邱峰針　陳欽燁

摘要：在輸電線路鐵塔中，火曲角鋼是常用部件之一，塔型越是復(fù)雜，該部件的實際用量便會越多?；鹎卿摬痪邆涠位鹎男阅?，一旦不合用，只能報廢處理，浪費人力和財力。鑒于此，文章以輸電線路鐵塔火曲角鋼處理工藝為研究對象，介紹了火曲角鋼的理論計算和加工工藝要求，并結(jié)合實例加以探討，以期為業(yè)內(nèi)人士提供有益參考。

關(guān)鍵詞：輸電線路；鐵塔；火曲角鋼；處理工藝；火曲設(shè)計 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM753 文章編號：1009-2374（2015）11-0082-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.11.041

在輸電線路鐵塔中，受塔身坡度等諸多因素的影響，經(jīng)常需要采用火曲角鋼以加強連接，因而角鋼的火曲質(zhì)量至關(guān)重要，將會對輸電線路鐵塔的整體安裝質(zhì)量產(chǎn)生直接且重要的影響。值得一提的是，塔型越是復(fù)雜，該部件的實際用量便會越多?；鹎膫鹘y(tǒng)方法普遍存在加工誤差偏大問題，再加上這一類角鋼不具備二次火曲的性能，一旦不合用，只能報廢處理，浪費人工和金錢，而這一類角鋼均為輸電線路鐵塔的重要部件，其質(zhì)量關(guān)系著整基鐵塔的質(zhì)量。因而針對輸電線路鐵塔火曲角鋼處理工藝進行深入研究具有相當積極的現(xiàn)實意義。

1 火曲角鋼的理論計算

在輸電線路鐵塔火曲設(shè)計中，角鋼火曲常見型式有三種：一是邊坡主材火曲；二是加強角鋼火曲；三是內(nèi)、外包角鋼火曲。

1.1 變坡處主材火曲

當角材主材同時處于兩種不同坡度的塔體中時，這一角材便需要接受火曲處理，以滿足安裝要求。這一類火曲主要包括兩種情況：情況一，在干字塔結(jié)構(gòu)塔身中，主材于變坡部位沒有開斷；情況二，邊橫擔(dān)主材、中橫擔(dān)兩者沒開斷，另外，需要對邊橫擔(dān)進行預(yù)拱以及收口處理。對于情況一，也就是對角鋼兩肢做面上火曲處理，尤其是在長方形鐵塔之中，角鋼兩個面上的火曲度數(shù)應(yīng)同時滿足下述條件：

考慮到當前的鐵塔絕大多數(shù)采用的是正方塔結(jié)構(gòu)，因而不管是火曲度數(shù)又或者是火曲線，兩個面均相同。因而可對雙面火曲進行轉(zhuǎn)換，使其成為角鋼筋上火曲，火曲點為雙面火曲線中兩火曲線在筋上的交點。在這一情況中，A=A1、B=B1、C=C1。對火曲度數(shù)值進行計算時采用下述公式：

對于情況二，又可細分為兩種情況：一是單面火曲；二是雙面火曲。對于單面火曲，其橫擔(dān)無需做預(yù)拱處理，工藝難度不大，變坡線也便是其火曲線。對火曲度數(shù)值進行計算時采用下述公式：

對于雙面火曲，其橫擔(dān)需要做預(yù)拱處理?？紤]到鐵塔加工屬于一種粗加工，橫擔(dān)預(yù)拱形成的角鋼彎曲度一般僅需要控制在1°以下，因而可采用橫擔(dān)上小材拉伸的辦法以實現(xiàn)預(yù)拱的效果?？蓪⑦@一情況當作單面火曲考慮，至于火曲度數(shù)可采用下述公式進行計算：

1.2 加強角鋼火曲

在輸電線路鐵塔中，加強角鋼又被稱作貼材?；鹎N材大部分設(shè)置在塔身本體以及邊橫擔(dān)連接部位?；鹎€應(yīng)和塔身主體線保持平行，然而在具體加工環(huán)節(jié)，最常用的做法是讓火曲線和貼材料保持垂直?；鹎€的偏移會直接導(dǎo)致加強角鋼上的孔位偏移，所以在確定火曲線的基礎(chǔ)上，應(yīng)考慮適當移動孔位以滿足實際安裝的需要。由大量的加工經(jīng)驗可知，孔位尺寸的實際偏移主要取決于火曲度數(shù)。變坡線也就是所謂的火曲線，火曲度數(shù)采用下述公式進行計算：

2 加工工藝要求

在具體加工環(huán)節(jié)，應(yīng)予以嚴格的清根或者鏟背處理，如果遇到火曲度數(shù)偏大（>8°）的包角鋼火曲，則應(yīng)進行割豁口處理。在火曲處理之后，應(yīng)使用一致厚度的三角形聯(lián)板進行鑲嵌焊接處理，并磨平。對于火曲角鋼處理工藝而言，應(yīng)重點做好下述特殊處理：

2.1 局部加熱

在輸電線路鐵塔之中，角鋼材質(zhì)均為Q235或Q345鋼，其硬度高、不易彎曲，在應(yīng)力影響下容易出現(xiàn)細小裂紋，因此，在火曲角鋼處理之后，應(yīng)對火曲進行局部高溫加熱處理，降低其變形抗力，具有更好的可塑性，從而更好地保護結(jié)構(gòu)免遭破壞。

