轮式山地车方式特高压线路钢管运输方法探讨
薛慧君,索玉,祁方
(安徽送变电工程公司,合肥市,230022)
[摘要]1000kV淮南—上海特高压输电线路采用同塔双回形式、钢管塔结构,钢管塔单件结构尺寸普遍大而重,线路路径约有30%通过山地丘陵,大型钢管塔构件现场“小运输”是工程施工技术重点攻关课题之一。作者通过对本线路山地丘陵路径调研以及钢管塔构件结构参数的分析,提出基于轮式山地车方式的特高压线路钢管塔运输方法,总结轮式山地车及配套器具研制过程和工况试验,对运输方法和关键措施进行探讨和论证。
[关键词]特高压;钢管塔;重型构件;窄路弯急;山地运输 1000kV淮南—上海特高压输电线路工程(以下称“东线特高压”)起于拟建的安徽淮南变电站,止于上海沪西变电站,线路总长度为2×642.35km,中间分别在安徽芜湖、浙江湖州安吉落点,这是我国又一条具有重大创新意义的特高压输电线路工程。线路设计充分考虑环境保护,路径选定尽量减少植被破坏,避开田地树林,沿线地形中山地9.25%、丘陵29%,由此,不少铁塔位于山冈,运输道路条件差。线路架线采用同塔双回形式,铁塔采用等径钢管和法兰连接结构,具有荷载较小、杆件内力较小,且结构简约、用材节约等优点;而钢管塔单件结构尺寸普遍大而重,有的达到:980mm直径,5.6吨重,9米长(不包括其中长江、淮河跨越塔)
。施工交通面临“道路窄、坡度陡、转弯急、路面差”等艰难路况,特别是钢管塔构件运输面临着前所未有的困难和挑战,也是工程技术攻关的重点。
小型汽车图片
1、汽车运输方法的特点和优势
解决“东线特高压”钢管塔构件运输的方法有多种,如:直升飞机运输、索道运输和汽车运输等,并有各自的特点和适用范围。汽车运输是目前最普遍的方式。近年来乡村道路发展迅速,许多地区已村村通公路,不仅如此,“东线特高压”山地丘陵地区还有不少中级沙石路面和低级泥结碎石或土路。因此,以2米路宽为基准,充分利用已有道路,适当拓宽少数窄道,据情新开少量小路,降低辅助道路施工工程量,保持较低的运输成本,保证较高的运输工效,可最大限度减少施工运输对环境影响和植被破坏,是汽车运输方法的特点和优点。同时,如今各种各样运输用途的专门车辆很多,可供直接使用和借鉴选择的种类也很多。与采用其他运输方法相比,汽车运输方法对于丘陵山区路段钢管塔构件在运输方案制定、运输车辆创新和配套工机具研发等方面有相当优势条件。
2、轮式山地车方式的特点和优势
常规运输车(轮距一般在2.2米以上,车宽在2.4米以上),在一般道路上装载运输上述参数钢管构件的能力绰绰有余,但在“路面窄、转弯急”状况下就不能行驶和转弯;中小型拖拉机和农用运输车轮距一般在1.8米以下,能适应窄路和急弯,但在装载重量和陡坡行驶能力方面受限;起重车辆(吊重≥5吨)
也应轮距宽而不能直接开到山间塔位。因此,在上述运输工况条件下,要很好实施汽车运输方案并充分发挥其优势,必须进一步开发创新专用车辆及配套装卸器具,同时制定相应的运输措施,才能真正实现超常规重型构件在丘陵山区路段运输的“低成本、高工效、保护环境、安全可靠”,圆满完成“东线特高压”线路钢管塔运输。轮式山地
车方式特高压线路钢管塔运输方法是响应上述要求提出的,以满足装载“东线特高压”线路钢管塔最大单件为基准(不考虑江河跨越塔),同时考虑能在2米以上幅宽道路上行驶。
⑴满足构件装载适应道路实况
首先考虑选定满足载重要求的轮胎和轮径,再确定路宽要求的车架宽度和轮距。据此选定的参数是:轮径850 mm、轮宽200mm;轮载重1.8吨、单桥额定载量3吨。轮距为1.2米,车架横向宽度1.6米,可装载管径≤980mm。轮式山地车设计成可以单个车桥挂车方式使用,也可双桥或多桥挂车方式使用。双桥挂车方式时,轴距控制在3.5—4米之间,双桥额定载量为6吨。兼顾钢管塔构件90%以上的主材管径在406—864mm之间、重量≤4吨的因素,轮式山地车还设计一款功能相同、结构较小的轻型车:轮距为1米,轮径为760 mm,装载管径≤720mm,单桥额定载量≤2吨,双桥额定载量≤4吨。如此设计的轮式山地车自身重量轻,整车约在:120kg(轻型)和180kg(重型)。如图(1-1-1)所示:
图(2-1):轮式山地车(左为重型,右为轻型)。
⑵简约车型结构、强化实用功能
设计确定轮式山地车自身不带动力系统,用以腾出更多空间扩大装载能力。利用外部机械作为牵引动力,设计车架与外部牵引机械连接时,更多考虑优先利用送变电行业现有传统运输方法和动力工机具,如:手扶拖拉机、小四轮农用车、机动绞磨等。既能简约车型结构,又能提高原有装备的利用率。
设计加装并强化的直接手动操纵的独立制动系统和转向系统,是常规挂车所没有的,也是轮式山地车的创新,使得操控更灵活和行驶更可靠。
设计做到单台/单桥轮式山地车就能与牵引机械连接并运载构件,突现其“转弯半径小、操纵更灵活”的实用特性。设计做到两台/双桥轮式山地车也能组合与牵引机械连接并运载构件,突现其“适应面宽,针对性强”的实用特性。
设计采用两套制动系统,一是行车制动系统:人力油压式单回路制动系统。通过手按制动杠杆、液压总泵、分泵来操纵鼓式制动器,以完成间歇或短时间制动。二是驻车制动系统:手控机械制动方式。驻车制动系统还兼作应急制动系统,确保轮式山地车在行车制动系统失效情况下其仍能减速直到安全
停车。轮式山地车由于自身没有制动操纵能源,所以设计的制动系统简单普通,但对于其所处的慢速轻载行驶车况来说,是完全能满足行驶制动操纵要求的。
⑶方便现场使用确保安全可靠
针对可能遇到的道路一侧路肩外是深沟或峭壁的路况,在重型轮式山地车功能设计上采用“双侧操控系统”,即:轮式山地车左
右两边都设计有同样的制动和转向操纵装置,能一人单侧或两人双侧同时操控制动系统和转向系统。由此,操作人员可以据情选择操作位置,保证具有最好的视角和视线,用以克服驾驶人员视觉障碍和心理恐慌,使车辆操作更人性化,行驶更安全可靠。
专门设计了与轮式山地车运输、装卸配套的装配式门型升降架(以下简称“升降架”),对小运输途中倒运、现场塔位装卸,则采用“升降架”,其装
卸能力为≤6吨。整套工具总重
≤100kg ,结构小巧简便,易于
携带和搬运,用螺销方式紧固,
均可在现场快速组装,操作简
捷,方便实用。如图(2-2)。
3、轮式山地车工况试验
图(3-1):工况试验路况示意图
※1#平路工况试验道路工况试验路况示意图±500kV宜华线