CN110528904B - 一种输电塔角钢补强加固装置 - Google Patents

一种输电塔角钢补强加固装置 Download PDF

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Abstract

一种输电塔角钢补强加固装置，包括输电塔主材和三个具有相同横截面的补强角钢拼接成的十字型结构，十字型结构的端部连接一个加固部件，加固部件包括四个加固角钢，加固角钢贴合在十字型结构上，相邻加固角钢的直角边之间用螺栓连接；两个大圆片和一个小圆片叠合构成的叠合部件，六角螺母、螺杆和端部有内螺纹的空心管材构成连接部件，空心管材连接两端的叠合部件，螺杆连接叠合部件和加固角钢的端面板。本发明可实现对输电塔角钢的补强加固，不损害输电塔主材的强度，进一步提高输电塔角钢补强加固效果，且无需高空打孔、焊接，施工操作方便。

Description

一种输电塔角钢补强加固装置
(一)技术领域
本发明涉及一种输电塔角钢补强加固装置。
(二)背景技术
高压输电线路是重要的国家命脉工程，一旦发生倒塌事故，将会导致大范围的电力供应中断，影响人们的日常生活，给国家经济和生命财产安全带来极大损失。
输电塔起着支撑高压输电线的作用，在现行高压输电线路中，绝大多数输电塔是由等肢角钢建造而成。输电塔架结构为高宽比很大的高耸结构物，对风力十分敏感，常常由于风力作用倒塌。受台风和季风影响，沿海地区的输电塔所受风力较大，输电塔塔脚等区域受力较大，对于塔脚等区域的强度和局部稳定性要求更高。再者，现在服役的高压线路中，许多老式的输电塔架结构设计不尽合理，且服役多年的输电塔抗风极限承载能力有所下降。
为了保证输电线路正常运作与输电安全，提高输电线路的抗风能力，有必要对沿海等受风力影响较大的区域的输电塔架及现役旧输电塔受力较大、比较脆弱的区域进行补强加固，避免线路中断带来的供电压力和经济损失。
目前的加固补强方式主要是夹具、螺栓或者焊接方式。传统夹具连接无法做到与原角钢主材密贴；螺栓连接需要在输电塔角钢上开孔，会因开孔导致主材强度减弱，且有时需要高空作业，打孔难度大，存在打孔不准、扩孔较大的现象，大大降低了加固效果；焊接方式对角钢主材构件产生的高温作用使主材的脆性增加，致使角钢主材易裂。
(三)发明内容
本发明要克服现有技术的上述缺点，提供一种与原角钢主材密贴、无需打孔和焊接、加固效果好的输电塔角钢补强加固装置。
本发明的输电塔角钢补强加固装置，包括具有与输电塔主材相同横截面的第一补强角钢、第二补强角钢、第三补强角钢，输电塔主材与第一补强角钢、第二补强角钢、第三补强角钢拼接成十字型结构；
十字型结构的横截面按照平面坐标系形成四个象限，十字型结构的端部连接一个加固部件，所述加固部件包括：每个所述的象限的表面都贴合一个加固角钢，加固角钢的直角边超出十字型结构的端部；相邻象限的加固角钢的直角边之间装有连接螺栓，对应的第一螺栓孔位于加固角钢的直角边超出十字型结构的端部的部分，四个加固角钢形成加固部件；以靠近十字型结构的中点为内侧，靠近十字型结构的端部为外侧，每个加固角钢的内端连接有一个端面板，该端面板垂直于十字型结构的纵轴线；端面板上开有第一螺杆孔；
加固部件的加固角钢的端面板的内侧连接有一个叠合部件，十字型结构的两端的叠合部件之间连接有连接部件；
叠合部件是一个两个大圆片夹一个小圆片的叠加结构，其中两个大圆片各由相同的大直径半圆形T型镂空钢板拼合而成，小圆片由两块一样的小直径半圆形T型镂空钢板拼合而成，大圆片和小圆片上留有供十字型结构穿过的避让孔；两个大圆片的两个大直径半圆形T型镂空钢板的拼合方向互相垂直，小圆片的拼合方向与其中一个大圆片的拼合方向相同；两个大圆片的圆周上的第二螺栓孔之间安装螺栓，两个大圆片上还设有第三螺杆孔，小圆片上设有第二螺杆孔，螺杆穿过第一螺杆孔、两个大圆片的第三螺杆孔和小圆片上的第二螺杆孔；
连接部件包括六角螺母、螺杆和两端有内螺纹的空心管材，空心管材的端部和螺杆的内侧螺接，螺杆的外侧连接六角螺母，六角螺母拧紧在所述端面板的外侧。
优选地，本发明的连接部件包括四个空心管材。
本发明提供的输电塔角钢补强加固装置，在角钢主材两端设置补强角钢，补强角钢起到定位作用，交错布置的半圆形镂空钢板通过螺栓连在一起，使得六块半圆形镂空钢板巧妙地成为一个不会散落的整体，同时半圆形镂空钢板能和补强十字型角钢更好的贴合，叠合部件和管材连接部件将补强角钢夹在中间，通过螺母将补强角钢、叠合部件和管材连接部件连在一起共同受力，使得加固角钢、补强角钢、叠合部件、连接部件连在一起和角钢主材共同受力，提高主材的承载能力和输电塔强度，避免失稳破坏和强度破坏；该装置为装配式加固方式，可以在带电运作的情况下对输电塔进行加固补强，不影响输电塔的使用性能，施工操作方便，不需要在输电塔上打孔、焊接或拆卸，避免打孔和焊接对输电塔性能尤其是角钢主材强度的损坏，同时大大降低了操作人员在输电塔上进行高空开孔、焊接等带来的风险；采用管材大大减轻了装置的自重，由于十字型补强角钢完全有能力承担起所受自重荷载，不会给角钢主材造成额外负担；加固角钢和补强角钢采用等肢角钢，组合截面形式对称性极高，十字型部件截面两个方向的最小回转半径相同，主材两端的加固段截面两个方向的最小回转半径相同，截面形式的极高对称性使得受力更加合理，进一步提高了输电塔角钢加固补强效果；此外，可以通过改变加固段角钢长度和连接部件管材的长度来满足加固补强不同长度角钢主材的要求，适用性强。
