CN103255946B - 一种输电线路钢管塔用十字型插板 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种输电线路钢管塔用十字型插板，属于输电线路钢管塔中的插板连接构造领域，解决了连接件在十字型对接间隙处刚度相对较弱的问题，使得连接件的整体受力协调性提高。十字型插板包括成十字型布置成节点板接头的节点板和成十字型布置成插板接头的插板，节点板接头和插板接头通过连接件采用紧固件连接在一起，连接件为卷边板，卷边板关于十字型插板中心对称分布。采用卷边板的十字型插板，由于卷边增大了平面外的刚度，卷边组合抗侧弯能力加强；偏心受压承载力相对条形板连接形式提高44.51％；钢管塔间结构受力协调性更好，结构稳定性增强；该连接型式可用于连接钢管塔中的主、斜材、交叉斜材等连接部位，加工较简单，易安装，使用成本低。

Description

一种输电线路钢管塔用十字型插板

技术领域

本发明属于输电线路钢管塔中的插板连接构造领域，具体讲涉及一种输电线路钢管塔用十字型插板。

背景技术

输电线路钢管塔常用的十字型插板连接型式的连接件是8个条形板，如图1-6所示。图1中包括两个成十字形布置的连接钢管的节点板3和4，两个成十字形布置的十字形插板接头的插板5和6，插板5和6、节点板3和4通过条形板采用螺栓连接在一起。

十字型插板与钢管连接的连接件是十字型插板节点承载的薄弱部位，连接件受到压弯的作用较易发生屈曲，十字型插板连接的8个条形板在对接接口处较易发生弯曲破坏，其原因主要是十字型插板对接间隙处刚度相对较弱、并且连接板组合的整体受力协调性较差。

发明内容

本发明目的在于提供一种输电线路钢管塔的连接件，解决了连接件在十字型对接间隙处刚度相对较弱的问题，使得连接件的整体受力协调性提高。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：

一种输电线路钢管塔用十字型插板，所述十字型插板包括用于连接钢管的节点板，与所述节点板对接的插板；所述节点板成十字型连接组成十字型节点板，所述插板成十字型连接组成十字型插板，其改进之处在于所述十字型节点板和十字型插板通过连接件对接连接，所述连接件为两板面相互垂直设置的L型卷边板，所述卷边板关于十字型节点板或十字型插板中心对称布置。

其中：所述L型卷边板的长边板面采用紧固件与所述十字型节点板和十字型插板连接。

其中：所述紧固件为螺栓。

其中：L型卷边板的长边长度与短边长度之比为2-3∶1。

其中：所述卷边板的数量为8个。

其中：所述节点板采用焊接方式组成十字型节点板，所述插板采用焊接方式组成十字型插板。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

1)抗侧弯能力加强

十字型插板连接节点的整体承载力主要受连接件的型式和刚度的影响，相对采用8个条形板连接的十字型插板连接节点，采用8个卷边板连接时，由于卷边增大了平面外的刚度，卷边组合抗侧弯能力加强；从试验研究结果看卷边板截面积较8个条形板(材质Q345)的截面积增加了14.0％，但连接节点的偏心受压承载力却提高了44.51％；

2)承载力提高

由于本发明的连接件抗侧弯能力加强，所以连接件的承载能力相对提高；

3)稳定性增强

十字型插板的连接件采用卷边板，提高了连接件的承载能力，且由于卷边使得钢管间结构受力协调性更好，所以钢管的稳定性增强，卷边插板不易发生失稳；

4)连接件的经济性能优越

该连接型式可用于连接钢管塔中的主、斜材、交叉斜材等连接部位，加工较简单，易安装，使用成本低。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是8个条形板连接的十字型插板结构示意图；

图2是8个条形板连接的十字型插板局部放大图；

图3是8个条形板连接的十字型插板A-A截面示意图；

图4是8个条形板连接的十字型插板B-B截面示意图；

图5是8个条形板连接的十字型插板C-C截面示意图；

图6是8个条形板连接的十字型插板D-D截面示意图；

图7是8个卷边板连接的十字型插板结构示意图；

图8是8个卷边板连接的十字型插板局部放大图；

图9是8个卷边板连接的十字型插板A-A截面示意图；

图10是8个卷边板连接的十字型插板B-B截面示意图；

图11是8个卷边板连接的十字型插板C-C截面示意图；

图12是8个卷边板连接的十字型插板D-D截面示意图；

图13是试验样本的直板连接件规格主视图；

图14是试验样本的直板连接件规格右视图；

图15是试验样本的直板卷边连接件规格主视图；

图16是试验样本的直板卷边连接件规格右视图；

图17是试验样本的角钢连接件规格主视图；

图18是试验样本的角钢连接件规格右视图；

图19是试验样本的弯折板连接件规格主视图；

图20是试验样本的弯折板连接件规格右视图；

图21是试验样本的加厚直板连接件规格主视图；

图22是试验样本的加厚直板连接件规格右视图；

图23是试样试验时整体结构示意图；

附图标记：

1-连接钢管，2-连接钢管，3-连接钢管的节点板，4-连接钢管的节点板，5-十字型插板接头的插板，6-十字型插板接头的插板，7-卷边板，8-螺栓，9-条形板。

具体实施方式

下面结合实例对本发明进行详细的说明。

本发明涉及一种用于输电线路杆塔的十字型插板，插板的连接件为8个卷边板，如图7-12所示，采用卷边板的连接型式可以提高十字形插板节点的刚度和整体协调性，从而改善节点的受力。

