CN102465622B - 由多层杆件套装的杆塔 - Google Patents

Abstract

一种由多层杆件套装的杆塔，包括N根柱面主杆和M组套管组，每组所述套管组各自包括至少一根管状的套管；所述各主杆首尾对接成一根直立的长主杆，所述第1组套管组的各根套管的内壁贴着所述主杆的外壁固定套在所述长主杆外，并且所述第1组套管组的任意一根套管罩有至少一处两对接主杆的对接部位；类似地，外层套管组的各套管的内壁贴着内层套管组的套管的外壁固定套在该内层长套管外；因此所述一根直立的长主杆外共套有M层各自由多段套管对接而成的长套管。所述各层长套管层叠套装在所述长主杆外，有效的分散了在对接部位的应力，使所述杆塔既满足挠度指标，又能令杆件对接部位的应力降低到对杆塔无危害的程度。

Description

由多层杆件套装的杆塔

技术领域

本发明涉及由多段杆件组装而成的直立杆塔，特别是涉及将多段杆件组装成适用于承载设备和构建输配电网的杆塔。

背景技术

为了在户外一定高度上承载专用设备，现有技术使用杆塔作为所述专用设备的承载工具，例如安装有无线基站或者无线中继设备的无线通信基站塔，用于支撑大型广告牌、大型宣传牌和道路标识牌的杆塔；另外，构建输配电网也需要用杆塔承载输电线。所述杆塔通常是单杆结构，由于杆塔较长，给运输带来麻烦，而且在安装过程中还需要大型机械配合吊装；特别是在一些山区和环境恶劣地区，所述单杆结构杆塔的运输更加不便，由于大型机械很难到达现场，或者难于在现场展开，竖立所述杆塔十分困难，令所述杆塔的装运成本很高。为解决此问题，现有技术已经有了由多段杆件在现场构建而成的杆塔，为了便于运输和安装。但是，现有技术由多段杆件构建成的杆塔还存在以下的缺陷和不足之处：

所述杆塔不仅承受所述专用设备的重力，还承受来自自然环境中的风雨对所述杆塔造成的侧向推力；对于所述由多段杆件构建成的杆塔，所述侧向推力会在对接杆件之间的连接部位造成应力集中，而且这种在对接杆件之间存在的应力不可能被完全消除。现有技术设计了多种设置在所述杆件两端的连接器方案，以期令所述杆塔在满足挠度指标的情况下能够克服所述杆件之间的应力；但是，要么是所述连接器的结构较为复杂不适于应用，要么就是所述连接器无法克服所述应力集中，不能达到预期的技术指标。特别是，当所述对接两根杆件不是同种材料制成时，例如，用挤塑、拉拔或者湿敷缠绕等工艺制成的纤维增强塑料杆件与金属材料杆件连接时，很难令所述杆塔既满足挠度指标，又能克服该两种杆件之间连接部位的应力集中问题。

因此，需要一种既能够满足挠度指标，又能克服杆件之间连接部位应力集中问题的由多段杆件构建成的杆塔。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出一种由多层杆件套装的杆塔，既满足杆塔的挠度指标，又能克服杆件之间连接部位的应力集中问题。

本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：

设计制造一种由多层杆件套装的杆塔，包括N根柱面主杆，N≥2；尤其是，还包括M组套管组，每组所述套管组各自包括至少一根管状的套管；所述各主杆首尾对接成一根直立的长主杆，第m组套管组的各套管首尾对接成一根第m层长套管，其中m＝1，2，...，M；第1组套管组的各套管的内壁贴着所述主杆的外壁固定套在所述长主杆外，并且所述第1组套管组的任意一根套管都罩有至少一处两对接主杆的对接部位；类似地，第m组套管组的各套管的内壁贴着第m-1组套管组的套管的外壁固定套在所述第m-1层长套管外，并且第m组套管组的任意一根套管都罩有至少一处所述第m-1组套管组的两对接套管的对接部位；因此所述一根直立的长主杆外共套有M层各自由多段套管对接而成的长套管。

