CN104373778A - 一种用于安装输电塔架的大直径地脚螺栓 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于安装输电塔架的大直径地脚螺栓，用纤维增强复合材料制成，包括锚固埋置于混凝土地基中的下部和露出混凝土地基的上部，地脚螺栓下部的螺栓杆上设有肋条纹，地脚螺栓上部的螺栓杆上设有连接螺帽的螺纹。本发明的地脚螺栓采用纤维增强复合材料（FRP）的螺栓替代金属制品，同时设计合理的肋条纹形式解决复杂环境中结构因腐蚀而导致耐久性不足的问题，锚固握裹力高。
Description
技术领域
本发明涉及土建交通、电力等基础设施建设用材料技术领域，具体说是一种用于安装输电塔架的大直径地脚螺栓。
背景技术
目前地脚螺栓作为基础结构与上部结构、设备连接的重要工具，目前常用的地脚螺栓多采用钢材制作，且由于输电塔架多处于野外等较为复杂的环境中，存在混凝土中钢筋锈蚀、螺栓上部锚固强度及锚固可靠度不足、耐久性较低等情况。因为地脚螺栓埋在基础中，上述情况发生在内部，人们用肉眼难以看到起内部的锚固锈蚀的情况，因此地脚螺栓的腐蚀及锚固强度不足的情况往往没有引起人们的重视。然而地脚螺栓通常埋置在混凝土构件中，承受着介质以及环境的双重作用，其情况不容乐观。如人们熟悉的大亚湾核电站核岛容器的地脚螺栓，其腐蚀情况螺栓外表面受腐蚀情况较为严重，部分螺栓已失去金属光泽，并会发生大块剥落现象。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术中的不足，提供一种简单、高效的用于安装输电塔架的大直径地脚螺栓。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于安装输电塔架的大直径地脚螺栓，用纤维增强复合材料（FRP）通过拉挤成型生产工艺制成，包括锚固埋置于混凝土地基中的下部和露出混凝土地基的上部，地脚螺栓下部的螺栓杆上设有肋条纹，地脚螺栓上部的螺栓杆上设有连接螺帽的螺纹。地脚螺栓下部采用拉挤缠绕成型工艺，地脚螺栓下部采用短纤维挤压成型工艺制作，与钢材相比，纤维复合材料具有轻质、高强、耐高温、耐久性好、便捷施工等一系列优点，在工程领域FRP材料得到了越来越多的关注。传统的钢材制作的地脚螺栓在复杂环境中易出现锈蚀、锚固可靠度不足、地脚螺栓锈蚀后应力损失使结构可靠性降低等。纤维增强复合材料地脚螺栓具有较高的锚固性能且耐久性较好，因此，在当下输电线线路处于野外、地脚螺栓面临更加复杂的环境的情况下，输电塔塔架与基础连接时采用高握裹力大直径纤维增强复合材料地脚螺栓是很有必要的。
进一步地设计方案中，地脚螺栓的直径为40-100mm，地脚螺栓下部的螺栓杆的长度大于地脚螺栓的直径的25倍，肋条纹的肋条高度与间距的比值为0.06-0.08。针对不同的直径和设计承载力的要求，设计合理的肋条纹间距、肋条纹深度及螺帽的长度，使地脚螺栓满足塔架结构对抗拔承载力和抗剪承载力的要求。通过对直径为18mm、20mm及22mm的地脚螺栓杆的抗拔承载力试验可得，其可抗拔承载力分别大于5t、6t、7t，证明纤维增强复合材料制成的螺栓具有较高的抗拔承载力，满足结构对承载力的要求。由于采用拉挤缠绕成型工艺，上述参数在螺栓杆的设计加工是较为容易的，使地脚螺栓简约材料满足经济性的同时，满足塔架结构对抗拔承载力和抗剪承载力的要求。
进一步地设计方案中，本发明的地脚螺栓还包括螺纹连接于地脚螺栓下部的螺栓杆底端的增强套。螺栓杆与混凝土可靠地粘结锚固决定地脚螺栓锚固力的传递，分析表明带螺纹的螺栓杆与混凝土具有较好的协同作用。根据二者协同作用关系设计合理的锚固长度，同时，还可采用以螺纹连接方式在地脚螺栓下部的螺栓杆底端增加增强套，便于施工且能提高可靠度，提高螺栓杆在结构中的锚固性能；特别是在地脚螺栓下部锚固长度不足时在混凝土中螺栓杆锚固端部设计合理的增强套，提高螺栓杆在结构中的锚固性能。
进一步地设计方案中，还包括钢管式法兰、垫板和螺帽，安装输电塔架时，通过依次套装于地脚螺栓上部的螺栓杆上的钢管式法兰、垫板和螺帽，将输电塔架固定在混凝土地基上。设计合理的螺栓形式解决复杂环境中结构因腐蚀而导致耐久性不足的问题，法兰上部的螺栓采用双螺帽紧固形式，提高了锚固强度，减小了地脚螺栓的变形和应力损失，保证了结构连接的有效性和可靠性。提高地脚螺栓的握裹力。采用技术成熟的螺栓法兰连接形式，
纤维增强复合材料中的纤维选自碳纤维或玄武岩纤维或玻璃纤维或芳纶纤维。
使用本发明的地脚螺栓安装输电塔塔架，需要在浇筑输电塔塔架基础混凝土前，预先在设计位置安置一定长度的地脚螺栓，埋置长度可根据设计承载力和二者协同作用关系计算；如果由于特殊情况地脚螺栓杆的埋置长度达不到设计长度时，可在螺栓杆锚固端部设计合理的增强套，提高螺栓杆在混凝土结构中的锚固性能。在输电塔基础部分的混凝土达到养护时间后，安装上部结构。按照工艺流程进行安装，先立塔后进行地脚螺栓的安装，法兰上部的螺栓采用双螺帽形式，提高了地脚螺栓的握裹力，安装过程中，通过控制地脚螺栓螺帽施加的扭矩确保地脚螺栓安装到位，确保输电塔塔架的安全性。
