CN111779347A - 一种门型拉线塔腿部加固装置及加固方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种门型拉线塔腿部锈蚀单钢管加固装置及加固方法，包括：承压钢管杆(101)、半圆实心球铰支座(102)、承压钢管杆节点板(103，105)、拉线塔拉线塔主材节点板(104，106)、顶板安装底座(107)、钢管防水顶板(108)。半圆实心球铰支座与承压钢管杆底面焊接，进行加固时，先开凿原基础混凝土保护帽，再将承压钢管杆插入拉线塔内部，在合适位置焊接主材连接节点板，承压钢管杆的顶部和腰部分别通过钢管杆节点板与主材节点板螺栓连接，最后浇筑混凝土基础保护帽。该方案安全实用，可有效加固门型拉线塔腿部，对原结构影响较小，节约材料，便于操作，可显著提高原拉线塔的承载能力。

Description

一种门型拉线塔腿部加固装置及加固方法
技术领域
本发明属于输电设备技术领域，更具体地，涉及一种拉线塔腿部加固装置及加固方法。
背景技术
随着国民经济的日益增长，电力行业发展迅速，有力推动了输电塔建设的规模和水平。拉线塔是在架空输电线路中用来支持导线和避雷线的支持结构，由塔头、立柱和拉线构成，塔头和立柱一般是由角钢组成的空间桁架，具有良好的整体稳定性。但由于钢材长期暴露在恶劣环境下会发生腐蚀，使构件强度产生较大损失，进而严重影响结构的可靠度，所以目前的工程广泛采用在立柱腿部、基础顶部浇筑混凝土保护帽的方法延缓腐蚀。但这种防腐蚀的方法仍然存在如下缺点：
1.混凝土材料本身会与空气中的二氧化碳发生碳化反应，使混凝土的碱度降低，增加混凝土孔溶液中的氢离子数量，进而使混凝土对钢材的保护作用降低。
2.考虑到经济性、安全性和美观性，混凝土保护帽只能保护立柱腿部的小范围钢材，对于高位腐蚀，混凝土保护帽无法发挥作用。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于，提供一种门型拉线塔腿部锈蚀单钢管加固方法。
本发明采用如下的技术方案。一种门型拉线塔腿部加固装置，包括：承压杆、多组杆节点板、多组主材节点板和支座，多组杆节点板从上至下固定安装在承压杆上，每组杆节点板的水平高度均高于拉线塔腿部腐蚀段，每组杆节点板包括多个杆节点板，同一组内的每个杆节点板在相同的水平高度上固定安装在承压杆上，与拉线塔节点对应；多组主材节点板以一组主材节点板对应一组杆节点板的方式从上至下固定安装在多组杆节点板上，每组主材节点板包括多个主材节点板，每个主材节点板对应固定安装在一个杆节点板上，每个主材节点板同时固定安装在拉线塔主材上；支座固定安装在承压杆底面，浇筑在拉线杆塔混凝土保护帽中；承压杆垂向安装，承压杆的顶端是指安装时远离地面的一端，承压杆的底面是指安装时靠近地面的一端，从上至下是指朝向地面的方向。
优选地，承压杆是承压钢管杆，杆节点板焊接安装在承压钢管杆上，杆节点板和主材节点板开设有对应的通孔，用于杆节点板和主材节点板通过螺栓连接，主材节点板焊接在拉线塔主材上。
优选地，每组杆节点板包括四个杆节点板，沿承压钢管杆圆周间隔90°均匀安装。
优选地，多组杆节点板包括一组承压钢管杆顶部节点板和一组承压钢管杆腰部节点板，多组主材节点板包括一组顶部主材节点板和一组腰部主材节点板。
优选地，承压钢管杆顶部节点板与承压钢管杆顶端的距离不小于设定的安全距离值。
优选地，承压钢管杆顶部节点板与承压钢管杆腰部节点板之间的距离至少满足以下条件：使得承压钢管杆在承压钢管杆腰部节点板的中心水平线位置的截面强度大于此处的弯矩。
优选地，支座为半圆实心球铰支座，半圆实心球铰支座通过焊接固定安装在承压杆底面，与拉线塔基础保护帽整体浇筑。
优选地，承压杆顶端固定安装有防水模块，防水模块包括顶板安装支座和防水顶板，顶板安装支座固定安装在承压杆顶端，防水顶板固定安装在安装支座上。
优选地，顶板安装支座由不锈钢制成，呈圆环形，防水顶板由不锈钢制成，呈圆形，顶板安装支座焊接在承压杆顶端，顶板安装支座和防水顶板开设有多个对正的通孔，用于顶板安装支座与防水顶板通过螺栓连接。
本发明改提供了一种基所述门型拉线塔腿部加固装置的加固方法，包括以下步骤：
步骤1，在承压杆上固定安装多组杆节点板，每组杆节点板的水平高度均高于拉线塔腿部腐蚀段，每组杆节点板包括多个杆节点板，同一组内的每个杆节点板在相同的水平高度上固定安装在承压杆上，与拉线塔节点对应；
