CN107386763A - 含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点及其制作方法 - Google Patents

含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点及其制作方法。该相贯节点包括：法兰、主管和两根斜管；其中，各斜管由多段组成；其中一根斜管与主管呈锐角设置，另一根斜管与主管呈钝角设置，并且，两根斜管的首段均与主管相连接；首段与连接于首段的次段通过连接件相连接；斜管内设置有预应力钢丝；主管内设置有加劲件；各预应力钢丝的第一端均与加劲件相连接，第二端均与连接件相连接。本发明提供的含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点，通过设置的加劲件固定预应力钢丝承受斜管的拉力和弯矩，降低节点相贯线焊缝撕裂的风险，因此该相贯节点减小了斜管在受拉时作用在焊缝上的拉力和弯矩，降低了焊缝被拉裂的风险。

Description

含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点及其制作方法
技术领域
本发明涉及混凝土输电塔技术领域，具体而言，涉及一种含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点及其制作方法。
背景技术
随着输电塔的高度和载荷的增大，传统的纯钢管主材输电塔已经不能满足需要。从2008年起，钢管混凝土主管开始在跨江、跨海的大型输电塔中得到了广泛应用。因为这些大型输电塔的高度大多在200米以上，钢管混凝土主管的直径也大于800mm，斜管的直径基本上也会超过400mm，所以若主斜管连接的K节点采用插板连接的方式，会导致插板的尺寸太大，且插板上的螺栓过于密集，难以施工且自重较大。因此，钢管混凝土输电塔一般采用相贯焊K节点。
不同与纯钢管相贯焊K节点，钢管混凝土相贯焊K节点内部填充了混凝土，导致主管抗压局部屈曲能力大幅度提高。根据现有的理论研究和试验研究，钢管混凝土相贯焊K节点基本上不会发生主管抗压局部屈曲破坏。然而，由于钢管混凝土相贯焊K节点的斜管壁厚较大，且主斜管之间的相贯线施焊条件复杂，焊接质量不易保证。因此，斜管的拉力作用下，节点的焊缝容易发生撕裂。若在主斜管连接部位设置加劲肋，不仅加工困难且增大用钢量，因此使用率低。
发明内容
鉴于此，本发明提出了一种含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点及其制作方法，旨在解决现有钢管混凝土输电塔相贯节点处焊缝撕裂的问题。
一个方面，本发明提出了一种含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点，该相贯节点包括：法兰、主管和两根斜管；其中，各所述斜管由多段组成；其中一根所述斜管与所述主管呈锐角设置，另一根所述斜管与所述主管呈钝角设置，并且，两根所述斜管的首段均与所述主管相连接；所述首段与连接于所述首段的次段通过所述连接件相连接；所述斜管内设置有预应力钢丝；所述主管内设置有加劲件；各所述预应力钢丝的第一端均与所述加劲件相连接，第二端均与所述连接件相连接。
进一步地，上述含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点，所述连接件包括：内法兰和外法兰；其中，所述内法兰的外壁设置有所述外法兰；所述内法兰和所述外法兰分别置于所述斜管的内部和外部；所述预应力钢丝的第二端通过所述内法兰与所述斜管相连接；所述首段与所述次段通过所述外法兰相连接。
进一步地，上述含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点，所述预应力钢丝为多根，并且，多根所述预应力钢丝并列设置。
进一步地，上述含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点，所述内法兰设置有与所述预应力钢丝一一对应的钢丝孔；所述预应力钢丝的第二端穿设并连接于与其相对应的所述钢丝孔。
