CN108798191A - 一种自立式输电塔及其立塔方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自立式输电塔及其立塔方法，所述输电塔包括主材、横材和斜材；所述主材的数目大于等于3且分别竖向设置；所述横材分别垂直连接于两个所述主材之间，所述横材组成层数大于等于2的多层横材组；所述斜材的两端分别与所述横材与主材的连接处连接；所述斜材为预应力钢索。该输电塔主材、横材和斜材的位置设计巧妙合理，且所述斜材为预应力钢索，减少了钢材的使用，避免钢管发生局部屈曲和层状撕裂；且所述输电塔稳定可靠，占地面积小，节约了立塔成本。

Description

一种自立式输电塔及其立塔方法
技术领域
本发明涉及输电塔设计领域，具体涉及一种自立式输电塔及其立塔方法。
背景技术
从结构形式来分，输电塔可分为自立式输电塔和拉线式输电塔。自力式输电塔主要由钢管、角钢或钢管混凝土组成，在荷载发生变化时，每根构件有可能受压也有可能受压；拉线式输电塔主要由钢管、角钢、钢管混凝土和高强拉索组成，在荷载发生变化时，高强拉索的一般只会受拉，不会出现拉力。因为预应力钢索可为拉线式输电塔提供侧向支撑，所以在承载力相同的条件下，拉线式输电塔的构件规格会明显小于自立式输电塔，如图2所示。然而，拉线式输电塔高强拉索占地面积较大，多用于人烟罕至的荒漠地区。我国很多地区人口稠密，电力走廊狭窄。拉线塔的使用受到很大的限制。目前，自立式钢管输电塔的应用最为广泛，如图1所示。
随着电力输送量的提高，输电塔荷载及高度不断增大，主材的径厚比相应增大，从而会有局部屈曲现象的发生；主材的壁厚之大造成了钢材的浪费，不仅无法发挥高强钢的优势，而且表面的法线方向容易发生层状撕裂；且主材规格的提高会增加加工、运输和施工的人力物力投入。
因此需要一种自立式输电塔及其立塔方法来解决现有技术的不足。
发明内容
针对现有技术的不足，本申请设计了自立式输电塔及其立塔方法；该输电塔主材、横材和斜材的位置设计巧妙合理，且所述斜材为预应力钢索，减少了钢材的使用，避免钢管发生局部屈曲和层状撕裂；且所述输电塔稳定可靠，占地面积小，节约了立塔成本。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的：
本发明提供了一种自立式输电塔，所述输电塔包括主材、横材和斜材；
所述主材的数目大于等于3且分别竖向设置；
所述横材分别垂直连接于两个所述主材之间，所述横材组成层数大于等于2的多层横材组；
所述斜材的两端分别与所述横材与主材的连接处连接；
所述斜材为预应力钢索。
优选的：所述横材和所述主材分别为钢管混凝土，所述钢管混凝土包括钢管和设于所述钢管内的混凝土。
优选的：所述钢管的长细比为80～90。
优选的：所述混凝土包括按质量分数计的下述组分：
水泥250～300kg，微珠120～180kg，矿粉90～120kg，机制砂820～860kg；碎石950～1000kg，减水剂7～11kg；水115～125kg。
优选的：所述钢管外套设有箍筋；所述箍筋与所述钢管的轴向垂直；所述箍筋间距离相等。
优选的：所述混凝土内设有与所述钢管轴向平行的加紧件。
优选的：所述预应力钢索包括花篮螺丝和与所述花篮螺丝两端分别固定连接的钢索；所述钢索的另一端分别贯穿所述钢管外壁并与所述加紧件固定连接。
优选的：所述钢管的外壁和所述箍筋的表面分别涂覆防锈层；所述防锈层包括按质量分数计的下述组分：
丙烯酸酯和苯乙烯共聚物：90％、氯化石蜡：2％、亚磷三苯酯：2％、受阻胺光稳定剂：1％、醋酸丁酯：45％、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯共聚物：25％。
基于同一发明构思，本发明还提供了一种上述自立式输电塔的立塔方法，所述方法包括下述步骤：
(1)将主材的钢管、横材的钢管和斜材分别连接；
(2)向所述主材的钢管内和所述横材的钢管内分别浇筑混凝土；
(3)转动所述斜材的花篮螺栓进行预设预应力的施加。
优选的：所述浇筑混凝土包括：
将所述钢管的长度进行等分；
依次分阶段对等分后的每一段钢管内进行混凝土的浇筑。
优选的：所述预设预应力的施加包括：
转动所述花篮螺栓；
根据所述钢索的振动特性的检测数据来确定钢索的预应力；
根据所述预应力与所述预设预应力的大小关系确定所述花篮螺栓的转动方向和角度并直至所述预应力达到所述预设预应力。
优选的：所述预应力的施加还包括：
须保证所述钢索的每个节点与设计位置偏移位移小于等于5cm。
与最接近现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的技术方案，主材、横材和斜材的位置设计巧妙合理，且所述斜材为预应力钢索，减少了钢材的使用，避免钢管发生局部屈曲和层状撕裂；且所述输电塔稳定可靠，占地面积小，节约了立塔成本。
2、本发明提供的技术方案，所述主材和所述横材采用钢管混凝土，充分利用了钢管的受拉性能和混凝土的受压性能，同样高度的输电塔，钢管混凝土的半径明显小于钢管，其节间长度大幅度增加，减少了施工成本，且由于其半径的减小，风荷载急剧下降。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1：自立式钢管输电塔的示意图；
图2：拉线式钢管输电塔的示意图；
图3：本发明提供的自立式输电塔的示意图；
图4：本发明提供的自立式输电塔一个节点的结构图；
图5：本发明提供的自立式输电塔的预应力钢索与钢管混凝土的连接结构图；
附图标记：1-主材，2-横材，3-斜材，4-钢管，5-混凝土，6-钢索，7-花篮螺丝，8-加紧件。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
本发明提供了一种自立式输电塔，所述输电塔包括主材1、横材2和斜材3；
所述主材1的数目大于等于3且分别竖向设置；
所述横材2分别垂直连接于两个所述主材1之间，所述横材2组成层数大于等于2的多层横材组；
所述斜材3的两端分别与所述横材2与主材1的连接处连接；
所述斜材3为预应力钢索。
所述横材2和所述主材1分别为钢管混凝土，所述钢管混凝土包括钢管4和设于所述钢管4内的混凝土5。
所述钢管4的长细比为80～90。
所述混凝土5包括按质量分数计的下述组分：
水泥250～300kg，微珠120～180kg，矿粉90～120kg，机制砂820～860kg；碎石950～1000kg，减水剂7～11kg；水115～125kg。
所述钢管4外套设有箍筋；所述箍筋与所述钢管4的轴向垂直；所述箍筋间距离相等。
所述混凝土5内设有与所述钢管4轴向平行的加紧件8。
所述预应力钢索包括花篮螺丝7和与所述花篮螺丝两端分别固定连接的钢索6；所述钢索6的另一端分别贯穿所述钢管4外壁并与所述加紧件8固定连接。
所述钢管4的外壁和所述箍筋的表面分别涂覆防锈层；所述防锈层包括按质量分数计的下述组分：
丙烯酸酯和苯乙烯共聚物：90％、氯化石蜡：2％、亚磷三苯酯：2％、受阻胺光稳定剂：1％、醋酸丁酯：45％、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯共聚物：25％。
实施例2
基于同一发明构思，本发明还提供了一种上述自立式输电塔的立塔方法，所述方法包括下述步骤：
(1)将主材1的钢管4、横材2的钢管4和斜材3分别连接；
(2)向所述主材1的钢管4内和所述横材2的钢管4内分别浇筑混凝土5；
(3)转动所述斜材3的花篮螺栓7进行预设预应力的施加。
所述浇筑混凝土5包括：
将所述钢管4的长度进行等分；
依次分阶段对等分后的每一段钢管4内进行混凝土5的浇筑。
所述预设预应力的施加包括：
转动所述花篮螺栓7；
根据所述钢索的振动特性的检测数据来确定钢索的预应力；
根据所述预应力与所述预设预应力的大小关系确定所述花篮螺栓7的转动方向和角度并直至所述预应力达到所述预设预应力。
所述预应力的施加还包括：
须保证所述钢索4的每个节点与设计位置偏移位移小于等于5cm。
最后应该说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

