现了对建设工地全要素及施工全过程的动态智能管控,提高了建设单位对工程现场的管理水平。

BIM技术在长江大跨越工程中的应用与思考

随着信息技术的飞速发展,数字化时代已悄然到来。对于整个输变电行业而言,数字化时代的到来既给企业发展带来了机遇也带来了挑战。将领先的数字化技术应用于电网工程建设管理,实现数字转型、智能升级、融合创新,是提高企业经济效益和核心竞争力的必然选择。本文以大跨越工程组塔建设过程中的BIM数字化应用为例,详细介绍了BIM技术在大跨越塔组立施工方案编写、人员交底、铁塔组立过程中的应用情况,为同类输变电BIM应用及输变电企业的数字化转型提出了建议。

基于特征提取与三维建模的跨越塔组立施工模拟研究

为加强野外跨越塔组立施工的信息化,提出一种跨越塔组立三维模拟施工管理系统。首先,利用无人机采集系统获取输电线路图像,并结合RGB阈值法、LSD算法、交运算等提取输电线路中杆塔与导线特征;然后与模型库进行套合,从而建立跨越塔组立的三维施工模拟系统。结果表明,所提系统可较为真实地反映输电线路的实际姿态,且在水平与垂直方向测量的最大误差仅为0.19m和0.3m,满足误差精度需求。由此通过研究得出,以上构建的跨越塔组立施工模拟系统具有一定的实用性,可为大型跨越塔组立施工的信息化管理提供借鉴。

大跨越输电塔双平臂抱杆的风洞试验研究

国家大跨越输电线路建设方兴未艾,这些新建的长距离电力输送通道档距大且铁塔高,同时面临恶劣环境的严峻挑战。在大跨越超高输电铁塔的施工中,双平臂抱杆是最重要的吊装施工装备。在施工期内高空作业的双平臂抱杆面临复杂的风环境,高长细比的柔性结构特征也对其抗风安全提出了更高的要求。针对组立江阴长江大跨越385 m高塔的双平臂抱杆,开展了高频天平测力风洞试验研究。在多个来流风向角下,针对各个抱杆构件的多种工作姿态完成了高频天平测力试验。由风洞试验可知:抱杆标准节整体体型系数在各风向角下的变化存在线性规律;抱杆整体结构体型系数的规范取值会偏于风险,应在抱杆结构抗风验算中予以重视。同时,还提出了基于构件总计法的抱杆标准节风荷载精细化计算方法。

考虑塔与抱杆耦合的超大型输电高塔抗风分析

采用风洞试验和有限元分析对考虑塔与抱杆耦合的超大型输电高塔施工过程的抗风性能进行研究,计算和验证了危险强风工况下输电塔及抱杆抗风措施的有效性。对江苏凤城—梅里500 kV输电线路385 m高跨长江输电铁塔施工装备双平臂抱杆进行风洞试验,完成了抱杆标准节节段模型及抱杆整体模型的风洞高频天平测力试验,得到了抱杆风力系数,并与GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》进行了比较。分别建立了抱杆软连接有限元模型、抱杆与铁塔耦合有限元模型,对比分析了两种抱杆模型在不同工况风荷载作用下的结构力学性能差异。通过有限元计算得到了平衡、不平衡起吊和不同风向角等多种组合工况下抱杆最大位移及腰环主拉索最大拉力计算结果,分析了抱杆施工过程中的不利因素。针对非工作工况强风条件,计算和分析了平臂可自由转动和降低抱杆悬臂高度等主要抱杆抗风措施对抱杆与塔耦合系统整体力学性能的影响,为超大型输电高塔施工期抗风安全提供参考。结果表明:抱杆整体风力系数试验结果与规范取值存在一定差异,规范取值偏于风险,风洞试验得到的x向和y向风力系数最大值分别为2.40和2.51;不平衡起吊和45°风向角均为抱杆结构的抗风不利工况,施工过程中应尽量避免不平衡起吊并且避免平臂与来流风向成45°角时吊装重物;抱杆与铁塔耦合模型的最大风致位移计算结果大于抱杆独立模型,而腰环主拉索最大拉力计算结果小于抱杆独立模型。此外,抱杆与铁塔耦合有限元模型的计算结果显示:在主塔施工后期,由于高空铁塔截面减小、刚度降低,不能给予抱杆足够的抗侧刚度,导致腰环主拉索最大拉力急剧增大,且拉力最大值出现位置下移;非工作工况强风条件下平臂自由转动可有效降低抱杆腰环主拉索最大拉力,降幅可达30%~40%。建议在强风条件下采取平臂可自由转动和降低抱杆悬臂高度相结合的抗风措施,确保输电高铁和抱杆耦合系统的施工期抗风安全。

基于有限元与计算机视觉的输电高塔组立施工新技术

以国网江苏省电力有限公司500 kV凤城—梅里长江大跨越工程输电高塔施工为背景,研究提出了一套基于有限元模拟与计算机视觉的输电高塔组立施工新技术。首先根据吊装构件特点、安装位置等制定合理的吊装与安装工艺流程,再建立关键施工阶段铁塔与抱杆的耦合有限元模型,在铁塔与抱杆结构上布置实测监测系统采集风环境和结构状态的多元信息,保障施工安全开展。为解决抱杆高空作业位移测量难度大的问题,研发了一种高空结构物相对位移的计算机视觉位移测量方法。采用有限元模拟结构整体受力变形状态,结合计算机视觉技术对施工动态过程开展结构变形和位移测量,提出了输电高塔组立安全高效施工新技术。