进一步地，上述含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点，各所述预应力钢丝的第二端通过预紧装置与所述预应力钢丝相对应的所述钢丝孔相连接，所述预紧装置用于向所述预应力钢丝施加第二预紧力。
进一步地，上述含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点，所述外法兰设置有螺栓孔；所述首段与所述次段之间均通过穿设于所述螺纹孔的螺栓相连接。
进一步地，上述含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点，所述内法兰与所述外法兰一体成型。
进一步地，上述含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点，所述主管内填设有混凝土；所述预应力钢丝的外壁整周设置有隔离层，用于隔离所述预应力钢丝和所述混凝土。
本发明提供的含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点，通过设置的加劲件固定预应力钢丝，通过预应力钢丝承受斜管的拉力和弯矩，以便减轻斜管在受拉时作用在焊缝上的拉力和弯矩，降低节点相贯线焊缝撕裂的风险，因此该相贯节点减小了斜管在受拉时作用在焊缝上的拉力和弯矩，进而降低了焊缝被拉裂的风险。
另一方面，本发明提出了一种含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点的制作方法，该方法包括如下步骤：将所述连接件放置在所述斜管中的首段的一端，且将所述连接件的所述内法兰和所述外法兰分别放置在所述斜管的内部和外部，将所述加劲件放置固定在所述主管内；所述斜管由多段组成；将所述预应力钢丝的第一端与所述加劲件相连接，将所述预应力钢丝的第二端穿过所述斜管的首段后，通过预紧装置与所述内法兰中和所述预应力钢丝相对应的钢丝孔相连接；预应力钢丝加力步骤，通过预紧装置向预应力钢丝施加第一预紧力后，向所述主管内灌注混凝土；预应力钢丝再次加力步骤，待所述混凝土凝固后，通过预紧装置向所述预应力钢丝施加第二预紧力。
进一步地，上述含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点的制作方法，向所述预应力钢丝施加第二预紧力之后还包括：斜管设置步骤，通过放置在外法兰螺栓孔的螺栓将所述斜管的首段与次段相连接。
进一步地，上述含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点的制作方法，向所述预应力钢丝施加第一预紧力之前还包括：在所述预应力钢丝的外壁整周设置隔离层。
进一步地，上述含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点的制作方法，当所述斜管受拉时，所述第二预紧力的计算公式为：F＝Fb+Fw+Fi，Fw＝εEpAp,其中，Fb为斜管的拉力，Fw为主管和斜管之间相贯焊缝承受的拉力；Fi为预应力钢丝在与节点斜管协同变形时产生的拉力；Ei和Ep分别为预应力钢丝和斜管的弹性模量；Ai和Ap分别为预应力钢丝和斜管的横截面面积；ε为斜管在焊缝受拉承载力下产生的应变。
本发明提供的含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点的制造方法中，通过放置的加劲件固定预应力钢丝，通过预应力钢丝承受斜管的拉力和弯矩，以便减轻斜管在受拉时作用在焊缝上的拉力和弯矩，降低节点相贯线焊缝撕裂的风险，因此该相贯节点减小了斜管在受拉时作用在焊缝上的拉力和弯矩，进而降低了焊缝被拉裂的风险。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点中法兰的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点的制作方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点的制作方法的又一流程示意图；
