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電桿排桿與焊接技術的改進分析
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http://china-zesir.com 發(fā)稿日期:2008-5-19
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摘要：電桿的排桿、對接與焊接，是線路施工中的一個重要生產流程，而傳統(tǒng)的人力挖坑式排焊接技術，影響著工程的施工進度和質量。該文就電桿排焊的方法、質量和速度等方面展開研究，研制出免開挖可調排桿、旋轉焊接架，對其構造、原理和使用方法進行了闡述。
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架空電力線路建設施工中，直線桿一般采用水泥單桿，利用現(xiàn)澆混凝土套筒基礎與電桿連接，它的優(yōu)點是強度高，經久耐用，占地少，方便農業(yè)機械化耕作。隨著社會經濟的發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，目前農村房屋的樓層一般為2~3層。電力線路與房屋及“三線”的交叉跨越不可避免，這就要求提高電力線路桿塔高度，如今直線桿已普遍使用24m、27m、30m水泥桿，水泥桿直徑大，整體重量達到7~8t，必須分節(jié)加工，每棵電桿的接頭數(shù)量少則3個，多則5個，而焊接質量的優(yōu)劣將直接影響到電力線路安全運行。過去水泥桿的排焊都是采用挖坑式的排焊法（簡稱挖坑法），但焊接后常會因水泥桿彎曲度超標而返工，而且還額外地增加了土方施工，費工費時，對城區(qū)道路、綠化環(huán)境及農田、作物等造成較大破壞。
1 傳統(tǒng)方法存在的問題
首先，工人勞動強度大，效率低。采用挖坑法焊接水泥桿的地下部分時，焊工必須蹲在坑里面，采用仰焊接方式，且易受到焊工水平的制約，而身體又無法伸展，苦累不堪。焊接時產生的有害煙霧沉積在坑內，對人體的危害很大，使焊接工作不能連續(xù)進行。
其次，增加了額外的土方工程量，使農田土層遭到破壞。焊坑還土后，破壞了農田原土層，老百姓意見很大，使得群眾工作難度加大，同時也增加了工程賠償費用，使供電企業(yè)經濟效益減少。
第三，焊接彎曲度大，質量難以保證。過去水泥桿的調直是用泥土做墊層，由于泥土是松軟的，雖然施工時確已調直，但泥土墊層的游動，難免使得電桿有下沉、讓位的現(xiàn)象，而且焊接時焊縫受熱不均也會使水泥桿彎曲，造成返工。根據(jù)統(tǒng)計資料：每焊接20個接頭，就有1個彎曲度超標，而返工1個接頭大約需要排焊1個接頭2~3倍的時間。
第四，地下水位高（江蘇如皋地區(qū)地下水位在0.8~1.0m左右）。夏季施工水田較多，水田焊坑積水無法解決，只有安排專人進行排水處理。冬季施工土壤凍結，開挖焊坑困難。
第五，氣候環(huán)境的困擾。夏天40℃左右的高溫，焊接人員在水田施工中還要穿長筒靴、防水衣褲，很容易發(fā)生人員中暑。
例如，2006年如皋供電公司在110kV龍河變整個線路配套工程中共有水泥桿104棵（27m的62棵，24m的24棵，21m的18棵，接頭共338個），全部工程工期只有85天，當時正值夏季施工，水田較多，焊坑開挖難度大，僅排桿、焊接這一施工過程就花費了24個輔助工、6個電焊工、4名技工28天時間。因為接頭彎曲度超標而返工12次，也就是說，大約花去5天的時間返工處理接頭。
2 對策措施
針對開挖式排焊接存在的以上問題，如皋供電公司抓住主要因素，從以下幾個方面制定了相應的解決措施：
消除土方施工：增加支架高度，消除了土方施工，利用小扒桿，調直水泥桿。
改善工作環(huán)境：采用地面焊接以改善通風，降低疲勞，避免土方施工，減小對環(huán)境的破壞。
消除水泥桿變形：在電桿支撐底槽安裝軸承，并可調節(jié)水泥桿，均勻轉動焊接。
解決電桿的調直：利用千斤頂并配以左右及上下調節(jié)螺桿，方便調直。
消除電桿下沉：加大底座底面積，增加受力面積。
提高焊接工藝：加強焊工焊接技能的培訓，焊接方法改為全平焊。
3 實施情況