本发明具有以下突出的有益效果：
本发明的地脚螺栓采用纤维增强复合材料（FRP）的螺栓替代金属制品，同时设计合理的肋条纹形式解决复杂环境中结构因腐蚀而导致耐久性不足的问题，锚固握裹力高；由于纤维增强复合材料具有轻质的特点，螺栓法兰连接结构较为简单，便于施工和质量控制。
附图说明
图1是本发明的用于安装输电塔架的大直径地脚螺栓结构示意图；
图2为地脚螺栓下部上的肋条纹结构示意图；
图3是本发明的用于安装输电塔架的大直径地脚螺栓安装使用示意图；
图中，1-地脚螺栓下部，2-地脚螺栓上部，3-肋条纹，4-增强套，5-钢管式法兰，6-垫板，7-螺帽，8-混凝土地基。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明:
实施例1
参见图1-图3，本发明的用于安装输电塔架的大直径地脚螺栓，用玄武岩纤维增强复合材料制成，包括锚固埋置于混凝土地基8中的下部1和露出混凝土地基8的上部2，地脚螺栓下部1的螺栓杆上设有肋条纹3，地脚螺栓上部2的螺栓杆上设有连接螺帽7的螺纹。地脚螺栓的直径D为40mm，地脚螺栓下部1的螺栓杆的长度L为1.1m，地脚螺栓下部1的螺栓杆上的肋条纹3的间距l为20mm，肋条高度h为1.6mm；在地脚螺栓下部1的螺栓杆底端还螺纹连接有50mm长的增强套4；使用该地脚螺栓安装输电塔架时，在浇筑输电塔塔架基础混凝土前，预先在设计位置将地脚螺栓下部1安置于基础混凝土中，在输电塔基础部分的混凝土达到养护时间后，放置好输电塔塔架，然后依次将钢管式法兰5、垫板6和双螺帽7套装于地脚螺栓上部2，拧紧双螺帽7，将输电塔架固定在混凝土地基8上。
实施例2
参见图1-图2，本发明的用于安装输电塔架的大直径地脚螺栓，用芳纶纤维增强复合材料制成，包括锚固埋置于混凝土地基8中的下部1和露出混凝土地基8的上部2，地脚螺栓下部1的螺栓杆上设有肋条纹3，地脚螺栓上部2的螺栓杆上设有连接螺帽7的螺纹。地脚螺栓的直径D为100mm，地脚螺栓下部1的螺栓杆的长度L为2.5m，地脚螺栓下部1的螺栓杆上的肋条纹3的间距l为36mm，肋条高度h为2.2mm；使用该地脚螺栓安装输电塔架时，在浇筑输电塔塔架基础混凝土前，预先在设计位置将地脚螺栓下部1安置于基础混凝土中，在输电塔基础部分的混凝土达到养护时间后，放置好输电塔塔架，然后依次将钢管式法兰5、垫板6和双螺帽7套装于地脚螺栓上部2，拧紧双螺帽7，将输电塔架固定在混凝土地基8上。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种用于安装输电塔架的大直径地脚螺栓，其特征在于，该地脚螺栓用纤维增强复合材料制成，包括锚固埋置于混凝土地基中的下部和露出混凝土地基的上部，所述地脚螺栓下部的螺栓杆上设有肋条纹，所述地脚螺栓上部的螺栓杆上设有连接螺帽的螺纹。
2.根据权利要求1所述的用于安装输电塔架的大直径地脚螺栓，其特征在于，所述地脚螺栓的直径为40-100mm，所述地脚螺栓下部的螺栓杆的长度大于所述地脚螺栓的直径的25倍，所述肋条纹的肋条高度与间距的比值为0.06-0.08。
3.根据权利要求1所述的用于安装输电塔架的大直径地脚螺栓，其特征在于，还包括螺纹连接于所述地脚螺栓下部的螺栓杆底端的增强套。
4.根据权利要求1所述的用于安装输电塔架的大直径地脚螺栓，其特征在于，还包括钢管式法兰、垫板和螺帽，安装输电塔架时，通过依次套装于所述地脚螺栓上部的螺栓杆上的钢管式法兰、垫板和螺帽，将输电塔架固定在混凝土地基上。
5.根据权利要求1所述的用于安装输电塔架的大直径地脚螺栓，其特征在于，所述螺帽采用双螺帽紧固。
6.根据权利要求1或2或3所述的用于安装输电塔架的大直径地脚螺栓，其特征在于，所述纤维增强复合材料中的纤维选自碳纤维或玄武岩纤维或玻璃纤维或芳纶纤维。
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Cited By (2)
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| CN105887908A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-08-24 | 南京锋晖复合材料有限公司 | 新型预制轻型frp快铆基础 |
| CN110107778A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-08-09 | 钟明 | 一种地脚装置及其使用方法 |
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