抗傾覆高壓輸電線路鐵塔的製作方法

2023-05-26 12:00:23 1

該發明涉及鐵塔技術領域，具體地說是一種具有優良抗震性能的抗傾覆高壓輸電線路鐵塔安裝結構。

背景技術：

地震給各種輸電線路帶來嚴重破壞，尤其是超高壓輸電線路，由於電壓等級較高，塔高和自重較大，在強震的作用下容易發生倒塌，而這種倒塌往往伴隨著大面積的連鎖反應，造成大面積的倒塌。隔震技術是近三十年來抗震領域發展較快的且不斷完善的一門技術。

在震級較大或某些原因下結構「硬抗」已經難以滿足預期的防震要求時，採用隔震技術減小結構的輸入地震能量，能夠達到很好的效果。隔震的本質作用是使結構或部件與可能引起破壞的地震地面運動或支座運動分離開來，隔斷地震能量的傳播途徑，使輸入到房屋結構上的地震力和能量減少，從而減小上部結構的地震反應，達到預期的設防要求。

這種分離或解耦是通過在工程結構的特定部位設置隔震層，設置隔震器、阻尼器或其他附屬裝置，以延長整個結構體系的自振周期，增大結構阻尼，從而使結構在地震作用下的動力反應(加速度、速度、位移)得到合理控制，確保結構本身及結構中的人、儀器、設備、裝修等地安全和處於正常的使用環境。

現有的鐵塔存在水平剪切力不能有效分散和消耗的問題，且抗震、抗風、抗雪能力較差。

技術實現要素：

為了解決現有技術的不足，本發明提供一種抗傾覆高壓輸電線路鐵塔，要解決現有結構下，鐵塔由於不能有效分解和消耗水平剪切力而造成的鐵塔中部傾覆折彎的問題。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案為：

抗傾覆高壓輸電線路鐵塔，包括鐵塔本體和過渡件，其特徵在於，鐵塔本體中部是斷開的，且通過轉角處具有緩衝、減震作用的過渡件進行活動連接，所述過渡件包括自上而下平行設置的第一板、第二板和第三板；

其中，在第一板的上表面設置有第一安裝部，在第一板的下表面設置有第一插接板和第一緩衝組件，其中第一插接板為多個且等間距的固定在第一板的下側，第一插接板上端與第一板彼此垂直；所述第一緩衝組件固定在第一插接板的兩側，且位於第一插接板陣列的兩端；

在第一插接板陣列兩側設置第一輔助夾板，第一輔助夾板為梯形結構，在第一插接板陣列兩側設置第一輔助夾板，在第一輔助夾板的下端面設有兩個沿著第一插接板方向的T形槽，對應的在第二板上設置有向上延伸的T形滑塊，在T形滑塊的水平部位上嵌入若干鋼球並在T形塊和T形滑槽之間形成滑動配合；

在兩兩第一插接板之間的第一板的下表面設置有居中的第一圓柱滾子凹槽；

所述第一安裝部居中設置，並在第一安裝部表面設置有橡膠隔墊以及銷釘安裝孔，在裝配式房屋承重立柱的底端設置有一個與第一安裝部配合的凹槽，所述第一安裝部位於凹槽內並通過銷釘連接；

所述第三板上設置有第三插接板、第三緩衝組件、第二輔助夾板和第二安裝部，第三插接板和第一插接板結構相同，所述第三緩衝組件和第一緩衝組件結構相同，所述第三插接板為多個且等間距固定在第三板的上側，在第三插接板陣列兩側設置第二輔助夾板，第二輔助夾板與第一輔助夾板結構相同，形成放傾覆結構；

在兩兩第三插接板之間的第一板的下表面中設置有居中的第三圓柱滾子凹槽；

所述第二安裝部為焊接在第三板下側的鋼板，居中設置，並在第二安裝部表面錨栓，通過預澆築的方式固定在地基上；

在第二板的上表面表面設置有第二插接板、第二圓柱滾子凹槽和第二緩衝組件，所述第二緩衝組件與第一緩衝組件結構相同，所述第二插接板和第一插接板之間進行連接插接連接並在側面進行貼合；所述第二插接板中具有一個貫穿的通道，在第二插接板的兩側設置有豎向設置的卡槽，且在卡槽和通道之間具有一個方孔進行連通，在每一卡槽中放置一個活動剎車片，所述活動剎車片包括鋼背和剎車材料塗層，其中鋼背放置在卡槽中，且在鋼背的背面設置有一個和上述的方孔配合的滑塊，在通道中設置有一個拉筋，且在拉筋的兩側設有間斷布置的楔子，楔子朝同向設置，且每一個楔子分別與對應位置的滑塊接觸，在拉筋的端部設置有一個螺紋孔並安裝拉栓進行拉緊連接，