图5为本发明实施例提供的含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点的制作方法的又一流程示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
相贯节点实施例：
参见图1，图1为本发明实施例提供的含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点的结构示意图。如图所示，该相贯节点包括：连接件1、主管2和两根斜管3。
其中，本领域技术人员所公知的是，各斜管3可以由至少两段组成。其中，斜管3的段数可以根据实际情况确定，本实施例中对其不做任何限定。
其中一根斜管3(如图1所示的右边斜管)可以与主管1呈锐角设置，另一根斜管3(如图1所示的左边斜管)与主管2呈钝角设置，并且，两根斜管3的首段31均与主管2相连接。
具体实施时，本领域技术人员应当理解的是，主管2可以为钢管，当然也可以为其他材质的管道，本实施例中对其不做任何限定。另外，本领域技术人员应当理解的是，主管2内填设有混凝土，用于增大主管2的强度。为增加其使用寿命，优选地，斜管3的管径小于主管2的管径。其中，两根斜管3可以分别与主管1呈锐角和钝角设置，以使两根斜管3和主管1构成相贯K节点。本领域技术人员应当理解的是，斜管3和主管可以通过焊接构成相贯焊K节点。
首段31可以与连接于首段31的次段32通过连接件1相连接。具体地，连接件1可以为法兰，当然也可以为其他构件，本实施例中对其不做任何限定。本领域技术人员应当理解的是，斜管3的次段32与后续连接的其他段之间可以通过普通法兰相连接，本实施例中对其不做任何限定。
斜管3内可以设置有预应力钢丝4。具体地，为进一步降低焊缝的受力，预应力钢丝4的轴向可以与斜管3的轴向平行设置。
主管内设置有加劲件5。具体地，加劲件5可以为型钢，当然也可以为其他结构件作为钢骨，以便可以用于固定预应力钢丝4。为增加加劲件5的强度及其使用寿命，优选地，加劲件5可以为角钢。
预应力钢丝4的第一端(如图1所示的右下端)可以与加劲件5相连接，第二端(如图1所示的左上端)可以与连接件1相连接。具体地，预应力钢丝4的第一端(如图1所示的右下端)和第二端(如图1所示的左上端)可以分别与加劲件5和连接件1通过捆绑式相连接，捆绑连接方式可以根据实际情况和标准确定，本实施例中对其不做任何限定。
可以看出，本实施例中提供的含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点，通过设置的加劲件5固定预应力钢丝4，通过预应力钢丝4承受斜管3的拉力和弯矩，以便减轻斜管3在受拉时作用在焊缝上的拉力和弯矩，降低节点相贯线焊缝撕裂的风险，因此该相贯节点减小了斜管3在受拉时作用在焊缝上的拉力和弯矩，进而降低了焊缝被拉裂的风险。
参见图2，图2为本发明实施例提供的含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点中连接件的结构示意图。如图所示，在上述实施例中，连接件1可以包括：内法兰11和外法兰12。
其中，内法兰11的外壁可以设置有外法兰。具体地，内法兰11和外法兰12可以同轴设置且两者顶面(相对于图2所示的位置而言)可以共面设置，内法兰11的外壁可以与外法兰12的内壁整周相连接。其中，内法兰11和外法兰12可以一体成型而成，当然也可以为其他连接方式例如焊接，本实施例中对其不做任何限定。
内法兰11和外法兰12可以分别置于斜管3的内部和外部。具体地，内法兰11和外法兰12均可以与斜管3同轴设置，内法兰11的外径可以等于或约等于斜管3的内径，以使内法兰11设置于斜管3的内部。
预应力钢丝4的第二端(如图1所示的左上端)可以通过内法兰11与斜管3相连接。具体地，预应力钢丝4的第二端(如图1所示的左上端)可以与内法兰11通过捆绑式相连接，当然可以为其他连接方式，本实施例中对其不做任何限定。