步骤2，在拉线塔主材上固定安装多组主材节点板，一组主材节点板对应一组杆节点板，两者高度相同，每组主材节点板包括多个主材节点板，每个主材节点板均固定安装在拉线塔主材上；
步骤3，将支座固定安装在承压杆底面，
步骤4，在加固现场，开凿拉线塔混凝土保护帽，插入承压杆，在对应的杆节点板和主材节点板连接部开孔，并用螺栓连接；
步骤5，使用混凝土将承压杆与基础保护帽浇筑成整体。
优选地，步骤1进一步包括：在承压杆顶端固定安装防水模块，将顶板安装支座焊接在承压杆顶端，将防水顶板通过螺栓固定安装在安装支座上。
优选地，步骤1中承压杆是承压钢管杆，在承压钢管杆安装一组承压钢管杆顶部节点板和一组承压钢管杆腰部节点板，承压钢管杆顶部节点板在承压钢管杆腰部节点板上方，每组承压钢管杆顶部节点板包括四个杆节点板，沿承压钢管杆圆周间隔90°均匀焊接在承压钢管杆上。
优选地，步骤1中承压钢管杆顶部节点板与承压钢管杆顶端的距离不小于100mm。
优选地，步骤2中将一组顶部主材节点板中的四个主材节点板焊接至拉线塔主材，将一组腰部主材节点板中的四个腰部主材节点板焊接至拉线塔主材。
优选地，步骤3中将半圆实心球铰支座焊接在承压钢管杆底面。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，该加固方案实施后，与原结构相比整体性更强，可有效补充因腐蚀降低的结构强度；通过对承压钢管杆做防锈蚀处理，中长期内可有效预防腿部腐蚀带来的危害；节约材料，构件简单，加工方便，易于施工且非常经济。
附图说明
图1为本发明结构的立面图；
图2为本发明腿部加固后的立面图；
图3为本发明结构顶板的详图；
图4为本发明腿部加固后沿1-1的剖面图；
图5为本发明腿部加固后沿2-2的剖面图。
图中：
101-承压钢管杆；
102-半圆实心球铰支座；
103-承压钢管杆顶部节点板；
104-顶部主材节点板；
105-承压钢管杆腰部节点板；
106-腰部主材节点板；
107-顶板安装支座；
108-钢管防水顶板；
109-腿部腐蚀段。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
实施例1：一种门型拉线塔腿部加固装置
如图1、2、4所示，本发明的优选实施例1提供了一种门型拉线塔腿部加固装置，包括：承压杆、多组杆节点板、多组主材节点板和支座，多组杆节点板从上至下固定安装在承压杆上，每组杆节点板的水平高度均高于拉线塔腿部腐蚀段109，每组杆节点板包括多个杆节点板，同一组内的每个杆节点板在相同的水平高度上固定安装在承压杆上，与拉线塔节点对应。
多组主材节点板以一组主材节点板对应一组杆节点板的方式从上至下固定安装在多组杆节点板上，每组主材节点板包括多个主材节点板，每个主材节点板对应固定安装在杆节点板上，每个主材节点板同时固定安装在拉线塔主材上。
如图2、5所示，支座固定安装在承压杆底面，浇筑在拉线杆塔混凝土保护帽中。
为了清楚地表明部件安装的位置，本发明中的方向定义为，承压杆垂向安装，承压杆的顶端是指安装时远离地面的一端，承压杆的底面是指安装时靠近地面的一端，从上至下是指朝向地面的方向。
本领域技术人员可以根据拉线塔现场实际，选择合适的材料实施本发明，例如但不限于，强度、加工难易程度、成本等等。作为一种优选但非限制性的方式，承压杆是承压钢管杆101，杆节点板由与承压杆材料强度匹配的材质制成，优选但不限于不锈钢，主材节点板由与主材材料强度匹配材质制成，优选但不限于不锈钢，杆节点板焊接安装在承压钢管杆101上，杆节点板和主材节点板开设有对应的通孔，用于杆节点板和主材节点板通过螺栓连接，主材节点焊接在拉线塔主材上。
本领域技术人员还可以根据拉线塔现场实际，选择杆节点板的组数，为了说明本发明的实施方式，以两组杆节点板为例，更多组的杆节点板是本领域技术人员容易想到并实施的。作为一个优选但非限制性的方式，多组杆节点板包括一组承压钢管杆顶部节点板103和一组承压钢管杆腰部节点板105，多组主材节点板包括一组顶部主材节点板104和一组腰部主材节点板106，焊接拉线塔主材后的主材节点板能够与对应钢管杆节点板贴合，然后对两种节点板现场开孔，用螺栓连接。每组杆节点板包括四个杆节点板，沿承压钢管杆101圆周间隔90°均匀安装。
