一種電力鐵塔及其雙肢組合角鋼布置型式的製作方法
2023-06-14 17:51:01
一種電力鐵塔及其雙肢組合角鋼布置型式的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種新型的電力鐵塔雙肢組合角鋼布置型式以及採用該布置型式的電力鐵塔，包括十字綴板和位於所述十字綴板上相對設置的第一角鋼和第二角鋼，所述第一角鋼和所述第二角鋼相對於鐵塔中心軸線的位置相同，即兩個角鋼的開口方向均與所述鐵塔中心到十字綴板中心軸的垂直連線垂直，從而使得主材與斜材連接時，兩個角鋼均能夠直接與斜材相連，直接傳遞荷載，承載應力，進而緩解了現有技術中只有內角鋼直接承載應力，外角鋼通過十字綴板間接承載應力帶來的主材承載應力分布嚴重不均勻的現象，提高了鐵塔的整體性，在一定程度上也提高了電力鐵塔的荷載能力。
【專利說明】—種電力鐵塔及其雙肢組合角鋼布置型式
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及高壓鐵塔建築領域，更具體的說是涉及一種電力鐵塔及其雙肢組合角鋼布置型式。
【背景技術】
[0002]在常規輸電線路中，鐵塔的杆件採用角鋼進行設計非常普遍，角鋼在IlOkV?IOOOkV交流以及±400kV?±800kV交流輸電線路中得到極大的應用。電壓等級低、荷載小的鐵塔的主材通常採用單肢角鋼設計。當單肢角鋼無法滿足承載力要求時，會用雙肢組合角鋼布置方式代替單肢角鋼設計，以滿足電壓等級高、荷載大的鐵塔對更大承載力的要求。
[0003]如圖1所示，為現有技術中高壓鐵塔塔腿或塔身的主材雙肢組合角鋼截面型式圖，其中，所述鐵塔包括四個主材A，為了使多個所述主材A受力均勻，所述四個主材呈正方形排布，正方形中心為鐵塔中心軸線在地面上的投影，即圖1中的鐵塔中心O1，圖中方向C為在高壓鐵塔上設置的線路的走線方向。為了使該類構件能夠達到整體受力的效果，雙肢組合角鋼布置時，在兩角鋼之間設置十字綴板，然後將一個角鋼焊接或用螺釘固定到十字綴板朝向鐵塔中心軸的一側，另一個角鋼固定在十字綴板背離鐵塔中心軸的一側，為方便描述，將位於十字綴板朝向鐵塔中心軸的一側的角鋼定義為內角鋼，將位於十字綴板背離鐵塔中心軸的一側的角鋼定義為外角鋼，如圖2所示，為圖1中右下角主材A的放大圖，其中內角鋼11位於十字綴板13朝向鐵塔中心O1的一側，即內角鋼11的開口朝向鐵塔中心O1，外角鋼12與內角鋼11相對設置，位於十字綴板13背離鐵塔中心O1的一側，且其開口背離鐵塔中心0工。
[0004]但是在實際操作過程中，發明人發現，現有技術中這種雙肢組合角鋼的布置型式存在內外角鋼承受的應力分布嚴重不均勻的問題。
實用新型內容
[0005]有鑑於此，本實用新型提供一種新型的電力鐵塔雙肢組合角鋼的布置型式以及主材採用該雙肢組合角鋼布置型式的電力鐵塔，以解決現有技術中雙肢組合角鋼布置型式存在的內外兩角鋼應力分布嚴重不均勻問題。
[0006]為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案:
[0007]—種電力鐵塔的雙肢組合角鋼布置型式，所述鐵塔包括四個呈矩形排布的主材，所述電力鐵塔的中心軸線垂直所述矩形且穿過所述矩形的中心，每個所述主材包括十字綴板和與所述十字綴板固定連接的第一角鋼和第二角鋼，所述第一角鋼與所述第二角鋼相對設置，且所述第一角鋼與所述第二角鋼的開口方向均與所述矩形中心到所述十字綴板中心軸的垂直連線垂直。
[0008]優選地，所述第一角鋼與所述第二角鋼的規格完全相同。