在第二板的下表面設置有第四插接板、第四圓柱滾子凹槽和第四緩衝組件，所述第四插接板、第四緩衝組件與所述第二插接板、第一緩衝組件結構相同，所述第四插接板和第三插接板進行插接連接並在側面進行貼合；

所述第二插接板和第四插接板彼此垂直設置；

在第一插接板和第三插接板的兩側鑲嵌有等距離間隔設置的剎車片，中間為光滑部位，且光滑部位寬度等於剎車片的寬度；所述第一插接板上的剎車片與第二插接板上的剎車片錯位設置；所述第三插接板上的剎車片與第四插接板上的剎車片錯位設置；並在第一板和第二板之間、以及第二板和第三板之間設置安全銷和密封套筒。

進一步地，所述第一插接板為20釐米的鋼板，第一插接板的尺寸為40釐米寬、10釐米高，兩個相鄰第一插接板的間隙為20毫米；所述第二插接板、第三插接板、第四插接板與第一插接板規格相同。

進一步地，所述第一緩衝組件包括自第一板向下延伸的突起，所述突起內側固定一個板簧，所述板簧的兩端通過固定銷固定在突起上。

本發明的有益效果是：

1、在鐵搭的中下部位置斷開，並安裝過渡件，過渡件的存在使得鐵塔中易折彎的部位產生水平方向的位移，在位移的過程中，可以有效的摩擦消耗振動能，改變振動頻率和幅度，避免發生折彎，改變了傳統通過增加型材用鋼的方式提高強度的做法，在用鋼不變的情況下，抗震能力提高40％以上。

2、過渡件三個板之間通過彼此交叉設置的插接板進行接觸配合，且在插接板和三個板之間為圓柱滾子配合，具有很好的滾動性能和導向性能，使得地震、暴風、雪的初始階段，可以迅速啟動，提高抗震效能的靈敏度，並提高使用壽命。

2、兩兩相鄰的插接板之間通過間隔設置的剎車片進行配合，且是間斷的，非連續的配合，在地震發生時，可以將地震的水平力的振幅進行分解，分解為高頻低幅的振動，有效的提高了抗震性能。

3、三個板之間通過彼此交叉設置的插接板進行接觸配合，且在插接板和三個板之間為圓柱滾子配合，在豎向上具有較好的剛度，可以承受較大的承載物。

4、為純機械結構，能夠滿足長期免維護運營，且主要摩擦力發生在插接板之間的摩擦片處，摩擦片選用汽車剎車片，終身免維護，且剎車片的摩擦力可以方便的進行調節，能夠通過自身位移並摩擦耗能降低鐵塔振動。

附圖說明

圖1為專用過渡件的結構示意圖。

圖2為第一板的結構圖。

圖3為圖1的側視圖。

圖4為相鄰插接板之間的初始加速狀態展開圖。

圖5為相鄰插接板之間的減速狀態展開圖。

圖6為第一插接板的斷面圖。

圖7為第一插接板的立體圖。

圖8為地震過程中相鄰插接板之間的加速度。

圖9為本發明的結構圖。

圖中：1第一板，11第一安裝部，111橡膠隔墊，12第一插接板，121第一圓柱滾子凹槽，122剎車片，122』活動剎車片，13第一緩衝組件，131突起，132板簧，14第一輔助夾板，141T形槽，142T形滑塊，143鋼球，2第二板，21第二插接板，211通道，212卡槽，213滑塊，22第二圓柱滾子凹槽，23第二緩衝組件，24第四插接板，25第四圓柱滾子凹槽，26第四緩衝組件，3第三板，31第三緩衝組件，32第二安裝部，33第三插接板，331第三圓柱滾子凹槽，4圓柱滾子，4』圓柱滾子，5拉筋，51拉栓，52楔子，6密封套筒，10鐵塔上構件，101鐵塔下構件，9過渡件。

具體實施方式

如圖1至圖8所示，針對現有缺陷，本發明的保護主體如下：

開發的是抗傾覆高壓輸電線路鐵塔，在鐵塔的抗震單元中，往往是中部先行被折彎，製造成事故。

申請人通過分析，發現事故原因多是一下造成的：在鐵塔的頂部固定有電纜，底部固定在地基上，這樣在兩端形成外力作用，在風、雪、地震等外在載荷的作用下，鐵塔會發生傾覆，其中，百分之九十以上的傾覆的首先折彎點在鐵塔的中下部，在地基處的折彎比較少見，這是因為，從受力的角度分析，鐵塔的擺動與靜止的分界線就在這個位置，容易造成疲勞損傷，所以大部分的折彎點發生在此位置也就不足為奇了。

