CN114061997B - 一种输电塔塔段加载试验装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电塔塔段加载试验装置和方法，包括：加载试验机、设于加载试验机上方的横梁、设于横梁上的导轨、设于导轨上的横杆、第一滑轮、第二滑轮、反力架、计算机、第四千斤顶和与被测输电塔塔段连接的第一千斤顶、第二千斤顶和第三千斤顶；横杆的上表面的安装有第一滑轮和第二滑轮；第一滑轮固定有第一千斤顶，第一千斤顶位于横梁的下方；第二滑轮固定有第二千斤顶，第二千斤顶位于横梁的上方；横杆的其中一端安装有第四千斤顶，第四千斤顶固定于反力架上；反力架上固定有第三千斤顶；第一千斤顶、第二千斤顶、第三千斤顶和第四千斤顶分别与计算机电连接。采用本发明实施例能够确模拟输电塔塔段的受力情况，减小试验误差，可靠性高。

Description

一种输电塔塔段加载试验装置和方法

技术领域

本发明涉及输电塔技术领域，尤其涉及一种输电塔塔段加载试验装置和方法。

背景技术

为了保证输电线路正常运行与安全输送电力，提高高压输电线路的抗风能力，需要对现有输电塔进行加固改造，然而，对于输电塔的加固改造方案，其实际效果并不能较好得到地体现，因此，亟需一种输电塔塔段加载试验方法，以准确评估加固改造后的输电塔塔段的加固效果。

目前，输电塔段加载试验中塔段的受力情况与实际工况中的输电塔塔段的受力情况具有较大的偏差，导致试验结果误差较大，可靠性较低。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种输电塔塔段加载试验装置和方法，能够准确模拟输电塔塔段的受力情况，减小试验误差，可靠性高。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种输电塔塔段加载试验装置，包括：

加载试验机、设于所述加载试验机上方的横梁、设于所述横梁上的导轨、设于所述导轨上的横杆、第一滑轮、第二滑轮、反力架、计算机、第四千斤顶和与被测输电塔塔段连接的第一千斤顶、第二千斤顶和第三千斤顶；

所述横杆的上表面的安装有所述第一滑轮和所述第二滑轮；

所述第一滑轮固定有所述第一千斤顶，所述第一千斤顶位于所述横梁的下方；

所述第二滑轮固定有所述第二千斤顶，所述第二千斤顶位于所述横梁的上方；

所述横杆的其中一端安装有所述第四千斤顶，所述第四千斤顶固定于所述反力架上；

所述反力架上固定有所述第三千斤顶；

所述第一千斤顶、所述第二千斤顶、所述第三千斤顶和所述第四千斤顶分别与所述计算机电连接。

作为上述方案的改进，所述第一千斤顶为竖直设置，以控制所述第一千斤顶向被测输电塔塔段施加压力；

所述第二千斤顶为竖直设置，以控制所述第二千斤顶向被测输电塔塔段施加拉力；

所述第三千斤顶为水平设置，以控制所述第三千斤顶向被测输电塔塔段施加第一推力；

所述第四千斤顶为水平设置，以控制所述第四千斤顶向所述横杆施加第二推力。

作为上述方案的改进，

根据被测输电塔塔段受到的侧向荷载及竖向荷载和所述被测输电塔塔段的长度，设定所述第一千斤顶的加载荷载；

根据被测输电塔塔段受到的侧向荷载及竖向荷载和所述被测输电塔塔段的长度，设定所述第二千斤顶的加载荷载；

根据被测输电塔塔段受到的侧向荷载设定所述第三千斤顶的加载荷载；

根据预设的推力与位移关系控制所述第四千斤顶向所述横杆施加第二推力，以使所述横杆移动。

作为上述方案的改进，所述推力与位移关系包括：

根据第一推力确定所述被测输电塔塔段在所述第三千斤顶施加第一推力时产生的侧向位移；

根据所述侧向位移确定所述第二推力，以使所述横杆移动的位移和所述侧向位移相同。

作为上述方案的改进，根据被测输电塔塔段的长度确定所述横杆上的第一滑轮和第二滑轮之间的距离。

作为上述方案的改进，所述输电塔塔段加载试验装置还包括加载试验台座，所述加载试验台座位于所述加载试验机的下方。

为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种输电塔塔段加载试验方法，包括：使用上述所述的输电塔塔段加载试验装置进行试验，所述输电塔塔段加载试验方法包括：