[0009]優選地，所述第一角鋼為等邊角鋼。[0010]優選地，所述十字綴板與所述第一角鋼和第二角鋼固定連接的方式為螺栓連接。
[0011]優選地，所述主材為所述鐵塔的塔身主材和/或塔腿主材。
[0012]一種電力鐵塔，所述電力鐵塔的主材的布置型式為上面任意所述的雙肢組合角鋼布置型式。
[0013]經由上述的技術方案可知，本實用新型提供了一種新型的應用在電力鐵塔上的雙肢組合角鋼布置型式，包括十字綴板和位於所述十字綴板上相對設置的第一角鋼和第二角鋼，與現有技術不同的是，本實用新型中提供的兩個角鋼的開口方向不再是朝向鐵塔中心和背離鐵塔中心，而是相對於現有技術中的兩角鋼旋轉90°，即在本實用新型提供的新型的雙肢組合角鋼布置型式中，兩個角鋼的開口方向由原來朝向或背離鐵塔中心的方向轉變為與鐵塔中心到十字綴板中心軸線的垂直連線垂直的方向。
[0014]由於本實用新型提供的新型雙肢組合角鋼布置型式能夠使位於鐵塔正側面的斜材連接到同一主材的不同角鋼上，每個主材上的兩個角鋼上均可直接傳遞荷載，進而緩解了鐵塔主材整體應力分布不均勻的現象。進一步的，主材受力均勻後還可以在一定程度上提聞主材杆件的承載力。
[0015]本實用新型還提供了一種電力鐵塔，所述電力鐵塔的主材的布置型式為上面所述的雙肢組合角鋼布置型式，由於所述雙肢組合角鋼布置型式使得主材上兩個角鋼承受的應力相對均勻，從而提高了電力鐵塔的整體荷載能力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為現有技術中雙肢組合角鋼截面型式圖；
[0018]圖2為圖1中右下角主材A的放大示意圖；
[0019]圖3為本實用新型提供的一種主材的雙肢組合角鋼截面型式圖；
[0020]圖4為圖3中右下角主材B的放大示意圖。
【具體實施方式】
[0021]正如【背景技術】部分所述，現有技術中雙肢組合角鋼的布置型式存在內外角鋼承受應力不均勻現象較為嚴重的問題。
[0022]發明人發現，出現上述現象的原因是，電力鐵塔採用現有技術中雙肢組合角鋼布置型式作為鐵塔主材，將鐵塔正側面的斜材與所述鐵塔的主材連接時，正側面的斜材均連接在內角鋼上，造成內角鋼承受的應力較大，而外角鋼承受的應力是通過中間十字綴板傳遞過去的應力，該應力明顯與內角鋼承受的應力大小不相同，從而造成現有技術中鐵塔主材的整體承受應力嚴重不均勻的問題。而當隨著鐵塔荷載增加時，應力較大的部分首先進入屈服階段，從而使得雙肢組合角鋼無法充分發揮其承載能力，在一定程度上不利於電力鐵塔整體結構設計和安全運行。
[0023]基於此，發明人經過研究發現，提供一種電力鐵塔的雙肢組合角鋼布置型式，所述鐵塔包括四個呈矩形排布的主材，所述鐵塔的中心軸線垂直所述矩形的且過所述矩形的中心;
[0024]其中，每個所述主材包括十字綴板和與所述十字綴板固定連接的第一角鋼和第二角鋼，所述第一角鋼與所述第二角鋼相對設置，且所述第一角鋼與所述第二角鋼的開口方向均與所述矩形中心到所述十字綴板中心軸的垂直連線垂直。
[0025]由上述的技術方案可知，本實用新型提供的雙肢組合角鋼布置型式中每個主材均相對於現有技術中的主材旋轉90°，即兩個角鋼的開口方向不再朝向鐵塔中心或背離鐵塔中心，而是與所述矩形中心(也即鐵塔中心)和十字綴板中心軸的垂直連線相互垂直，從而在鐵塔的其他斜材與主材連接時，能夠均勻地與主材上的兩個角鋼均連接，進而使得主材上的兩個角鋼均直接傳遞荷載，承載斜材的帶來的應力，因此，減弱了鐵塔主材整體應力分布不均勻的現象。