首段31与次段32可以通过外法兰12相连接。具体地，首段31与次段32可以通过外法兰12和螺栓相连接。
可以看出，本实施例中，通过内法兰11将预应力钢丝4与斜管3相连接，通过外法兰12将斜管3的首段31和次段32之间连接，以使预应力钢丝4更好承受斜管3的拉力和弯矩。
在上述实施例中，预应力钢丝4可以为多根，并且，多根预应力钢丝4可以并列设置。具体地，预应力钢丝4的数量可以根据预应力钢丝4对斜管3产生的弯矩确定，本实施例中对其不做任何限定。第i根预应力钢丝对斜管轴线产生的弯矩可以根据公式Mi＝Fir计算确定，式中，Mi为第i根预应力钢丝对斜管轴线产生的弯矩，Fi为第i根预应力钢丝在与斜管协同变形时产生的拉力，r为第i根预应力钢丝与斜管轴线之间的距离。其中，为均匀承受斜管的拉力和弯矩，优选地，多根预应力钢丝4可以于斜管3内沿斜管3的周向并列均匀设置。另外，预应力钢丝4的轴向可以与斜管3的轴向平行设置以便进一步减小斜管承受的拉力和弯矩。
可以看出，多根预应力钢丝4的设置可以进一步提高预应力钢丝4所承受的拉力和弯矩，进一步减小斜管3所承受的拉力和弯矩。另外，多根预应力钢丝4可以相互之间抵消其对斜管3的有害弯矩，以提高斜管3的使用寿命。
在上述实施例中，内法兰11可以设置有与预应力钢丝4一一对应的钢丝孔。预应力钢丝4的第二端(如图1所示的左上端)可以穿设并连接于与其相对应的钢丝孔。具体地，内法兰11可以沿其周向并列均匀设置多个钢丝孔，其中钢丝孔的数量与预应力钢丝4的数量相同且与预应力钢丝4一一对应设置。预应力钢丝4的第二端(如图1所示的左上端)可以穿设于钢丝孔，并且，第二端(如图1所示的左上端)可以与钢丝孔通过捆绑式连接，当然也可以为其他连接方式，本实施例中对其不做任何限定。
可以看出，本实施例中通过内法兰11的钢丝孔的设置可以将斜管3所承受的拉力和弯矩进一步均匀地转移至预应力钢丝4上，进而进一步降低焊缝裂开的风险。
在上述实施例中，各预应力钢丝4的第二端(如图1所示的左上端)可以通过预紧装置(图中未示出)与预应力钢丝4相对应的钢丝孔相连接，预紧装置可以用于向预应力钢丝4施加第二预紧力。其中，当斜管受拉时，预紧装置向预应力钢丝施加的第二预紧力的计算公式可以为：
F＝Fb+Fw+Fi,
Fw--εEpAp,
其中，Fb可以为斜管的拉力，Fw可以为主管和斜管之间相贯焊缝承受的拉力；Fi可以为预应力钢丝在与节点斜管协同变形时产生的拉力；Ei和Ep分别可以为预应力钢丝和斜管的弹性模量；Ai和Ap分别可以为预应力钢丝和斜管的横截面面积；ε可以为斜管在焊缝受拉承载力下产生的应变。
可以看出，本实施例中，通过预紧装置的设置可以向预应力钢丝4施加第一预紧力进而保证灌注混凝土前保证置于主管2内的预应力钢丝为直线段同时保证加劲件5不变形，同时可以在混凝土凝固后施加第二预紧力保证预应力钢丝4为直线，可以防止预应力钢丝4的断裂同时提高其承受的拉力和弯矩，进而减小斜管3承受的拉里和弯矩。
在上述实施例中，外法兰12可以设置有螺栓孔；首段31与次段32之间均可以通过穿设于螺纹孔的螺栓相连接。具体地，螺栓孔可以为多个且沿外法兰12的周向并列均匀设置。可以看出，通过螺栓和外法兰将斜管3的首段31和次段32相连接，结构简单易于实现。
在上述实施例中，主管2内可以填设有混凝土(图中未示出)；预应力钢丝4的外壁可以整周设置有隔离层，用于隔离预应力钢丝4和混凝土。具体地，预应力钢丝4的外壁可以沿其周向整周包覆一层塑料薄膜以保证混凝土与预应力钢丝4隔离，进而防止向预应力钢丝4施加第二预紧力时破坏混凝土降低其强度。可以看出，本实施例中通过预应力钢丝4外壁设置的隔离层隔离预应力钢丝4和混凝土防止向预应力钢丝4施加第二预紧力时破坏混凝土降低混凝土的强度。
综上所述，本实施例提供的含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点，通过设置的加劲件5固定预应力钢丝4，通过预应力钢丝4承受斜管3的拉力和弯矩，以便减轻斜管3在受拉时作用在焊缝上的拉力和弯矩，降低节点相贯线焊缝撕裂的风险，因此该相贯节点减小了斜管3在受拉时作用在焊缝上的拉力和弯矩，进而降低了焊缝被拉裂的风险。