根據(jù)以上對策措施，并經過反復研究、調整、改進排焊接方法，加工出排桿、焊接支架（見下圖）。
免開挖可調排桿、旋轉焊接架示意圖
3.1 構造及原理
免開挖可調式排桿、旋轉焊接架是由底座、千斤頂、同步咬合齒輪、左右調節(jié)螺桿、高低調節(jié)螺桿、桿身旋轉滾輪六部分組成。
底座。由角鐵加工成的長方體，其作用一是支撐千斤頂，并可左右調節(jié)螺絲螺桿，二是利用底座的底板增加與地面的接觸面積，從而減小地面的壓力，避免電桿下沉。
千斤頂。它的形狀是一個等邊平行四邊形，上、下一對頂點，可以咬合齒輪同步轉動，左、右一對頂點與上下調節(jié)螺桿連接，通過轉動上下調節(jié)螺桿，使四邊形的形狀發(fā)生變化，從而達到升高或降低電桿的目的。千斤頂?shù)牡撞坑幸粔K鐵板平放在底座上，它可以左右移動。
高低調節(jié)螺桿。它是由一根直徑為24cm的螺桿及2只螺母組成，2只螺母（牙紋相反）分別放在千斤頂水平方向上的一對頂點上，通過轉動螺桿以改變螺母之間的水平距離，從而使千斤頂?shù)男螤畎l(fā)生變化。
左右調節(jié)螺桿。它與千斤頂?shù)装暹B接，螺桿的另一端與千斤頂?shù)鬃佑|，左右調節(jié)螺桿（一邊調松，一邊調緊），使電桿在左右方向上偏移。
同步咬合齒輪。是由2對共4個圓周上帶有齒輪的圓盤組成，每對咬合齒輪可以繞各自圓心相對轉動（即1對咬合齒輪中的兩個齒輪轉向是相反的）。
桿身旋轉滾輪。它是安裝在頂部凹型構件兩個垂直邊的頂點上，待焊接的電桿就平放在兩個滾輪之間，電桿在滾輪上可以任意轉動。
另外配備了兩副三腳扒桿，并配上手扳葫蘆，用來將電桿吊起放在焊接架上。
3.2 使用方法
根據(jù)電桿起吊方向，選好場地，初步找平放置焊接支架下面的土壤，并夯實；利用三角架將電桿吊起，平放在排、焊接支架上，并進行初步調直；通過經緯儀的觀察，調節(jié)各支架，調節(jié)螺絲，將桿段對直，根據(jù)要求調整焊縫間隙；先在接頭圓周等分地焊接三點，然后對接頭上部進行焊接，再邊轉動桿身邊繼續(xù)焊接；接頭焊接、桿身彎曲度檢查以及防銹處理等完全完畢后，將桿身吊起，取出支架。
3.3 優(yōu)點
由于采用地面焊接，使得施工人員一直在上方焊接，有效地避免了仰焊，改善了焊接人員的施工環(huán)境，使得在高溫季節(jié)及水田施工中，焊接人員勞動強度大大降低。焊接速度得到較大提高，焊接質量不再受場地的制約。
免去了現(xiàn)場土方開挖，外用工的用工量減少到只需3人即可完成，提高了排桿速度。同時也減少了對農田土層的破壞，減少了青苗賠償費用。
解決了因土壤下沉而引起的電桿焊接處彎曲，且由于水泥桿可自由旋轉，均勻焊接，使焊接質量得到大大提高。
利用小扒桿調直水泥桿，使排桿人數(shù)減少，減少工作時間，提高工作效率，縮短了工期。
對使用免開挖可調排桿、旋轉焊接法前后的單根水泥桿的焊接以三個焊工一天的焊接根數(shù)以及外用工用量。
4 綜合效益
以110kV新民變線路架設共有水泥桿92棵，其中27m（5節(jié)）電桿41棵，24m（4節(jié)）電桿22棵，21m（2節(jié)）電桿18棵，18m（2節(jié)）電桿11棵，每天焊工3人為例。
技術效果。通過現(xiàn)場水泥桿排桿、焊接技術的使用，使原來平均3個焊工一天最多焊接2棵水泥桿提高到6棵，提高了焊接質量，減小了水泥桿的彎曲變形，避免了土方施工，降低了對農田作物等的破壞。
經濟效果。由于工效的提高，使原來需52個工作日才能完成的焊接量減少至22個工作日，每天的外用工用量由12人減至5人，并減少了青苗賠償?shù)乳_支，節(jié)約費用數(shù)十萬元，且工程質量、進度得到了保證，由于工期的縮短、送電時間的提前，增加了企業(yè)的電費收入。
免開挖可調排桿、旋轉焊接架在110kV新民變、110kV丁西變等線路架設工程施工中，大顯身手，受到公司領導及同行們的充分肯定和一致好評。
現(xiàn)場水泥桿排桿、焊接技術的改進在施工中，既節(jié)約施工時間及人力、物力，又提高了工程進度及施工質量，既促進安全生產，又提高了經濟效益，并根治了施工中易返工的難題，而且減少了對農田作物的毀壞，值得推廣使用。
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