如图1至3所示，承压杆顶端固定安装有防水模块，防水模块包括顶板安装支座107和防水顶板，顶板安装支座107固定安装在承压杆顶端，防水顶板108固定安装在安装支座107上。
本领域技术人员可以根据拉线塔现场实际，选择合适的材料实施本发明，例如但不限于，强度、加工难易程度、成本等等。作为一种优选但非限制性的方式，顶板安装支座107由不锈钢材质制成，呈圆环形，防水顶板108由不锈钢材质制成，呈圆形，顶板安装支座107焊接在承压杆顶端，顶板安装支座107和防水顶板108开设有多个对正的通孔，用于顶板安装支座107与防水顶板108通过螺栓连接。
承压钢管杆顶部节点板103与承压钢管杆101顶端的距离不小于设定的距离值。一个非限制的实例是，承压钢管杆顶部节点板103与承压钢管杆101顶端的距离不小于100mm。
承压钢管杆顶部节点板103与承压钢管杆腰部节点板105之间的距离不小于取承压钢管杆顶部节点板103发生弯曲的安全阈值。安全阈值设置的方式可以由本领域技术人员根据拉线塔现场实际任意设定。一个优选但非限制性的实例为，取承压钢管杆顶部节点板103的中心水平线至承压钢管杆腰部节点板105的中心水平线之间的钢管为隔离体，该隔离体顶部的剪力与该隔离体底部的剪力方向相反，根据力的平衡条件，在该隔离体底部存在弯矩，底部截面强度要能够抵抗这个弯矩。
支座为与承压杆材料强度匹配的材质制成的半圆实心球铰支座102，优选但不限于不锈钢，半圆实心球铰支座102通过焊接固定安装在承压杆底面，和拉线塔基础保护帽整体浇筑。
实施例2：一种基于实施例1所述门型拉线塔腿部加固装置的加固方法，包括以下步骤：
步骤1，在承压杆上固定安装多组杆节点板，每组杆节点板的水平高度均高于拉线塔腿部腐蚀段109，每组杆节点板包括多个杆节点板，同一组内的每个杆节点板在相同的水平高度上固定安装在承压杆上，与拉线塔节点对应；
步骤1中承压杆是承压钢管杆101，在承压钢管杆101安装一组承压钢管杆顶部节点板103和一组承压钢管杆腰部节点板105，承压钢管杆顶部节点板103在承压钢管杆腰部节点板105上方，每组承压钢管杆顶部节点板103包括四个杆节点板，沿承压钢管杆101圆周间隔90°均匀焊接在承压钢管杆101上。
承压钢管杆顶部节点板103与承压钢管杆101顶端的距离不小于100mm。
步骤1进一步包括：在承压杆顶端固定安装防水模块，将顶板安装支座107焊接在承压杆顶端，将防水顶板108通过螺栓固定安装在安装支座107上。
步骤2，在拉线塔主材上固定安装多组主材节点板，一组主材节点板对应一组杆节点板，两者高度相同，每组主材节点板包括多个主材节点板，每个主材节点板均固定安装在拉线塔主材上；
步骤3，将支座固定安装在承压杆底面，
步骤4，在加固现场，开凿拉线塔混凝土保护帽，插入承压杆，在对应的杆节点板和主材节点板连接部开孔，并用螺栓连接；
步骤5，使用混凝土将承压杆与基础保护帽浇筑成整体。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，该加固方案实施后，与原结构相比整体性更强，可有效补充因腐蚀降低的结构强度；通过对承压钢管杆做防锈蚀处理，中长期内可有效预防腿部腐蚀带来的危害；节约材料，构件简单，加工方便，易于施工且非常经济。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种门型拉线塔腿部加固装置，包括：承压杆、多组杆节点板、多组主材节点板和支座，其特征在于，
多组杆节点板从上至下固定安装在承压杆上，每组杆节点板的水平高度均高于拉线塔腿部腐蚀段(109)，每组杆节点板包括多个杆节点板，同一组内的每个杆节点板在相同的水平高度上固定安装在承压杆上，与拉线塔节点对应；
多组主材节点板以一组主材节点板对应一组杆节点板的方式从上至下固定安装在多组杆节点板上，每组主材节点板包括多个主材节点板，每个主材节点板对应固定安装在一个杆节点板上，每个主材节点板同时固定安装在拉线塔主材上；
支座固定安装在承压杆底面，浇筑在拉线杆塔混凝土保护帽中；
承压杆垂向安装，承压杆的顶端是指安装时远离地面的一端，承压杆的底面是指安装时靠近地面的一端，从上至下是指朝向地面的方向。
2.根据权利要求1所述的门型拉线塔腿部加固装置，其特征在于，