本发明的有益效果，主要表现在：1、主材的承载能力和输电塔强度大大提高，避免失稳破坏和强度破坏；2、施工操作方便，避免打孔和焊接对输电塔性能尤其是角钢主材强度的损坏，同时大大降低了操作人员高空开孔、焊接等带来的风险；3、不会给角钢主材造成额外负担；4、受力更加合理，进一步提高了输电塔角钢加固补强效果；5、可以满足加固补强不同长度角钢主材的要求，适用性强。
(四)附图说明
图1为本发明中提供的一种输电塔补强加固装置的主视图。
图2为本发明中提供的一种输电塔补强加固装置的侧视图。
图3为本发明中提供的一种输电塔补强加固装置的俯视图。
图4为本发明中提供的一种输电塔补强加固装置的补强部件细节示意图。
图5为本发明中提供的一种输电塔补强加固装置的加固部件细节示意图。
图6为本发明中提供的一种输电塔补强加固装置的叠合部件细节示意图。
图7为本发明中提供的一种输电塔补强加固装置的连接部件细节示意图。
(五)具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。
如图1至图7所示，一种输电塔角钢补强加固装置，包括具有与输电塔主材11相同横截面的第一补强角钢12、第二补强角钢13、第三补强角钢14，输电塔主材11与第一补强角钢12、第二补强角钢13、第三补强角钢14拼接成十字型结构1；
十字型结构1的横截面按照平面坐标系形成四个象限，十字型结构1的端部连接一个加固部件2，所述加固部件2包括：每个所述的象限的表面都贴合一个加固角钢，加固角钢21、22、23、24的直角边超出十字型结构1的端部；相邻象限的加固角钢的直角边之间装有连接螺栓，对应的第一螺栓孔25位于加固角钢21、22、23、24的直角边超出十字型结构1的端部的部分，四个加固角钢21、22、23、24形成加固部件2；以靠近十字型结构1的中点为内侧，靠近十字型结构1的端部为外侧，每个加固角钢21、22、23、24的内端连接有一个端面板，该端面板垂直于十字型结构1的纵轴线；端面板上开有第一螺杆孔26；
加固部件2的加固角钢21、22、23、24的端面板的内侧连接有一个叠合部件3，十字型结构1的两端的叠合部件3之间连接有连接部件4；
叠合部件3是一个两个大圆片夹一个小圆片的叠加结构，其中两个大圆片各由相同的大直径半圆形T型镂空钢板31拼合而成，小圆片由两块一样的小直径半圆形T型镂空钢板32拼合而成，大圆片和小圆片上留有供十字型结构1穿过的避让孔；两个大圆片的两个大直径半圆形T型镂空钢板31的拼合方向互相垂直，小圆片的拼合方向与其中一个大圆片的拼合方向相同；两个大圆片的圆周上的第二螺栓孔33之间安装螺栓，两个大圆片上还设有第三螺杆孔35，小圆片上设有第二螺杆孔34，螺杆42穿过第一螺杆孔26、两个大圆片的第三螺杆孔35和小圆片上的第二螺杆孔34；
连接部件4包括六角螺母41、螺杆42和两端有内螺纹的空心管材43，空心管材43的端部和螺杆42的内侧螺接，螺杆的外侧连接六角螺母41，六角螺母41拧紧在所述端面板的外侧。
优选地，本发明的连接部件4包括四个空心管材43。
利用上述输电塔角钢补强加固装置对输电塔角钢进行补强加固的方法是：
三个与输电塔主材11相同横截面的补强角钢12、13、14与输电塔主材11的端部紧密贴合形成十字型结构1，用于对输电塔主材11的强度补强；十字型结构1的每一个象限的表面都安装一个与其紧密贴合的加固角钢21、22、23、24，并利用螺栓和第一螺栓孔25将相邻加固角钢21、22、23、24连接起来，四个加固角钢21、22、23、24构成加固部件。
四块相同的大直径半圆形T型镂空钢板31和两块一样的小直径半圆形T型镂空钢板32分别拼合成被十字型结构1穿过的两个大圆片和一个小圆片，构成叠合部件3；两大圆片的拼合方向互相垂直，小圆片位于两大圆片之间，且拼合方向与其中一个大圆片相同，两大圆片利用其上的第二螺栓孔33和相应螺栓连接到一起。
连接输电塔主材11的连接部件4包括六角螺母41、螺杆42和两端有内螺纹的空心管材43，螺杆42穿过加固角钢21、22、23、24的端面板上的第一螺杆孔26、所述小圆片上的第二螺杆孔34和所述大圆片上的第三螺杆孔35，螺杆42内侧与空心管材43的端部螺接，外侧与六角螺母41螺接，且六角螺母41拧紧在所述端面板的外侧；按照上述方法依次安装四个连接部件4。
本实施例仅供说明本发明的技术方案，而非对本发明的保护范围的限制，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的构思范围的情况下还可以做出各种变化，所有的等同技术方案也属于本发明的范围，本发明的保护范围应当由权利要求书限定。