具体而言，所述主杆的柱面是截头圆锥柱面，对于任何对接的两主杆，设置在上方的主杆底部外径与设置在下方的主杆顶部外径相同。

对于所述主杆的外壁是截头圆锥柱面的情况，一种套管组的方案是所述M组套管组的所有套管都是等壁厚的截头圆锥管；另一种套管组的方案是所述M组套管组的所有套管都是不等壁厚的截头圆锥管；再有一种套管组的方案是所述第1组套管组至第M-1组套管组的各套管外壁都是截头圆锥柱面，所述第1组套管组至第M-1组套管组的套管内壁也是截头圆锥柱面；所述第M组套管组的各套管外壁是圆柱面，该第M组套管组的各套管内壁是截头圆锥柱面；还有一种套管组的方案是在所述M组套管组中，第2×a-1组套管组的各套管外壁是圆柱面，该第2×a-1组套管组的各套管内壁是截头圆锥柱面；第2×a组套管组的各套管外壁是截头圆锥柱面，该第2×a组套管组的各套管内壁是圆柱面，其中a＝1，2，...，(M+1)/2。

另外，所述各主杆的外壁都是圆柱面，而且各主杆的外径相同。

那么，对于所述主杆的外壁都是圆柱面的情况，一种套管组的方案是所述M组套管组的所有套管的外壁都是圆柱面，各套管的内壁也是圆柱面；另一种套管组的方案是，所述M组套管组的所有套管都是不等壁厚的圆柱管。再有一种套管组的方案是，在所述M组套管组中，第2×b-1组套管组的各套管的外壁是截头圆锥柱面，该第2×b-1组套管组的各套管的内壁是圆柱面；第2×b组套管组的各套管的外壁是圆柱面，该第2×b组套管组的各套管的内壁是截头圆锥柱面，其中a＝1，2，...，M/2。

为了获得更好的固装效果，所述各主杆的外壁，各主杆之间的对接部位，各套管的内壁和外壁，各套管之间的对接部位都涂敷有胶粘剂。

同现有技术相比较，本发明“由多层杆件套装的杆塔”的技术效果在于：

所述第1层长套管包裹所述长主杆，并且令任何两对接主杆的对接部位被裹在相应的套管内，在第1层长套管和长主杆的共同作用下，令所述杆塔达到一定的挠度指标，并且将对杆塔的侧向推力在相邻主杆之间产生的应力分散到第1层长套管的各对接套管之间的对接部位；每增加一层长套管，就将所述杆塔的挠度指标提升一个档次，并进一步分散对杆塔的侧向推力在对接套管之间的应力。根据应用场合和挠度指标，就可以确定所述长套管的层数，使所述杆塔既满足挠度指标，又能令所述长主杆的相邻主杆之间，以及所述长套管各自的相邻套管之间的对接部位的应力降低到对杆塔无危害的程度。

附图说明

图1是本发明“由多层杆件套装的杆塔”第一实施例的正投影主视剖面示意图，其中各层长套管被剖开；

图2是本发明第二实施例的正投影主视剖面示意图，其中各层长套管被剖开；

图3是本发明第三实施例的正投影主视剖面示意图，其中各层长套管被剖开；

图4是本发明第四实施例的正投影主视半面剖视示意图；

图5是本发明第五实施例的正投影主视半面剖视示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例作进一步详述。

本发明提出一种由多层杆件套装的杆塔，如图1至图5所示，包括N根柱面主杆，N≥2。所述柱面主杆包括实心杆和中空的管状杆。所述杆塔还包括M组套管组，每组所述套管组各自包括至少一根管状的套管。所述各主杆首尾对接成一根直立的长主杆，第m组套管组的各套管首尾对接成一根第m层长套管，其中m＝1，2，...，M。第1组套管组的备根套管内壁贴着所述主杆外壁固定套在所述长主杆外，并且所述第1组套管组的任意一根套管都罩有至少一处两对接主杆的对接部位。类似地，所述第m组套管组的各套管的内壁贴着第m-1组套管组的套管外壁固定套在所述第m-1层长套管外，并且第m组套管组的任意一根套管都罩有至少一处所述第m-1组套管组的两对接套管的对接部位；因此所述一根直立的长主杆外共套有M层各自由多段套管对接而成的长套管。