钢管1连接于钢管2时可采取以下步骤，节点板3和节点板4成十字形焊于钢管2形成节点板接头，插板5和插板6成十字形焊于钢管1形成插板接头，节点板接头和插板接头通过卷边板7采用螺栓8连接。如图7所示，十字型插板包含了8块卷边板7。

十字型插板连接节点的整体承载力主要受连接件的型式和刚度的影响。相对采用8个条形板9连接的十字型插板连接节点，采用8个卷边板连接时，由于卷边增大了平面外的刚度，卷边组合抗侧弯能力加强；结构受力协调性更好、稳定性更强，试验表明卷边插板不易发生失稳。

本发明采用8个卷边板的十字型插板连接，从试验研究结果看卷边板截面积较8个条形板9(材质Q345)的截面积增加了14.0％，但连接节点的偏心受压承载力却提高了44.51％，十字型插板承载力更强、经济性更优越。

本发明为了综合考虑各种形式的面积增加和十字型插板承载力提高之间的对应关系，特对五种不同形式的试样进行承载能力测试。

试验的材料的材质为Q345，试验样本如表1所示。各试验样本的规格如图13-22所示。本试验主要研究对象为连接板，因此主管选用管壁较厚的钢管以不致先于连接板破坏，规格为试验机采用长春材料试验机厂的NYL-500型试验机，最大试验能力5000kN。

表1试验样本统计表

考虑连接板和插板孔壁承压相对较弱，对插板直接施压，将导致板孔壁承压破坏，而导致不同形式的承载力无法比较；考虑实际工程中节点破坏原因主要是杆件插板受次弯矩，连接板面外刚度不足失稳所致，为此加载方式采用偏心加载，偏心距e＝D/8，试件整体结构示意图如图23所示。

表2列出了5种试样的连接方式节点承载力，表中A₀为Q345-8构件的连接板总截面积。表中结果显示，角钢连接板和弯折板连接板形式十字型插板的连接板截面积分别提高7.75％和7.5％，十字型插板承载力分别提高43.05％和39.86％。直板卷边连接板形式的连接板截面积提高14％，十字型插板承载力提高44.51％。采用角钢连接件和弯折板连接件的十字型插板承载力优势明显，十字型插板节点承载力提高幅度远高于截面积提高幅度。采用直板卷边连接件的十字型插板承载力相对明显。

表2试样承载力

十字型插板整体承载力受连接件各构式组合截面的惯性矩大小的影响不大，而与承受弯矩的连接件(如试件Y方向上的连接件)的面外惯性矩影响较大，因为这几种十字型插板单个连接件的面外惯性矩中，角钢和弯折板的最强，直板卷边的较强，加厚直板的较弱，不加厚直板的最弱；而连接件各构式组合截面惯性矩中，角钢和弯折板不是最强的，直板卷边和直板的较强。

本次试验因连接件宽度受局部空间约束而没对连接板加宽，考虑上述试验结果分析原因，连接板加宽对其受弯的面外惯性矩提高不大，相应其插板的承载力提高幅度也不大。虽通过加宽条板连接十字插板可以提高其承载力，但与加宽连接板的十字插板相比是不经济的。

角钢、弯折板新型形式承载力高，但安装难度加大，对构件加工质量要求高，因此从综合角度考虑，工程中加强十字插板节点承载力的措施首选为直板卷边条形连接十字型插板。

此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。

Claims (3)

1.一种输电线路钢管塔用十字型插板，所述十字型插板包括用于连接钢管的节点板（3、4），与所述节点板（3、4）对接的插板（5、6）；所述节点板（3、4）成十字型连接组成十字型节点板，所述插板（5、6）成十字型连接组成十字型插板，其特征在于所述十字型节点板和十字型插板通过连接件对接连接，所述连接件为两板面相互垂直设置的L型卷边板（7），所述卷边板（7）关于十字型节点板或十字型插板中心对称布置；所述L型卷边板（7）的长边板面采用紧固件与所述十字型节点板和十字型插板连接；所述紧固件为螺栓（8）；所述节点板（3、4）采用焊接方式组成十字型节点板，所述插板（5、6）采用焊接方式组成十字型插板。

2.如权利要求1所述的一种输电线路钢管塔用十字型插板，其特征在于L型卷边板（7）的长边长度与短边长度之比为2-3:1。

3. 如权利要求1所述的一种输电线路钢管塔用十字型插板，其特征在于所述卷边板（7）的数量为8个。