目前的解決思路通常還是增加鐵塔用鋼的厚度，選用更大尺寸的、更高強度的用鋼，但是仍然不能解決上述的問題，例如在特大冰雪、凍雨、暴風的作用下，依然會發生傾覆和折彎。

本發明的就是從另一個角度出發，解決上述問題。

為從根本上解決容易折彎和傾覆的問題，本發明從消耗能量入手，通過鐵塔自身的結構，來消耗點鐵塔自身的風載等外在載荷，提高鐵塔的自身抗震、抗風、抗雪壓等性能指標。

其基本的原理是，在鐵塔高度的三分之一處設置具有緩衝、減震作用的專用過渡件9進行過渡安裝，提高抗震性能，其中作為一種最佳的方式，上述的專用過渡件9安裝在上部的鐵塔和下部的鐵塔之間，設置為多個，用於支撐，並提供抗震性能。

下面詳細的對專用過渡件進行詳細的介紹：

專用過渡件，包括自上而下設置的第一板1、第二板2和第三板3。

其中，第一板1採用厚度至少為20或者30毫米的鋼板，並在第一板1的上表面設置有第一安裝部11，兩者之間焊接連接，第一安裝部11用於和鐵塔上構件10進行連接，其中鐵塔上構件10的連接點位置固定一個水平的法蘭盤，法蘭盤數量為四個，且分別設置在鐵塔的四個轉角處，形成四個連接點。第二安裝部用於和鐵塔下構件101進行連接。

在第一板1的下表面設置有第一插接板12和第一緩衝組件13。其中第一插接板12為多個，均勻的焊接在第一板1的下側。上述的第一插接板12採用厚度為20釐米的鋼板，所述第一插接板12的尺寸為40釐米寬，10釐米高，第一插接板12上端與第一板1焊接連接，且兩者之間是彼此垂直的關係，兩個第一插接板12的間隙控制在20毫米，第一插接板12之間的平行度控制在正負0.1毫米之間。

上述的多個第一插接板之間是彼此平行的，且規律排布。

在第一插接板12陣列兩側設置第一輔助夾板14，第一輔助夾板為梯形結構，厚度大於第一插接板12的厚度，在第一插接板12的下端面設有一排圓柱滾子4，圓柱滾子並列設置，且圓柱滾子的最低端露出第一插接板的外側，形成滾動配合。

在第一輔助夾板14的下端面設有兩個沿著第一插接板方向的T形槽141，該T形槽的斷面為T形，對應的在第二板上設置有向上設置的向上延伸的T形滑塊142，在T形滑塊的水平部位上嵌入若干鋼球143，其中鋼球的直徑較大，鋼球的三個點與T形槽進行接觸，另一邊與T形滑塊進行接觸，參考圖1，形成滾動配合，具有防脫、導向的作用，使得第一板和第二板之間形成一個防脫結構。

在兩兩第一插接板12之間的第一板的下表面中設置有居中的第一圓柱滾子凹槽121，用於和第三板上的圓柱滾子進行配合。

第一緩衝組件13的最佳方式之一為：包括自第一板向下延伸的突起131，突起內側固定一個板簧132，板簧132的兩端通過固定銷固定在突起上。上述的第一緩衝組件固定在第一插接板的兩側，且位於第一插接板陣列的兩端，用於第一板和第二板之間極限位置的緩衝。

第一安裝部11為焊接在第一板上部的鋼板，居中設置，並在第一安裝部表面設置有橡膠隔墊111，以及銷釘安裝孔，對應的，在上部鐵塔的底端設置有一個與第一安裝部配合的法蘭，和銷釘安裝孔進行配合。

第三板3與第一板結構基本相同，第三板3採用厚度至少為20毫米的鋼板，並在第三板3的下表面設置有第二安裝部32，第三安裝部用於和裝配式房屋進行連接，在第三板3的上表面設置有第三插接板33和第三緩衝組件31。其中第三插接板33為多個，均勻的焊接在第三板的上側。上述的第三插接板33採用厚度為20釐米的鋼板，第三插接板33的尺寸為40釐米寬，10釐米高，第三插接板下端與第三板焊接連接，且兩者之間是彼此垂直的關係，兩個第三插接板33的間隙控制在20毫米，第三插接板之間的平行度控制在正負0.1毫米之間。

上述的多個第三插接板之間是彼此平行的，且規律排布。

在第三插接板33陣列兩側設置第二輔助夾板34，第二輔助夾板34為梯形結構，厚度大於第三插接板的厚度，且第二輔助夾板的結構與第一輔助夾板的結構相同，實現第二板和第三板之間的防脫落。

在兩兩第三插接板33之間的第一板的下表面中設置有居中的第三圓柱滾子凹槽331，用於和第二板上的圓柱滾子進行配合。

第三緩衝組件31的最佳方式之一為：包括自第三板向上延伸的突起，突起內側固定一個板簧，板簧的兩端通過固定銷固定在突起上。上述的第三緩衝組件固定在第三插接板的兩側，且位於第三插接板陣列的兩端，結構與第一緩衝組件相同。