方法实施例：
参见图1和图3，该方法可以包括如下步骤：
预处理步骤S1，可以将连接件放置在斜管中的首段的一端，且将所述连接件的所述内法兰和所述外法兰分别放置在所述斜管的内部和外部，将加劲件放置固定在主管内；斜管可以由多段组成。
具体地，本领域技术人员应当理解的是，斜管3可以由多段组成，相贯节点中斜管3中首段31的一端(如图1所示的右下端)已预先焊接至主管2上。首先，可以将连接件1放置在斜管3首段31的自由设置的一端(如图1所示的左上端)，可以将连接件1的内法兰11和外法兰12分别放置在斜管3的内部和外部，并可以将连接件1固定在此处；然后，可以将加劲件5放置在主管2的内部通道里；最后，可以将加劲件5固定在主管2内。
预应力钢丝设置步骤S2，可以将预应力钢丝的第一端与加劲件相连接，将预应力钢丝的第二端穿过斜管的首段后，通过预紧装置与所述内法兰中和所述预应力钢丝相对应的钢丝孔相连接。
具体地，首先，可以将预应力钢丝4的第一端(如图1所示的右下端)捆绑在加劲件5上；然后，可以将预应力钢丝4穿过斜管3的首段31和预应力钢丝4相对应的的钢丝孔，将预应力钢丝4的第二端(如图1所示的左上端)与该钢丝孔通过预紧装置相连接。其中，预应力钢丝4的第一端(如图1所示的右下端)与加劲件5的连接方式也可以通过其他连接方式连接，本实施例中对其不做任何限定。预应力钢丝4可以为多根抵消其对斜管的有害弯矩，其数量可以根据公式Mi＝Fir计算确定预应力钢丝4的弯矩，式中，Mi为第i根预应力钢丝对斜管轴线产生的弯矩，Fi为第i根预应力钢丝在与节点斜管协同变形时产生的拉力，r为第i根预应力钢丝与斜管轴线之间的距离。
预应力钢丝加力步骤S3，可以通过预紧装置向预应力钢丝施加第一预紧力后，向主管内灌注混凝土。
具体地，首先，可以通过预紧装置对预应力钢丝4施加第一预紧力以确保置于主管2内的预应力钢丝4为直线段，进而防止预应力钢丝4和混凝土的损坏。然后，可以向主管2内灌注混凝土。需要说明的是，第一预紧力可以根据实际情况确定，只需确保置于主管2内的预应力钢丝4为直线段即可，第一预紧力过大时会造成导致加劲件变形。
预应力钢丝再次加力步骤S4，可以待混凝土凝固后，通过预紧装置向各预应力钢丝施加第二预紧力以保证预应力钢丝为直线。
具体地，待混凝土凝固后，可以通过预紧装置对各根预应力钢丝4施加第二预紧力。其中，当斜管受拉时，第二预紧力的计算公式可以为：
F＝Fb+Fw+Fi,
Fw--εEpAp,
其中，Fb可以为斜管的拉力，Fw可以为主管和斜管之间相贯焊缝承受的拉力；Fi可以为预应力钢丝在与节点斜管协同变形时产生的拉力；Ei和Ep分别可以为预应力钢丝和斜管的弹性模量；Ai和Ap分别可以为预应力钢丝和斜管的横截面面积；ε可以为斜管在焊缝受拉承载力下产生的应变。
可以看出，本实施例中提供的含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点的制造方法中，通过放置的加劲件5固定预应力钢丝4，通过预应力钢丝4承受斜管3的拉力和弯矩，以便减轻斜管3在受拉时作用在焊缝上的拉力和弯矩，降低节点相贯线焊缝撕裂的风险，因此该相贯节点减小了斜管3在受拉时作用在焊缝上的拉力和弯矩，进而降低了焊缝被拉裂的风险。
参见图4，图4为本发明实施例提供的含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点的制作方法的又一流程示意图。如图所示，该方法可以包括如下步骤：
预处理步骤S1，可以将连接件放置在斜管中的首段的一端，且将所述连接件的所述内法兰和所述外法兰分别放置在所述斜管的内部和外部，将加劲件放置固定在主管内；斜管可以由多段组成。
预应力钢丝设置步骤S2，可以将预应力钢丝的第一端与加劲件相连接，将预应力钢丝的第二端穿过斜管的首段后，通过预紧装置与所述内法兰中和所述预应力钢丝相对应的钢丝孔相连接。
预应力钢丝加力步骤S3，可以通过预紧装置向预应力钢丝施加第一预紧力后，向主管内灌注混凝土。