根据被测输电塔塔段的长度调节所述横杆的长度，以使所述横杆上的第一滑轮和第二滑轮之间的距离与被测输电塔塔段的长度相同，且保持不变；

控制所述第一千斤顶向被测输电塔塔段施加压力、所述第二千斤顶向被测输电塔塔段施加拉力和所述第三千斤顶向被测输电塔塔段施加第一推力，其中，根据预设的比例关系确定所述压力、所述拉力和所述第一推力；

根据预设的推力与位移关系控制所述第四千斤顶向所述横杆施加第二推力，以使所述横杆移动。

作为上述方案的改进，所述比例关系包括：

根据被测输电塔塔段受到的侧向荷载及竖向荷载和所述被测输电塔塔段的长度，设定所述第一千斤顶的加载荷载；

根据被测输电塔塔段受到的侧向荷载及竖向荷载和所述被测输电塔塔段的长度，设定所述第二千斤顶的加载荷载；

根据被测输电塔塔段受到的侧向荷载设定所述第三千斤顶的加载荷载。

作为上述方案的改进，所述推力与位移关系包括：

根据第一推力确定所述被测输电塔塔段在所述第三千斤顶施加第一推力时产生的侧向位移；

根据所述侧向位移确定所述第二推力，以使所述横杆移动的位移和所述侧向位移相同。

与现有技术相比，本发明实施例提供的一种输电塔塔段加载试验装置和方法，通过设置第一千斤顶、第二千斤顶和第三千斤顶，以控制所述第一千斤顶向被测输电塔塔段施加压力、所述第二千斤顶向被测输电塔塔段施加拉力和所述第三千斤顶向被测输电塔塔段施加第一推力，能够将被测输电塔塔段在实际工况中受到的弯矩、推力、重力等进行了简化，简单施加反向竖向力C、T和推力P，使试验更容易操作和进行，同时通过设置第四千斤顶，以根据预设的推力与位移关系控制所述第四千斤顶向所述横杆施加第二推力，使所述横杆移动，考虑到了被测输电塔塔段在实际试验中，推力P会使被测输电塔塔段发生侧向位移的情况，能够使竖直方向的第一千斤顶和第二千斤顶随被测输电塔塔段的侧向位移而移动，保证了试验的可靠性。由此可见，本发明实施例能够准确模拟输电塔塔段的受力情况，减小试验误差，可靠性高。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种输电塔塔段加载试验装置的结构框图；

图2是本发明实施例提供的一种输电塔塔段加载试验装置联动部分的结构框图；

图3是本发明实施例提供的导轨及滑轮的布置图；

图4是本发明实施例提供的导轨及滑轮的布置细部图；

图5是本发明实施例提供的横杆连接联动部分的结构框图；

图6是本发明实施例提供的被测输电塔塔段子结构荷载的等效示意图；

图7是本发明实施例提供的一种输电塔塔段加载试验方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1-5，所述一种输电塔塔段加载试验装置，包括：

加载试验机1、设于所述加载试验机1上方的横梁2、设于所述横梁2上的导轨3、设于所述导轨3上的横杆10、第一滑轮4、第二滑轮5、反力架12、计算机11、第四千斤顶9和与被测输电塔塔段连接的第一千斤顶6、第二千斤顶7和第三千斤顶8；

所述横杆10的上表面的安装有所述第一滑轮4和所述第二滑轮5；

所述第一滑轮4固定有所述第一千斤顶6，所述第一千斤顶6位于所述横梁2的下方；

所述第二滑轮5固定有所述第二千斤顶7，所述第二千斤顶7位于所述横梁2的上方；

所述横杆10的其中一端安装有所述第四千斤顶9，所述第四千斤顶9固定于所述反力架12上；

所述反力架12上固定有所述第三千斤顶8；

所述第一千斤顶6、所述第二千斤顶7、所述第三千斤顶8和所述第四千斤顶9分别与所述计算机11电连接。

可以理解的是，所述第一千斤顶6布置在所述横梁2的下方，所述第一千斤顶6的顶部与被测输电塔塔段的一侧连接，所述第一千斤顶6的底部与所述第一滑轮4连接；所述第一滑轮4的上方设有第一钢板，所述第一钢板与所述第一千斤顶6的底部连接，以使所述第一滑轮4和所述第一千斤顶6构成整体，其相互联动可以滑动；其中，所述第一钢板的宽度大于所述横梁2的宽度。