所述第1层长套管包裹所述长主杆，并且令对接的两主杆的对接部位被裹在相应的套管内，在第1层长套管和长主杆的共同作用下，令所述杆塔达到一定的挠度指标，并且将对杆塔的侧向推力在相邻主杆之间产生的应力分散到第1层长套管的各对接套管之间的对接部位；那么，每增加一层长套管，就将所述杆塔的挠度指标提升一个档次，并进一步分散对杆塔的侧向推力在相邻套管之间的应力。理论上，所述套管组的数量没有限制。在实施安装时，根据应用场合和挠度指标，就可以确定所述长套管的层数，使所述杆塔既满足挠度指标，又能令所述长主杆的相邻主杆之间，以及所述长套管各自的对接套管之间的对接部位的应力降低到对杆塔无危害的程度，解决了现有技术由多段杆件构成的杆塔遇到的问题。

为了获得更好的固装效果，所述各主杆的外壁，各主杆之间的对接部位，各套管的内壁和外壁，各套管之间的对接部位都涂敷有胶粘剂。

本发明通过以下各实施例，具体说明上述技术方案。

本发明第一至第三实施例，如图1至图3所示，所述杆塔包括六根主杆111～116，该六根主杆111～116首尾对接成一根直立的长主杆110。所述主杆111～116的外壁是截头圆锥柱面，对于任何对接的两主杆，设置在上方的主杆的底部外径与设置在下方的主杆的顶部外径相同。

本发明第一实施例，如图1所示，所述杆塔包括4组套管组，所述套管组各自的套管首尾对接形成第1层长套管210、第2层长套管220、第3层长套管230和第4层长套管240。所述4组套管组的所有套管都是等壁厚的截头圆锥管。所述第1层长套管210包括五根套管211～215，各根套管211～215的内壁贴着所述各主杆111～116的外壁而固定套在所述长主杆110外，并且所述第1组套管组的任意一根套管罩有一处相邻两主杆的对接部位，即套管211罩有主杆111与主杆112的对接部位，套管212罩有主杆112与主杆113的对接部位，套管213罩有主杆113与主杆114的对接部位，套管214罩有主杆114与主杆115的对接部位，套管215罩有主杆115与主杆116的对接部位。所述第2层长套管220包括四根套管221～224，各根套管221～224的内壁贴着所述第1层长套管210各根套管211～215的外壁固定套在所述第1层长套管210外，并且所述第2组套管组的任意一根套管罩有所述第2套管组内一处两对接套管之间的对接部位，即套管221罩有套管211与套管212的对接部位，套管222罩有套管212与套管213的对接部位，套管223罩有套杆213与套杆214的对接部位，套管224罩有主杆214与主杆215的对接部位。所述第3层长套管230包括三根套管231～233，各根套管231～233的内壁紧贴所述第2层长套管220各根套管221～224的外壁固定套在所述第2层长套管220外，并且所述第3组套管组的任意一根套管罩有所述第2套管组内一处两对接套管之间的对接部位，即套管231罩有套管221与套管222的对接部位，套管232罩有套管222与套管223的对接部位，套管233罩有套杆223与套杆224的对接部位。所述第4层长套管240包括两根套管241、242，各根套管241、242的内壁紧贴所述第3层长套管230各根套管231～233的外壁固定套在所述第3层长套管230外，并且所述第4组套管组的任意一根套管罩有所述第3套管组内一处两对接套管之间的对接部位，即套管241罩有套管231与套管232的对接部位，套管242罩有套管232与套管233的对接部位。