[0026]以上是本申請的核心思想，下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0027]在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本實用新型，但是本實用新型還可以採用其他不同於在此描述的方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。
[0028]其次，本實用新型結合示意圖進行詳細描述，在詳述本實用新型實施例時，為便於說明，表示器件結構的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本實用新型保護的範圍。此外，在實際製作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0029]下面通過實施例具體描述本實用新型提供的新型的鐵塔雙肢組合角鋼布置型式。
[0030]本實用新型實施例公開的一種新型的雙肢組合角鋼布置型式，應用在電力鐵塔中，所述電力鐵塔包括四個呈矩形排布且位於矩形頂點的主材，如圖3所示，為本實用新型實施例提供的新型的雙肢組合角鋼布置型式的截面圖，四個主材B形成正方形，所述鐵塔的中心軸線垂直所述四個主材B形成的正方形的且過所述正方形的中心，即圖3中所示的鐵塔中心O2，每個所述主材包括十字綴板和與所述十字綴板固定連接的第一角鋼和第二角鋼，如圖4所示，為圖3中右下角主材B的放大示意圖，所述第一角鋼21與所述第二角鋼22相對設置，且所述第一角鋼21與所述第二角鋼22的開口方向均與鐵塔中心到所述十字綴板23中心軸的連線垂直。
[0031]其中，本實施例中所述電力鐵塔的所用杆件均優選為角鋼截面設計，需要說明的是，所述雙肢組合角鋼布置型式中兩個角鋼可以是相同規格的也可以是不同規格的角鋼，本實施例中優選的所述第一角鋼與所述第二角鋼為規格相同的角鋼，更為優選的，所述第一角鋼和所述第二角鋼均為等邊角鋼，即所述第一角鋼的兩個邊的寬度相等，另外，本實施例中所述角鋼的開口方向特指角鋼兩個肢邊所成直角的平分線方向。
[0032]所述十字綴板由一塊通長大板和與所述通長大板垂直設置的兩塊小板形成，且所述通長大板與兩塊小板之間均採用角焊縫固定連接。所述第一角鋼與所述第二角鋼可以通過螺栓連接到所述十字綴板的不同表面上，從而形成雙肢角鋼組合截面型式。[0033]本領域技術人員可以理解的，本實施例中提供的雙肢組合角鋼可以作為鐵塔的塔身主材也可以是塔腿主材,在實際操作過程中，無論鐵塔的塔身主材還是塔腿主材均需要固定連接鐵塔正面和側面的斜材。
[0034]而通過對塔身主材採用現有雙肢組合角鋼進行真型塔試驗，根據試驗數據得知，採用現有雙肢組合角鋼布置型式時，內角鋼和外角鋼上承載的應力分布有較大差異，分析其原因為:現有技術中的雙肢組合角鋼作為塔身主材時，由於外角鋼的開口背離所述鐵塔的中心，即塔身正面和側面的斜材只能連接在內角鋼上，而不能連接在外角鋼上，導致內角鋼上承載的應力較大，而外角鋼所受力為通過中間十字綴板傳遞的應力，因此，外角鋼承載的應力較小，也即內外角鋼承載的應力分布嚴重不均勻。
[0035]本實用新型提供的雙肢組合角鋼布置型式中，第一角鋼和第二角鋼相對設置，且第一角鋼與第二角鋼相對於鐵塔中心的位置相同，即第一角鋼和第二角鋼的開口均垂直於所述鐵塔中心到十字綴板中心軸的方向。由於所述第一角鋼與第二角鋼相對於鐵塔中心的位置相同，在固定塔身正面和側面的斜材時，可以將正面的斜材均固定到第一角鋼上，將側面的斜材均固定到第二角鋼上，從而使得第一角鋼和第二角鋼上固定連接的斜材數量相同，進而使得第一角鋼與第二角鋼上承載的應力基本相同。