可以理解的是，所述第二千斤顶7布置在所述横梁2的上方，所述第二千斤顶7的底部通过一竖直方向的拉杆与被测输电塔塔段的另一侧连接，所述第二千斤顶7的底部还与所述第二滑轮5连接；所述第二滑轮5的上方设有第二钢板，所述第二钢板与所述第二千斤顶7连接，以使所述第二滑轮5和所述第二千斤顶7构成整体，其相互联动可以滑动；其中，所述第二钢板的宽度大于所述横梁2的宽度。

可以理解，所述第一滑轮4和所述第二滑轮5之间的距离和被测输电塔塔段的长度相同，且在试验过程中保持不变，即当第一千斤顶6滑动时，第二千斤顶7也随之滑动，或当第二千斤顶7滑动时，第一千斤顶6也随之滑动。需要说明的是，所述横杆10可以调节长度，在试验开始前，通过所述横杆10调节所述第一滑轮4和所述第二滑轮5之间的距离和被测输电塔塔段的长度相同，且保持不变。

可以理解是，所述横杆10的其中一端设有金属板，所述金属板与所述横梁2上方的水平方向的第四千斤顶相连，对所述第四千斤顶进行位移控制，能够推动所述横杆10进行水平方向移动，进而控制第一千斤顶6和第二千斤顶7进行水平方向的位移移动，从而解决被测输电塔塔段发生侧向位移的问题。

具体地，所述第一千斤顶6为竖直设置，以控制所述第一千斤顶6向被测输电塔塔段施加压力；

所述第二千斤顶7为竖直设置，以控制所述第二千斤顶7向被测输电塔塔段施加拉力；

所述第三千斤顶8为水平设置，以控制所述第三千斤顶8向被测输电塔塔段施加第一推力；

所述第四千斤顶9为水平设置，以控制所述第四千斤顶9向所述横杆10施加第二推力。

具体地，根据被测输电塔塔段受到的侧向荷载及竖向荷载和所述被测输电塔塔段的长度，设定所述第一千斤顶6的加载荷载；

根据被测输电塔塔段受到的侧向荷载及竖向荷载和所述被测输电塔塔段的长度，设定所述第二千斤顶7的加载荷载；

根据被测输电塔塔段受到的侧向荷载设定所述第三千斤顶8的加载荷载；

根据预设的推力与位移关系控制所述第四千斤顶9向所述横杆10施加第二推力，以使所述横杆10移动。

可以理解的是，所述第一千斤顶的加载荷载作为第一千斤顶向被测输电塔塔段施加的压力；所述第二千斤顶的加载荷载作为所述第二千斤顶向被测输电塔塔段施加的拉力；所述第三千斤顶的加载荷载作为所述第三千斤顶向被测输电塔塔段施加的第一推力。

可以理解的是，第一千斤顶、第二千斤顶和第三千斤顶所在位置的力是依据被测输电塔塔段受力特点而设定的；如图6所示，输电塔塔段在实际工况中会受到其上部结构所传来的侧向荷载所形成的不平衡弯矩M_W和侧向力P_W，同时结构自重在结构两端产生了相等的竖向荷载G_i，因此，对被测输电塔塔段受到的不平衡弯矩M_W、侧向力P_W和竖向荷载G_i进行简化处理，基于荷载等效原则对被测输电塔塔段的两端施加两对反向竖向力C、T，以模拟竖向荷载G_i及不平衡弯矩M_W，显然C＝M_W/L+G_i，T＝M_W/L-G_i。在本发明实施例中，通过第一千斤顶处施加竖向压力C，第二千斤顶施加竖向拉力T，第三千斤顶施加侧向力P_W，能够模拟被测输电塔塔段的受力情况，使试验更容易操作和进行。