第二安裝部32為焊接在第三板下側的鋼板，居中設置，並在第二安裝部表面設置有橡膠隔墊以及安裝孔，與下側的鐵塔進行連接。

第二板2採用厚度為20或者30毫米的鋼板，並在第二板的上表面表面設置有第二插接板21、第二圓柱滾子凹槽22和第二緩衝組件23，第二緩衝組件與上述的第一緩衝組件結構完全相同，不再贅述，第二插接板21中具有一個通道211，該通道為方形通孔，貫穿第二插接板21，在第二插接板21的兩側設置有豎向設置的卡槽212，且在卡槽212和通道之間具有一個方孔進行連通，在每一卡槽中放置一個活動剎車片122』，該活動剎車片122』包括鋼背和剎車材料塗層，其中鋼背放置在卡槽212中，且在鋼背的背面設置有一個和上述的方孔配合的滑塊213。在通道中設置有一個拉筋5，拉筋斷面為方形，且在拉筋5的兩側設有間斷布置的楔子52，楔子朝同向設置，且每一個楔子分別與對應位置的滑塊接觸。在拉筋5的端部設置有一個螺紋孔，並在螺紋孔中旋合一個拉栓51，拉栓自一端拉緊拉筋，並在拉栓和第二插接板之間，在調節拉栓的情況下，第二插接板中的活動剎車片有一個外移的趨勢，並壓緊在相鄰的第一插接板上，形成一個調節剎車力度的作用，上述的活動剎車片是對稱設置的，可以使得受力達到最佳的狀態。

在第二板2的下表面設置有第四插接板24、第四圓柱滾子凹槽25和第四緩衝組件26，第四插接板和第四緩衝組件與上述的第而插接板和第三緩衝組件結構完全相同，不再贅述，且用於和第三插接板進行連接插接連接。

上述的第二插接板和第四插接板彼此垂直設置。

作為一種最佳的方式，上述的第一插接板至第四插接板的結構完全相同，以第一插接板為例進行說明，在第一插接板12的兩側鑲嵌有剎車片122，參考圖6，上述的剎車片122為平板狀，鑲嵌在第一插板的兩側，彼此對稱設置，剎車片彼此間隔設置，中間為光滑部位123，且間隔距離等於剎車片的寬度，形成圖2所示的樣式。

第一插接板12上的剎車片122與第二插接板21上的活動剎車片122』錯位設置，即，第一插接板的光滑部位123對應第二插接板的活動剎車片122』，同時，第二插接板的光滑部位123』對應第一插接板的剎車片122，形成圖4展開圖，這種配合方式可以形成快速的啟動模式，有利於第一插接板和第二插接板相對滑動的啟動

為了使得專用過渡件具有防塵效果，在第一板和第二板以及第二板第三板之間使用密封套筒6進行封裝，形成一種無塵結構。

在地震發生時，第一插接板和第二插接板之間會形成一種相對滑動，在滑動初期，第一插接板12上的剎車片會和第二插接板上的光滑部位配合.參考圖4，啟動時的摩擦力較小，可以實現快速啟動，避免卡死，同時，由於上述的第一插接板和第二插接板之間，以及第三插接板和第四插接板之間是多組交叉設置的，剛性、穩定性和傾覆力矩都很好，安全要求，在第一、第二插接板啟動滑動後，緊接著，第一、第二插接板上的剎車片開始接觸，形成滑動摩擦，由於剛開始，兩個插接板上的剎車片接觸面積較小，由摩擦力公式可知，此時加速較大，相對滑動仍然處於加速階段，當剎車片重疊過半之後，由於剎車片之間的摩擦力增大，會有一個減速動作，並大量的消耗地震能量，當量插接板上的剎車片完全脫離後，完成減速動作，由於地震時，水平方向的振幅一般較大，進入下一個周期，在此過程中，保證兩側的插接板之間使用處於反覆的加速和減速過程，其中加速度a形成脈衝樣式，正負往復切換，可以將一個大的地震振幅分割為多個小的過渡件自振振幅，並消耗地震帶來的能量。同時將地震的低幅高振幅動作，切換為建築物的高頻低幅動作，有利於建築物的自我保護。

強風作用下，鐵塔上構件會發生搖擺，在過渡件的作用下，發生微量的水平運動，並克服其中的剎車片的作用，進行剎車，有效的改變風載荷的振幅和頻率，提高抗震效果。

上述的圓柱滾子的存在可以保證啟動的順暢，並避免低溫插接板與第一板之間的摩擦損耗，同時具有導向作用，防止兩個相鄰的板之間發生卡死現象。

上面所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，並非對本發明的範圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域相關技術人員對本發明的各種變形和改進，均應擴如本發明權利要求書所確定的保護範圍內。