容易想到，所述M组套管组的所有套管可以采用都是不等壁厚的截头圆锥管，即所述套管的内外壁的锥度不同的情况。

本发明第二实施例，如图2所示，所述杆塔仍然包括4组套管组，所述套管组各自的套管首尾对接形成第1层长套管310、第2层长套管320、第3层长套管330和第4层长套管340。与本发明第一实施例相同的是，所述第1层长套管310至第3层长套管330，即在M组套管组中，第1组套管组至第M-1组套管组，各套管的外壁都是截头圆锥柱面，同时，各套管的内壁也是截头圆锥柱面。所述第1层长套管310包括五根套管311～315，各根套管311～315的内壁紧贴所述各主杆111～116的外壁固定套在所述长主杆110外，并且所述第1组套管组的任意一根套管罩有一处两对接主杆的对接部位，即套管311罩有主杆111与主杆112的对接部位，套管312罩有主杆112与主杆113的对接部位，套管313罩有主杆113与主杆114的对接部位，套管314罩有主杆114与主杆115的对接部位，套管315罩有主杆115与主杆116的对接部位。所述第2层长套管320包括四根套管321～324，各根套管321～324的内壁贴着所述第1层长套管310各根套管311～315的外壁固定套在所述第1层长套管310外，并且所述第2组套管组的任意一根套管罩有所述第1套管组内一处两对接套管之间的对接部位，即套管321罩有套管311与套管312的对接部位，套管322罩有套管312与套管313的对接部位，套管323罩有套杆313与套杆314的对接部位，套管324罩有主杆314与主杆315的对接部位。所述第3层长套管330包括三根套管331～333，各根套管331～333的内壁紧贴所述第2层长套管320各根套管321～324的外壁固定套在所述第2层长套管320外，并且所述第3组套管组的任意一根套管罩有所述第2套管组内一处相邻两套管之间的对接部位，即套管331罩有套管321与套管322的对接部位，套管332罩有套管322与套管323的对接部位，套管333罩有套杆323与套杆324的对接部位。与本发明第二实施例不同的是，所述第4层长套管340，即在M组套管组中，第M组套管组，各套管的外壁是圆柱面，同时，各套管的内壁是截头圆锥柱面。所述第4层长套管340包括两根套管341、342，各根套管341、342的内壁贴着所述第3层长套管330各根套管331～333的外壁固定套在所述第3层长套管330外，并且所述第4组套管组的任意一根套管罩有所述第3套管组内一处相邻两套管之间的对接部位，即套管341罩有套管331与套管332的对接部位，套管342罩有套管332与套管333的对接部位。本发明第二实施例的外层套管结构可以令整个杆塔从外观上与普通的杆塔相似。

本发明第三实施例，如图3所示，所述杆塔包括3组套管组，所述套管组各自的套管首尾对接形成第1层长套管410、第2层长套管420和第3层长套管430。本第三实施例中，在3层套管组中，构成奇数层长套管410、430的奇数层套管组，即在M组套管组中，第2×a-1组套管组，其中a＝1，2，...，(M+1)/2，各套管的外壁是圆柱面，同时各套管的内壁是截头圆锥柱面；而对于构成偶数层长套管420的偶数层套管组，即在M组套管组中，第2×a组套管组，各套管的外壁是截头圆锥柱面，同时各套管的内壁是圆柱面。所述第1层长套管410包括五根套管411～415，各根套管411～415的内壁紧贴所述各主杆111～116的外壁固定套在所述长主杆110外，并且所述第1组套管组的任意一根套管罩有一处相邻两主杆的对接部位，即套管411罩有主杆111与主杆112的对接部位，套管412罩有主杆112与主杆113的对接部位，套管413罩有主杆113与主杆114的对接部位，套管414罩有主杆114与主杆115的对接部位，套管415罩有主杆115与主杆116的对接部位。所述第2层长套管420包括四根套管421～424，各根套管421～424的内壁紧贴所述第1层长套管410的各套管411～415的外壁固定套在所述长套管410外，并且所述第2组套管组的任意一根套管罩有一处所述第1组套管组的相邻两套管的对接部位，即套管421罩有套管411与套管412的对接部位，套管422罩有套管412与套杆413的对接部位，套管423罩有套管413与套管414的对接部位，套管424罩有套管414与套管415的对接部位。所述第3层长套管430包括三根套管431～433，各根套管431～433的内壁紧贴所述第2层长套管420的各套管421～424的外壁固定套在所述长套管420外，并且所述第3组套管组的任意一根套管罩有一处所述第2组套管组的相邻两套管的对接部位，即套管431罩有套管421与套管422的对接部位，套管432罩有套管422与套杆423的对接部位，套管433罩有套管423与套管424的对接部位。本第三实施例的上述结构令外层套管对内层套管的包裹程度增强。上述结构采用奇数组套管组，令所述杆塔的外壁呈现直柱面，容易想到，当采用偶数组套管组，所述杆塔的外壁将呈现截头圆锥柱面。本发明第一、第二实施例采用的杆塔顶部取齐的结构，即从外观上看，不能看到被包裹的长主杆110；本第三实施例不同于前两个实施例，所述长主杆110的顶部主杆111伸出套管外，而且各内层长套管顶部伸出外层长套管顶部，该结构适用于承载电力线路以构成输配电网的输电杆塔，用于架设输电线的头部杆件可以直接连接在所述长主杆110的顶部主杆111上，以使所述杆塔承受的设备压力和侧向推力直接作用于被包裹增强的长主杆110上。