2.2 開口處理

當規(guī)格超過∠100×8或者火曲度數(shù)較大（>8°）時，對角鋼進行火曲處理之前，都應(yīng)該于火曲點部位開口，待開口制彎結(jié)束之后，再進行鑲焊及打磨處理。

2.3 校正孔形、校平火曲點

對角鋼進行火曲處理之后，材料處于拉伸狀態(tài)，火曲線兩側(cè)的一些孔有可能發(fā)生變形，所以應(yīng)對其進行校正，并使其成圓形。除此之外，待制彎結(jié)束之后，需要對熱應(yīng)力等因素導(dǎo)致的變形予以校平處理。

3 實際應(yīng)用

3.1 問題提出

某500kV輸電線路鐵塔工程，其變坡處報廢率竟然超過50%以上，經(jīng)過系統(tǒng)分析發(fā)現(xiàn)其主要原因包括兩方面：（1）放樣存在失誤，火曲線沒有達到要求精度；（2）在火曲處理之后，角鋼發(fā)生變形延伸的問題，從而造成角鋼火曲位置發(fā)生一定的移位。

現(xiàn)階段，鐵塔企業(yè)已經(jīng)逐漸放棄了二維放樣軟件，改用更為理想的三維實體放樣軟件，如此一來，在理論層面上達到了“所見即所得”的效果，很好地解決了受放樣失誤影響而造成的火曲位置不理想的問題；對于火曲角鋼正確性不理想而言，其關(guān)鍵因素在于處理工藝相對落后，因為在傳統(tǒng)工藝中，往往是先制孔，然后火曲，容易導(dǎo)致角鋼發(fā)生變形以及延伸等一系列問題，最終造成實際火曲位置的較大偏移。

3.2 原因分析

通過反復(fù)的手工計算、認真的現(xiàn)場觀察以及相關(guān)數(shù)據(jù)的比較，并結(jié)合相關(guān)軟件應(yīng)用，最后發(fā)現(xiàn)造成火曲角鋼正確性不理想的原因集中體現(xiàn)在下述方面：（1）傳統(tǒng)處理工藝中，往往是先制孔，然后確定火曲線的具體位置，難以保證火曲位置具有足夠的準確性，如此一來，導(dǎo)致加工誤差超標，無法滿足設(shè)計要求；（2）車間操作人員對角鋼進行火曲處理時，對角鋼變形的判斷缺乏足夠依據(jù)，通常采用人工估算的辦法，如此一來，無法保證角鋼火曲處理之后所有孔位的準確性。

3.3 改進措施

3.3.1 對傳統(tǒng)處理工藝流程進行改變，即采用“先制造半邊孔，然后火曲處理，最后制造另外半邊孔”這一更為合理的思路。

3.3.2 在下料過程中，應(yīng)在既有長度上適當?shù)卦O(shè)置余量，一般加長10～20mm。

具體方法以及步驟如下：（1）制作出半邊孔；（2）準確畫出火曲線，然后予以火曲處理；（3）將這一火曲角鋼所連接正、側(cè)面板A和B與火曲角鋼已經(jīng)制作完成的半面孔通過螺栓有效連接牢固，并參考板A和B螺栓孔于角鋼上所對應(yīng)的映射，對孔中心進行準確標識，接下來制作另外的半邊孔，并切除余量。最終一件優(yōu)質(zhì)的火曲角鋼便成型了。

3.3.3 按照上述處理工藝流程，制作得到的火曲角鋼通常能夠具有比較準確的火曲線位置，很好地規(guī)避了由于角鋼火曲延伸問題而導(dǎo)致的誤差，最終獲得了較為理想的應(yīng)用效果。

3.3.4 與此同時，為實現(xiàn)對半成品正確性的有效檢驗，保證加工質(zhì)量，可將半成品的火曲角鋼和對應(yīng)的連接板以及其他的角鋼等進行試拼裝操作，從而確認火曲位置以及火曲角度是否滿足要求。

3.4 改進效果

對于火曲角鋼處理工藝進行上述改進之后，將其應(yīng)用于其他輸電線路的鐵塔加工作業(yè)中，并和原先采用的傳統(tǒng)工藝的500kV輸電線路鐵塔工程進行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，改進后的處理工藝能夠明顯降低這一類火曲角鋼的實際報廢率，比較理想地保證了這一類火曲角鋼的加工準確率，由原先的60%左右提升到了后來的100%，避免了人力和金錢的浪費，為企業(yè)創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟效益和社會效益。

4 結(jié)語

在輸電線路鐵塔中，火曲角鋼屬于不可或缺的構(gòu)件，發(fā)揮著十分關(guān)鍵的作用，其處理加工精度將會對整座鐵塔的安裝質(zhì)量產(chǎn)生直接且重要的影響。通過對這一類火曲角鋼傳統(tǒng)工藝的改進，很好地解決了這一類火曲角鋼的處理加工問題，對于工程實踐而言具有相當積極的現(xiàn)實意義。

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（責(zé)任編輯：黃銀芳）