[0036]發明人通過對塔身主材採用本實施例中提供的雙肢組合角鋼的鐵塔進行真型塔試驗，根據試驗數據得知，本實施例中提供的雙肢組合角鋼的兩個角鋼傳力路徑相似且簡潔，從而能夠有效降低每個主材整體應力分布不均勻的現象，由於主材上兩個角鋼承載的應力基本相同，不會存在現有技術中應力較大的部分先進入屈服階段，從而本實施例提供的雙肢組合角鋼布置型式，在一定程度上還可以提高主材的承載力。同時由於正側面斜材與對應主材之間直接連接，從而可以提高鐵塔的整體性。
[0037]需要說明的是，所述真型塔試驗為本領域技術人員公知的檢驗鐵塔的實際整體承載能力、整體變形情況、構件及節點的承載能力、整塔結構的實際傳力與設計計算的吻合性的試驗，本實施例中不再贅述其詳細原理。
[0038]本實用新型實施例中還提供了一種電力鐵塔，其塔身和/或塔腿的主材採用上面實施例中提供的雙肢組合角鋼布置型式形成，由於所述雙肢組合角鋼布置型式使得主材上兩個角鋼承受的應力相對均勻，從而提高了電力鐵塔的整體荷載能力。
[0039]本說明書中各個部分採用遞進的方式描述，每個部分重點說明的都是與其他部分的不同之處，各個部分之間相同相似部分互相參見即可。
[0040]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.一種電力鐵塔的雙肢組合角鋼布置型式，所述鐵塔包括四個呈矩形排布的主材，所述電力鐵塔的中心軸線垂直於所述矩形且穿過所述矩形的中心，其特徵在於，每個所述主材包括十字綴板和與所述十字綴板固定連接的第一角鋼和第二角鋼，所述第一角鋼與所述第二角鋼相對設置，且所述第一角鋼與所述第二角鋼的開口方向均與所述矩形中心到所述十字綴板中心軸的垂直連線垂直。
2.根據權利要求1所述的雙肢組合角鋼布置型式，其特徵在於，所述第一角鋼與所述第二角鋼的規格完全相同。
3.根據權利要求2所述的雙肢組合角鋼布置型式，其特徵在於，所述第一角鋼為等邊角鋼。
4.根據權利要求1所述的雙肢組合角鋼布置型式，其特徵在於，所述十字綴板與所述第一角鋼和第二角鋼固定連接的方式為螺栓連接。
5.根據權利要求1所述的雙肢組合角鋼布置型式，其特徵在於，所述主材為所述鐵塔的塔身主材和/或塔腿主材。
6.一種電力鐵塔，其特徵在於，所述電力鐵塔的主材的布置型式為權利要求1-5任意一項所述的雙肢組合角鋼布置型式。
【文檔編號】E04H12/08GK203613861SQ201320793388
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年11月22日 優先權日:2013年11月22日
【發明者】王虎長, 李喜來, 段松濤, 曾德森, 胡建民, 王學明, 沈巍巍, 呂寶華, 管順清, 許世宏, 文凡, 吳彤, 袁俊, 胡志義, 張媛, 肇鴻儒, 高培國, 張文心, 傅鵬程, 賢鵬, 王寶紅, 楊景勝, 柯嘉, 白強, 馮勇, 黎亮, 謝靜, 施菁華, 王玉雷, 姜毅 申請人:國家電網公司, 中國電力工程顧問集團公司, 電力規劃設計總院, 中國電力工程顧問集團西北電力設計院, 中國電力工程顧問集團東北電力設計院, 中國電力工程顧問集團華東電力設計院, 中國電力工程顧問集團中南電力設計院, 中國電力工程顧問集團西南電力設計院, 中國電力工程顧問集團華北電力設計院工程有限公司