本发明第四和第五实施例，如图4至图5所示，所述杆塔包括五根主杆121～125，该五根主杆121～125首尾对接成一根直立的长主杆120。所述主杆121～125都是等壁厚圆柱管，而且各主杆的外径相同。

容易想到，所述M组套管组的所有套管都是不等壁厚的圆柱管，即套管的外壁柱面与内壁柱面不同的情况。

本发明第四实施例，如图4所示，所述杆塔包括2组套管组，所述套管组各自的套管首尾对接形成第1层长套管510和第2层长套管520。所述2组套管组，即M组套管组，所有套管的外壁都是圆柱面，各套管的内壁也是圆柱面。所述第1层长套管510包括四根套管511～514，各根套管511～514的内壁紧贴所述各主杆121～125的外壁固定套在所述长主杆120外，并且所述第1组套管组的任意一根套管罩有一处相邻两主杆的对接部位，即套管511罩有主杆121与主杆122的对接部位，套管512罩有主杆122与主杆123的对接部位，套管513罩有主杆123与主杆124的对接部位，套管514罩有主杆124与主杆125的对接部位。所述第2层长套管520包括三根套管521～523，各根套管521～523的内壁紧贴所述第1组套管组的各套管511～514的外壁固定套在所述第1层长套管510外，并且所述第2组套管组的任意一根套管罩有一处第1组套管组的相邻两主杆的对接部位，即套管521罩有套管511与套管512的对接部位，套管522罩有套管512与套管513的对接部位，套管523罩有套管513与套管514的对接部位。

本发明第五实施例，如图5所示，所述杆塔包括2组套管组，所述套管组各自的套管首尾对接形成第1层长套管610和第2层长套管620。奇数层长套管610，即在M组套管组中，第2×b-1组套管组，其中b＝1，2，...，M/2，各套管的外壁是截头圆锥柱面，同时各套管的内壁是圆柱面；偶数层长套管620，即在M组套管组中，第2×b组套管组，各套管的外壁是圆柱面，同时各套管的内壁是截头圆锥柱面。所述第1层长套管610包括四根套管611～614，各根套管611～614的内壁紧贴所述各主杆121～125的外壁固定套在所述长主杆120外，并且所述第1组套管组的任意一根套管罩有一处相邻两主杆的对接部位，即套管611罩有主杆121与主杆122的对接部位，套管612罩有主杆122与主杆123的对接部位，套管613罩有主杆123与主杆124的对接部位，套管614罩有主杆124与主杆125的对接部位。所述第2层长套管620包括三根套管621～623，各根套管621～623的内壁紧贴所述第1组套管组的各套管611～614的外壁固定套在所述第1层长套管610外，并且所述第2组套管组的任意一根套管罩有一处第1组套管组的相邻两主杆的对接部位，即套管621罩有套管611与套管612的对接部位，套管622罩有套管612与套管613的对接部位，套管623罩有套管613与套管614的对接部位。本第五实施例的上述结构令外层套管对内层套管的包裹程度增强。上述结构采用偶数组套管组，令所述杆塔的外壁呈现直柱面，容易想到，当采用奇数组套管组，所述杆塔的外壁将呈现截头圆锥柱面。