预应力钢丝再次加力步骤S4，可以待混凝土凝固后，通过预紧装置向各预应力钢丝施加第二预紧力以保证预应力钢丝为直线。
斜管设置步骤S5，通过放置在外法兰螺栓孔的螺栓将斜管的首段与次段相连接，将所述斜管的其他段与段之间相连接。
具体地，首先可以在外法兰12的螺栓孔处放置螺栓，然后通过螺栓将斜管3的首段31与次段32相连接，最后，还可以将斜管3的其他段与段之间相连接。
可以看出，本实施例中通过设置在斜管外部的外法兰将首段与次段相连接，操作简单方便，易于实现。
参见图5，图5为本发明实施例提供的含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点的制作方法的又一流程示意图。如图所示，该方法可以包括如下步骤：
预处理步骤S1，可以将连接件放置在斜管中的首段的一端，且将所述连接件的所述内法兰和所述外法兰分别放置在所述斜管的内部和外部，将加劲件放置固定在主管内；斜管可以由多段组成。
预应力钢丝设置步骤S2，可以将预应力钢丝的第一端与加劲件相连接，将预应力钢丝的第二端穿过斜管的首段后，通过预紧装置与所述内法兰中和所述预应力钢丝相对应的钢丝孔相连接。
隔离步骤S6，可以在预应力钢丝的外壁整周设置隔离层。
具体地，可以在预应力钢丝4的外壁整周包裹一层塑料薄膜。当然，其中，塑料薄膜也可以为其他隔离件，本实施例中对其不做任何限定。
预应力钢丝加力步骤S3，可以通过预紧装置向预应力钢丝施加第一预紧力后，向主管内灌注混凝土。
预应力钢丝再次加力步骤S4，可以待混凝土凝固后，通过预紧装置向各预应力钢丝施加第二预紧力以保证预应力钢丝为直线。
斜管设置步骤S5，通过放置在外法兰螺栓孔的螺栓将斜管的首段与次段相连接，将所述斜管的其他段与段之间通过法兰相连接。
可以看出，本实施例中通过在预应力钢丝4外壁设置的隔离层隔离预应力钢丝4和混凝土，防止向预应力钢丝4施加第二预紧力时破坏混凝土降低混凝土的强度。
综上，本实施例中提供的含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点的制造方法中，通过放置的加劲件5固定预应力钢丝4，通过预应力钢丝4承受斜管3的拉力和弯矩，以便减轻斜管3在受拉时作用在焊缝上的拉力和弯矩，降低节点相贯线焊缝撕裂的风险，因此该相贯节点减小了斜管3在受拉时作用在焊缝上的拉力和弯矩，进而降低了焊缝被拉裂的风险。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点，其特征在于，包括：连接件(1)、主管(2)和两根斜管(3)；其中，
各所述斜管(3)由至少两段组成；
其中一根所述斜管(3)与所述主管(2)呈锐角设置，另一根所述斜管(3)与所述主管(2)呈钝角设置，并且，两根所述斜管(3)的首段(31)均与所述主管(2)相连接；
所述首段(31)与连接于所述首段(31)的次段(32)通过所述连接件(1)相连接；
所述斜管(3)内设置有预应力钢丝(4)；
所述主管内设置有加劲件(5)；
所述预应力钢丝(4)的第一端与所述加劲件(5)相连接，第二端与所述连接件(1)相连接。
2.根据权利要求1所述的含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点，其特征在于，所述连接件(1)包括：内法兰(11)和外法兰(12)；其中，
所述内法兰(11)的外壁设置有所述外法兰(12)；
所述内法兰(11)和所述外法兰(12)分别置于所述斜管(3)的内部和外部；
所述预应力钢丝(4)的第二端通过所述内法兰(11)与所述斜管(3)相连接；
所述首段(31)与所述次段(32)通过所述外法兰(12)相连接。
3.根据权利要求2所述的含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点，其特征在于，所述预应力钢丝(4)为多根，并且，多根所述预应力钢丝(4)并列设置。
4.根据权利要求3所述的含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点，其特征在于，