具体地，所述推力与位移关系包括：

根据第一推力确定所述被测输电塔塔段在所述第三千斤顶8施加第一推力时产生的侧向位移；

根据所述侧向位移确定所述第二推力，以使所述横杆10移动的位移和所述侧向位移相同。

可以理解的是，当被测输电塔塔段在加载试验过程中，水平方向的第三千斤顶对其施加水平方向的第一推力，造成塔段的侧向位移，此时第三千斤顶在计算机中会有水平位移的数值，据此设定推力与位移关系，使第四千斤顶进行位移控制，以控制第四千斤顶的位移与第三千斤顶的位移读数保持一致，而与第一推力不存在关系，进而由第四千斤顶推动横杆移动，并推动滑轮在导轨上移动，进而使第一千斤顶和第二千斤顶发生横向位移，与塔段因第三千斤顶施加的侧向力产生的侧向位移保持一致，因此第一千斤顶和第二千斤顶在塔段上施加竖向力的作用点位置不发生变化，以更好地模拟输电塔段的受力情况。

具体地，根据被测输电塔塔段的长度确定所述横杆10上的第一滑轮4和第二滑轮5之间的距离。

可选地，所述输电塔塔段加载试验装置还包括加载试验台座13，所述加载试验台座13位于所述加载试验机1的下方。

参见图7，图7是本发明实施例提供的一种输电塔塔段加载试验方法的流程图，所述输电塔塔段加载试验方法，包括：使用如上述任一实施例所述的输电塔塔段加载试验装置进行试验，所述输电塔塔段加载试验方法包括：

S1、根据被测输电塔塔段的长度调节所述横杆的长度，以使所述横杆上的第一滑轮和第二滑轮之间的距离与被测输电塔塔段的长度相同，且保持不变；

S2、控制所述第一千斤顶向被测输电塔塔段施加压力、所述第二千斤顶向被测输电塔塔段施加拉力和所述第三千斤顶向被测输电塔塔段施加第一推力，其中，根据预设的比例关系确定所述压力、所述拉力和所述第一推力；

S3、根据预设的推力与位移关系控制所述第四千斤顶向所述横杆施加第二推力，以使所述横杆移动。

具体地，所述比例关系包括：

根据被测输电塔塔段受到的侧向荷载及竖向荷载和所述被测输电塔塔段的长度，设定所述第一千斤顶的加载荷载；

根据被测输电塔塔段受到的侧向荷载及竖向荷载和所述被测输电塔塔段的长度，设定所述第二千斤顶的加载荷载；

根据被测输电塔塔段受到的侧向荷载设定所述第三千斤顶的加载荷载。

具体地，所述推力与位移关系包括：

根据第一推力确定所述被测输电塔塔段在所述第三千斤顶施加第一推力时产生的侧向位移；

根据所述侧向位移确定所述第二推力，以使所述横杆移动的位移和所述侧向位移相同。

本发明实施例所提供的一种输电塔塔段加载试验装置和方法，通过设置第一千斤顶、第二千斤顶和第三千斤顶，以控制所述第一千斤顶向被测输电塔塔段施加压力、所述第二千斤顶向被测输电塔塔段施加拉力和所述第三千斤顶向被测输电塔塔段施加第一推力，能够将被测输电塔塔段在实际工况中受到的弯矩、推力、重力等进行了简化，简单施加反向竖向力C、T和推力P，使试验更容易操作和进行，同时通过设置第四千斤顶，以根据预设的推力与位移关系控制所述第四千斤顶向所述横杆施加第二推力，使所述横杆移动，考虑到了被测输电塔塔段在实际试验中，推力P会使被测输电塔塔段发生侧向位移的情况，能够使竖直方向的第一千斤顶和第二千斤顶随被测输电塔塔段的侧向位移而移动，保证了试验的可靠性。由此可见，本发明实施例能够准确模拟输电塔塔段的受力情况，减小试验误差，可靠性高。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种输电塔塔段加载试验装置，其特征在于，包括：

加载试验机、设于所述加载试验机上方的横梁、设于所述横梁上的导轨、设于所述导轨上的横杆、第一滑轮、第二滑轮、反力架、计算机、第四千斤顶和与被测输电塔塔段连接的第一千斤顶、第二千斤顶和第三千斤顶；