以上实施例都是套管内罩有一处相邻主杆之间对接部位，或者一处相邻套管之间的对接部位，容易想到，套管内罩有两处以上的上述对接部位同样可以达到本发明的技术效果。

从以上实施例可知，随着常套管的层数增加，需要被外层套管包裹的对接部位变少，相邻对接部位之间的距离逐层增加，从而令外层套管的长度增加。从便于运输的角度考虑，当外层套管的长度较长时，可以将外层套管进行分段，分段后的套管中至少有一根分段套管是实际用于包裹内层的对接部位的，而其它套管并不是实际用于包裹内层对接部位的。依此结构组成的套管组应当是本发明上述技术方案的变通方案，同样属于本发明上述技术方案的范围内。

Claims (11)

1.一种由多层杆件套装的杆塔，包括N根柱面主杆，N≥2；其特征在于：

还包括M组套管组，每组所述套管组各自包括至少一根管状的套管；

所述各主杆首尾对接成一根直立的长主杆，第m组套管组的各套管首尾对接成一根第m层长套管，其中m＝1，2，...，M；

第1组套管组的各套管内壁贴着所述主杆的外壁固定套在所述长主杆外，并且所述第1组套管组的任意一根套管都罩有至少一处相邻两主杆的对接部位；

类似地，第m组套管组的各套管内壁贴着第m-1组套管组的套管的外壁固定套在所述第m-1层长套管外，并且第m组套管组的任意一根套管都罩有至少一处所述第m-1组套管组的两相邻套管的对接部位；因此所述一根直立的长主杆外共套有M层各自由多段套管对接而成的长套管。

2.根据权利要求1所述的由多层杆件套装的杆塔，其特征在于：

所述主杆的外壁是截头圆锥柱面，对于任何对接的两主杆，设置在上方的主杆底部外径与设置在下方的主杆顶部外径相同。

3.根据权利要求2所述的由多层杆件套装的杆塔，其特征在于：

所述M组套管组的所有套管都是等壁厚的截头圆锥管。

4.根据权利要求2所述的由多层杆件套装的杆塔，其特征在于：

所述M组套管组的所有套管都是不等壁厚的截头圆锥管。

5.根据权利要求2所述的由多层杆件套装的杆塔，其特征在于：

所述第1组套管组至第M-1组套管组的各套管外壁都是截头圆锥柱面，所述第1组套管组至第M-1组套管组的套管内壁也是截头圆锥柱面；

所述第M组套管组的各套管外壁是圆柱面，该第M组套管组的各套管内壁是截头圆锥柱面。

6.根据权利要求2所述的由多层杆件套装的杆塔，其特征在于：

在所述M组套管组中，第2×a-1组套管组的各套管的外壁是圆柱面，该第2×a-1组套管组的各套管的内壁是截头圆锥柱面；第2×a组套管组的各套管的外壁是截头圆锥柱面，该第2×a组套管组的各套管的内壁是圆柱面，其中a＝1，2，...，(M+1)/2。

7.根据权利要求1所述的由多层杆件套装的杆塔，其特征在于：所述各主杆的外壁都是圆柱面，而且各主杆的外径相同。

8.根据权利要求7所述的由多层杆件套装的杆塔，其特征在于：

所述M组套管组的所有套管都是等壁厚的圆柱管。

9.根据权利要求7所述的由多层杆件套装的杆塔，其特征在于：

所述M组套管组的所有套管都是不等壁厚的圆柱管。

10.根据权利要求7所述的由多层杆件套装的杆塔，其特征在于：

在所述M组套管组中，第2×b-1组套管组的各套管外壁是截头圆锥柱面，该第2×b-1组套管组的各套管内壁是圆柱面；第2×b组套管组的各套管外壁是圆柱面，该第2×b组套管组的各套管内壁是截头圆锥柱面，其中b＝1，2，...，M/2。

11.根据权利要求1所述的由多层杆件套装的杆塔，其特征在于：

所述各主杆的外壁，各主杆之间的对接部位，各套管的内壁和外壁，各套管之间的对接部位都涂敷有胶粘剂。

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