Claims (12)

1.一种自立式输电塔，所述输电塔包括主材、横材和斜材；其特征在于：
所述主材的数目大于等于3且分别竖向设置；
所述横材分别垂直连接于两个所述主材之间，所述横材组成层数大于等于2的多层横材组；
所述斜材的两端分别与所述横材与主材的连接处连接；
所述斜材为预应力钢索。
2.根据权利要求1所述的一种自立式输电塔，其特征在于：所述横材和所述主材分别为钢管混凝土，所述钢管混凝土包括钢管和设于所述钢管内的混凝土。
3.根据权利要求2所述的一种自立式输电塔，其特征在于：所述钢管的长细比为80～90。
4.根据权利要求2所述的一种自立式输电塔，其特征在于：所述混凝土包括按质量分数计的下述组分：
水泥250～300kg，微珠120～180kg，矿粉90～120kg，机制砂820～860kg；碎石950～1000kg，减水剂7～11kg；水115～125kg。
5.根据权利要求2所述的一种自立式输电塔，其特征在于：所述钢管外套设有箍筋；所述箍筋与所述钢管的轴向垂直；所述箍筋间距离相等。
6.根据权利要求2所述的一种自立式输电塔，其特征在于：所述混凝土内设有与所述钢管轴向平行的加紧件。
7.根据权利要求6所述的一种自立式输电塔，其特征在于：所述预应力钢索包括花篮螺丝和与所述花篮螺丝两端分别固定连接的钢索；所述钢索的另一端分别贯穿所述钢管外壁并与所述加紧件固定连接。
8.根据权利要求5所述的一种自立式输电塔，其特征在于：所述钢管的外壁和所述箍筋的表面分别涂覆防锈层；所述防锈层包括按质量分数计的下述组分：
丙烯酸酯和苯乙烯共聚物：90％、氯化石蜡：2％、亚磷三苯酯：2％、受阻胺光稳定剂：1％、醋酸丁酯：45％、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯共聚物：25％。
9.一种如权利要求1至8任一所述的自立式输电塔的立塔方法，其特征在于：所述方法包括下述步骤：
(1)将主材的钢管、横材的钢管和斜材分别连接；
(2)向所述主材的钢管内和所述横材的钢管内分别浇筑混凝土；
(3)转动所述斜材的花篮螺栓进行预设预应力的施加。
10.根据权利要求9所述的立塔方法，其特征在于：所述浇筑混凝土包括：
将所述钢管的长度进行等分；
依次分阶段对等分后的每一段钢管内进行混凝土的浇筑。
11.根据权利要求9所述的立塔方法，其特征在于：所述预设预应力的施加包括：
转动所述花篮螺栓；
根据所述钢索的振动特性的检测数据来确定钢索的预应力；
根据所述预应力与所述预设预应力的大小关系确定所述花篮螺栓的转动方向和角度并直至所述预应力达到所述预设预应力。
12.根据权利要求11所述的立塔方法，其特征在于：所述预应力的施加还包括：
须保证所述钢索的每个节点与设计位置偏移位移小于等于5cm。
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