所述内法兰(11)设置有与所述预应力钢丝(4)一一对应的钢丝孔；
所述预应力钢丝(4)的第二端穿设并连接于与其相对应的所述钢丝孔。
5.根据权利要求4所述的含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点，其特征在于，
各所述预应力钢丝(4)的第二端通过预紧装置与所述预应力钢丝(4)相对应的所述钢丝孔相连接，所述预紧装置用于向所述预应力钢丝(4)施加第二预紧力。
6.根据权利要求2所述的含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点，其特征在于，
所述外法兰(12)设置有螺栓孔；
所述首段(31)与所述次段(32)通过穿设于所述螺纹孔的螺栓相连接。
7.根据权利要求2所述的含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点，其特征在于，所述内法兰(11)与所述外法兰(12)一体成型。
8.根据权利要求1至7任一项所述的含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点，其特征在于，
所述主管(2)内填设有混凝土；
所述预应力钢丝(4)的外壁整周设置有隔离层，用于隔离所述预应力钢丝(4)和所述混凝土。
9.一种含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
将所述连接件放置在所述斜管中的首段的一端，且将所述连接件的所述内法兰和所述外法兰分别放置在所述斜管的内部和外部，将所述加劲件放置固定在所述主管内；所述斜管由多段组成；
将所述预应力钢丝的第一端与所述加劲件相连接，将所述预应力钢丝的第二端穿过所述斜管的首段后，通过预紧装置与所述内法兰中和所述预应力钢丝相对应的钢丝孔相连接；
通过预紧装置向所述预应力钢丝施加第一预紧力后，向所述主管内灌注混凝土；
待所述混凝土凝固后，通过预紧装置向所述预应力钢丝施加第二预紧力。
10.根据权利要求9所述的含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点的制作方法，其特征在于，向所述预应力钢丝施加第二预紧力之后还包括：
通过放置在所述外法兰螺栓孔的螺栓将所述斜管的首段与次段相连接，将所述斜管的其他段与段之间相连接。
11.根据权利要求9所述的含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点的制作方法，其特征在于，向所述预应力钢丝施加第一预紧力之前还包括：
在所述预应力钢丝的外壁整周设置所述隔离层。
12.根据权利要求9至11任一项所述的含预应力钢丝的钢管混凝土输电塔相贯节点的制作方法，其特征在于，当所述斜管受拉时，所述第二预紧力F的计算公式为：
F＝Fb+Fw+Fi，
<mrow> <msub> <mi>F</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>F</mi> <mi>w</mi> </msub> <mrow> <msub> <mi>E</mi> <mi>i</mi> </msub> <msub> <mi>A</mi> <mi>p</mi> </msub> </mrow> </mfrac> <msub> <mi>A</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>,</mo> </mrow>
Fw＝εEpAp,
其中，Fb为斜管的拉力，Fw为主管和斜管之间相贯焊缝承受的拉力；Fi为预应力钢丝在与节点斜管协同变形时产生的拉力；Ei和Ep分别为预应力钢丝和斜管的弹性模量；Ai和Ap分别为预应力钢丝和斜管的横截面面积；ε为斜管在焊缝受拉承载力下产生的应变。
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