所述横杆的上表面的安装有所述第一滑轮和所述第二滑轮；

所述第一滑轮固定有所述第一千斤顶，所述第一千斤顶位于所述横梁的下方；

所述第二滑轮固定有所述第二千斤顶，所述第二千斤顶位于所述横梁的上方；

所述横杆的其中一端安装有所述第四千斤顶，所述第四千斤顶固定于所述反力架上；

所述反力架上固定有所述第三千斤顶；

所述第一千斤顶、所述第二千斤顶、所述第三千斤顶和所述第四千斤顶分别与所述计算机电连接；

其中，所述第三千斤顶为水平设置，以控制所述第三千斤顶向被测输电塔塔段施加第一推力；

所述第四千斤顶为水平设置，以控制所述第四千斤顶向所述横杆施加第二推力。

2.如权利要求1所述的输电塔塔段加载试验装置，其特征在于，

所述第一千斤顶为竖直设置，以控制所述第一千斤顶向被测输电塔塔段施加压力；

所述第二千斤顶为竖直设置，以控制所述第二千斤顶向被测输电塔塔段施加拉力。

3.如权利要求2所述的输电塔塔段加载试验装置，其特征在于，

根据被测输电塔塔段受到的侧向荷载及竖向荷载和所述被测输电塔塔段的长度，设定所述第一千斤顶的加载荷载；

根据被测输电塔塔段受到的侧向荷载及竖向荷载和所述被测输电塔塔段的长度，设定所述第二千斤顶的加载荷载；

根据被测输电塔塔段受到的侧向荷载设定所述第三千斤顶的加载荷载；

根据预设的推力与位移关系控制所述第四千斤顶向所述横杆施加第二推力，以使所述横杆移动。

4.如权利要求3所述的输电塔塔段加载试验装置，其特征在于，所述推力与位移关系包括：

根据第一推力确定所述被测输电塔塔段在所述第三千斤顶施加第一推力时产生的侧向位移；

根据所述侧向位移确定所述第二推力，以使所述横杆移动的位移和所述侧向位移相同。

5.如权利要求1所述的输电塔塔段加载试验装置，其特征在于，根据被测输电塔塔段的长度确定所述横杆上的第一滑轮和第二滑轮之间的距离。

6.如权利要求1所述的输电塔塔段加载试验装置，其特征在于，所述输电塔塔段加载试验装置还包括加载试验台座，所述加载试验台座位于所述加载试验机的下方。

7.一种输电塔塔段加载试验方法，其特征在于，包括：使用如权利要求1所述的输电塔塔段加载试验装置进行试验，所述输电塔塔段加载试验方法包括：

根据被测输电塔塔段的长度调节所述横杆的长度，以使所述横杆上的第一滑轮和第二滑轮之间的距离与被测输电塔塔段的长度相同，且保持不变；

控制所述第一千斤顶向被测输电塔塔段施加压力、所述第二千斤顶向被测输电塔塔段施加拉力和所述第三千斤顶向被测输电塔塔段施加第一推力，其中，根据预设的比例关系确定所述压力、所述拉力和所述第一推力；

根据预设的推力与位移关系控制所述第四千斤顶向所述横杆施加第二推力，以使所述横杆移动。

8.如权利要求7所述的输电塔塔段加载试验方法，其特征在于，所述比例关系包括：

根据被测输电塔塔段受到的侧向荷载及竖向荷载和所述被测输电塔塔段的长度，设定所述第一千斤顶的加载荷载；

根据被测输电塔塔段受到的侧向荷载及竖向荷载和所述被测输电塔塔段的长度，设定所述第二千斤顶的加载荷载；

根据被测输电塔塔段受到的侧向荷载设定所述第三千斤顶的加载荷载。

9.如权利要求7所述的输电塔塔段加载试验方法，其特征在于，所述推力与位移关系包括：

根据第一推力确定所述被测输电塔塔段在所述第三千斤顶施加第一推力时产生的侧向位移；

根据所述侧向位移确定所述第二推力，以使所述横杆移动的位移和所述侧向位移相同。