電桿排桿與焊接技術的改進

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(chǎn)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(zhì)量。該文就電桿排焊的方法、質(zhì)量和速度等方面展開研究，研制出免開挖可調(diào)排桿、旋轉(zhuǎn)焊接架，對其構造、原理和使用方法進行了闡述。

輸配電線路的架設是電網(wǎng)建設中的一部分，而電桿的排桿、對接與焊接是線路施工中一項重要的生產(chǎn)流程，也是關系到整個工程施工質(zhì)量、施工進度的重要環(huán)節(jié)。

排擠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(jīng)久耐用，占地少，方便農(nóng)業(yè)機械化耕作。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活水平的不斷進步，目前農(nóng)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，這就要求進步電力線路桿塔高度，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)目少則3個，多則5個，而焊接質(zhì)量的優(yōu)劣將直接影響到電力線路安全運行。過往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(nóng)田、作物等造成較大破壞。

1 傳統(tǒng)方法存在的題目

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(chǎn)生的有害煙霧沉積在坑內(nèi)，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(nóng)田土層遭到破壞。焊坑還土后，破壞了農(nóng)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用度，使供電企業(yè)經(jīng)濟效益減少。

第三，焊接彎曲度大，質(zhì)量難以保證。過往水泥桿的調(diào)直是用土壤做墊層，由于土壤是松軟的，固然施工時確已調(diào)直，但土壤墊層的游動，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，天氣環(huán)境的困擾。夏天40℃左右的高溫，焊接職員在水田施工中還要穿長筒靴、防水衣褲，很輕易發(fā)生職員中暑。

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。由于接頭彎曲度超標而返工12次，也就是說，大約花往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題目，如皋供電公司捉住主要因素，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(diào)直水泥桿。

改善工作環(huán)境：采用地面焊接以改善透風，降低疲憊，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(diào)節(jié)水泥桿，均勻轉(zhuǎn)動焊接。

解決電桿的調(diào)直：利用千斤頂并配以左右及上下調(diào)節(jié)螺桿，方便調(diào)直。

消除電桿下沉：加大底座底面積，增加受力面積。

進步焊接工藝：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(jīng)過反復研究、調(diào)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(diào)排桿、旋轉(zhuǎn)焊接架示意圖

3.1 構造及原理

免開挖可調(diào)式排桿、旋轉(zhuǎn)焊接架是由底座、千斤頂、同步咬合齒輪、左右調(diào)節(jié)螺桿、高低調(diào)節(jié)螺桿、桿身旋轉(zhuǎn)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(diào)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。它的外形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(zhuǎn)動，左、右一對頂點與上下調(diào)節(jié)螺桿連接，通過轉(zhuǎn)動上下調(diào)節(jié)螺桿，使四邊形的外形發(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(diào)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(zhuǎn)動螺桿以改變螺母之間的水平間隔，從而使千斤頂?shù)耐庑伟l(fā)生變化。

左右調(diào)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(diào)節(jié)螺桿（一邊調(diào)松，一邊調(diào)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(zhuǎn)動（即1對咬合齒輪中的兩個齒輪轉(zhuǎn)向是相反的）。

桿身旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(diào)直；通過經(jīng)緯儀的觀察，調(diào)節(jié)各支架，調(diào)節(jié)螺絲，將桿段對直，根據(jù)要求調(diào)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(zhuǎn)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，使得施工職員一直在上方焊接，有效地避免了仰焊，改善了焊接職員的施工環(huán)境，使得在高溫季節(jié)及水田施工中，焊接職員勞動強度大大降低。焊接速度得到較大進步，焊接質(zhì)量不再受場地的制約。

免往了現(xiàn)場土方開挖，外用工的用工量減少到只需3人即可完成，進步了排桿速度。同時也減少了對農(nóng)田土層的破壞，減少了青苗賠償用度。

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(zhuǎn)，均勻焊接，使焊接質(zhì)量得到大大進步。

利用小扒桿調(diào)直水泥桿，使排桿人數(shù)減少，減少工作時間，進步工作效率，縮短了工期。

對使用免開挖可調(diào)排桿、旋轉(zhuǎn)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，天天焊工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，使原來均勻3個焊工一天最多焊接2棵水泥桿進步到6棵，進步了焊接質(zhì)量，減小了水泥桿的彎曲變形，避免了土方施工，降低了對農(nóng)田作物等的破壞。

經(jīng)濟效果。由于工效的進步，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，天天的外用工用量由12人減至5人，并減少了青苗賠償?shù)乳_支，節(jié)約用度數(shù)十萬元，且工程質(zhì)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)的電費收進。

免開挖可調(diào)排桿、旋轉(zhuǎn)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，又進步了工程進度及施工質(zhì)量，既促進安全生產(chǎn)，又進步了經(jīng)濟效益，并根治了施工中易返工的困難，而且減少了對農(nóng)田作物的毀壞，值得推廣使用。