承压杆是承压钢管杆(101)，杆节点板焊接安装在承压钢管杆(101)上，杆节点板和主材节点板开设有对应的通孔，用于杆节点板和主材节点板通过螺栓连接，主材节点板焊接在拉线塔主材上。
3.根据权利要求2所述的门型拉线塔腿部加固装置，其特征在于，
每组杆节点板包括四个杆节点板，沿承压钢管杆(101)圆周间隔90°均匀安装。
4.根据权利要求2所述的门型拉线塔腿部加固装置，其特征在于，
多组杆节点板包括一组承压钢管杆顶部节点板(103)和一组承压钢管杆腰部节点板(105)，多组主材节点板包括一组顶部主材节点板(104)和一组腰部主材节点板(106)。
5.根据权利要求3所述的门型拉线塔腿部加固装置，其特征在于，
承压钢管杆顶部节点板(103)与承压钢管杆(101)顶端的距离不小于设定的距离。
6.根据权利要求4或5所述的门型拉线塔腿部加固装置，其特征在于，
承压钢管杆顶部节点板(103)与承压钢管杆腰部节点板(105)之间的距离至少满足以下条件：使得承压钢管杆(101)在承压钢管杆腰部节点板(105)的中心水平线位置的截面强度大于此处的弯矩。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的门型拉线塔腿部加固装置，其特征在于，
支座为半圆实心球铰支座(102)，半圆实心球铰支座(102)通过焊接固定安装在承压杆底面，与拉线塔基础保护帽整体浇筑。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的门型拉线塔腿部加固装置，其特征在于，
承压杆顶端固定安装有防水模块，防水模块包括顶板安装支座(107)和防水顶板，顶板安装支座(107)固定安装在承压杆顶端，防水顶板(108)固定安装在安装支座(107)上。
9.根据权利要求8所述的门型拉线塔腿部加固装置，其特征在于，
顶板安装支座(107)由不锈钢制成，呈圆环形，防水顶板(108)由不锈钢制成，呈圆形，顶板安装支座(107)焊接在承压杆顶端，顶板安装支座(107)和防水顶板(108)开设有多个对正的通孔，用于顶板安装支座(107)与防水顶板(108)通过螺栓连接。
10.一种基于权利要求1-9任一项所述门型拉线塔腿部加固装置的加固方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，在承压杆上固定安装多组杆节点板，每组杆节点板的水平高度均高于拉线塔腿部腐蚀段(109)，每组杆节点板包括多个杆节点板，同一组内的每个杆节点板在相同的水平高度上固定安装在承压杆上，与拉线塔节点对应；
步骤2，在拉线塔主材上固定安装多组主材节点板，一组主材节点板对应一组杆节点板，两者高度相同，每组主材节点板包括多个主材节点板，每个主材节点板均固定安装在拉线塔主材上；
步骤3，将支座固定安装在承压杆底面，
步骤4，在加固现场，开凿拉线塔混凝土保护帽，插入承压杆，在对应的杆节点板和主材节点板连接部开孔，并用螺栓连接；
步骤5，使用混凝土将承压杆与基础保护帽浇筑成整体。
11.根据权利要求10所述的加固方法，其特征在于，
步骤1进一步包括：在承压杆顶端固定安装防水模块，将顶板安装支座(107)焊接在承压杆顶端，将防水顶板(108)通过螺栓固定安装在安装支座(107)上。
12.根据权利要求10或11所述的加固方法，其特征在于，
步骤1中承压杆是承压钢管杆(101)，在承压钢管杆(101)安装一组承压钢管杆顶部节点板(103)和一组承压钢管杆腰部节点板(105)，承压钢管杆顶部节点板(103)在承压钢管杆腰部节点板(105)上方，每组承压钢管杆顶部节点板(103)包括四个杆节点板，沿承压钢管杆(101)圆周间隔90°均匀焊接在承压钢管杆(101)上。
13.根据权利要求12所述的加固方法，其特征在于，
步骤1中承压钢管杆顶部节点板(103)与承压钢管杆(101)顶端的距离不小于100mm。
14.根据权利要求12所述的加固方法，其特征在于，
步骤2中将一组顶部主材节点板(104)中的四个主材节点板(104)焊接至拉线塔主材，将一组腰部主材节点板(106)中的四个腰部主材节点板(106)焊接至拉线塔主材。
15.根据权利要求12所述的加固方法，其特征在于，
步骤3中将半圆实心球铰支座(102)焊接在承压钢管杆(101)底面。
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