Claims (2)

1.一种输电塔角钢补强加固装置，其特征在于：包括具有与输电塔主材(11)相同横截面的第一补强角钢(12)、第二补强角钢(13)、第三补强角钢(14)，输电塔主材(11)与第一补强角钢(12)、第二补强角钢(13)、第三补强角钢(14)拼接成十字型结构(1)；
十字型结构(1)的横截面按照平面坐标系形成四个象限，十字型结构(1)的端部连接一个加固部件(2)，所述加固部件(2)包括：每个所述的象限的表面都贴合一个加固角钢，加固角钢的直角边超出十字型结构(1)的端部；相邻象限的加固角钢的直角边之间装有连接螺栓，对应的第一螺栓孔(25)位于加固角钢的直角边超出十字型结构(1)的端部的部分，四个加固角钢形成加固部件(2)；以靠近十字型结构(1)的中点为内侧，靠近十字型结构(1)的端部为外侧，每个加固角钢的内端连接有一个端面板，该端面板垂直于十字型结构(1)的纵轴线；端面板上开有第一螺杆孔(26)；
加固部件(2)的加固角钢的端面板的内侧连接有一个叠合部件(3)，十字型结构(1)的两端的叠合部件(3)之间连接有连接部件(4)；
叠合部件(3)是一个两个大圆片夹一个小圆片的叠加结构，其中两个大圆片各由相同的大直径半圆形T型镂空钢板(31)拼合而成，小圆片由两块一样的小直径半圆形T型镂空钢板(32)拼合而成，大圆片和小圆片上留有供十字型结构(1)穿过的避让孔；两个大圆片的两个大直径半圆形T型镂空钢板(31)的拼合方向互相垂直，小圆片的拼合方向与其中一个大圆片的拼合方向相同；两个大圆片的圆周上的第二螺栓孔(33)之间安装螺栓，两个大圆片上还设有第三螺杆孔(35)，小圆片上设有第二螺杆孔(34)，螺杆(42)穿过端面板上第一螺杆孔(26)、两个大圆片的第三螺杆孔(35)和小圆片上的第二螺杆孔(34)；
连接部件(4)包括六角螺母(41)、螺杆(42)和两端有内螺纹的空心管材(43)，空心管材(43)的端部和螺杆(42)的内侧螺接，螺杆(42)的外侧连接六角螺母(41)，六角螺母(41)拧紧在所述端面板的外侧。
2.按照权利要求1所述的输电塔角钢补强加固装置，其特征在于，所述连接部件(4)包括四个空心管材(43)。
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