CN209780398U

CN209780398U - 一种铁塔构件防屈曲耗能加固装置

Info

Publication number: CN209780398U
Application number: CN201920022313.5U
Authority: CN
Inventors: 孟令星; 郭刘潞; 田利; 肖祥; 刘云杰; 杨军; 李靖宇
Original assignee: Shandong Electric Power Engineering Consulting Institute Corp Ltd
Current assignee: Shandong Electric Power Engineering Consulting Institute Corp Ltd
Priority date: 2019-01-07
Filing date: 2019-01-07
Publication date: 2019-12-13
Anticipated expiration: 2029-01-07

Abstract

本实用新型公开了一种铁塔构件防屈曲耗能加固装置，它解决了现有技术中不能有效实现角钢的减振耗能、成本较高的问题，具有提高角钢的极限受压承载力，防止角钢发生整体失稳、局部失稳及耗能的效果；其技术方案为：包括用于夹持角钢的第一约束构件和第二约束构件，第一约束构件与第二约束构件的一端通过铰制孔螺栓连接，另一端通过螺栓连接；且第一约束构件、第二约束构件之间形成方形加固空间；所述方形加固空间内沿长度方向间隔设置有与第二约束构件固定的减振环。

Description

一种铁塔构件防屈曲耗能加固装置

技术领域

本实用新型涉及输电塔加固领域，尤其涉及一种铁塔构件防屈曲耗能加固装置。

背景技术

随着经济的快速发展，对电力需求越来越大，现有运行中的部分输电线路和铁塔不能满足生产发展的需求，需要对输电线路进行升级改造。此外，伴随着通讯技术的发展，服役中的通讯塔升级扩容问题成为重中之重。结构在新的使用条件下，所受荷载或传力途径等发生变化，或在外界环境作用下，出现不可避免的损伤和缺陷，引起宏观力学性能的恶化，为工程事故的发生埋下恶果。因此，对既有铁塔加固补强改造迫在眉睫。

角钢塔施工简单，运输方便，被广泛应用于输电线路及通讯体系中，约占全球铁塔的80％左右。角钢塔中的角钢，实际上是属于双向偏心受压构件，其受力非常复杂。角钢受压可能呈现的屈曲模式包含整体失稳(含弯曲失稳、扭转失稳、弯扭失稳)以及局部失稳。无论发生哪种屈曲模式，角钢屈曲后强度和刚度都会显著下降，容易诱发结构局部或者整体的倒塌。

近年来专家学者提出了屈曲约束支撑(Buckling restrained brace.BRB)，防止构件屈曲导致的强度和刚度退化。BRB改善了传统中心支撑在地震或风荷载作用下存在受压屈曲的问题，增大了结构的经济性。如铁塔角钢防弯扭失稳加固装置(专利号：201610457324.7)中通过加固肋板实现BRB加固的效果，该专利可以提高角钢构件的极限承载力和抗弯扭承载力，但当角钢构件承受动荷载作用时，该装置仅能实现控制结构变形的作用。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种铁塔构件防屈曲耗能加固装置，其具有提高角钢的极限受压承载力，防止角钢发生整体失稳、局部失稳及耗能的效果。

本实用新型采用下述技术方案：

一种铁塔构件防屈曲耗能加固装置，包括用于夹持角钢的第一约束构件和第二约束构件，第一约束构件与第二约束构件的一端通过铰制孔螺栓连接，另一端通过螺栓连接；且第一约束构件、第二约束构件之间形成方形加固空间；所述方形加固空间内沿长度方向间隔设置有与第二约束构件固定的减振环。

进一步的，所述减振环通过环氧树脂粘贴于第二约束构件内侧。

进一步的，所述减振环呈方形环结构，减振环与第一约束构件之间具有容纳角钢的间隙。

进一步的，所述减振环采用GFRP材料制成。

进一步的，所述第一约束构件与第二约束构件分别呈L型，且第一约束构件与第二约束构件采用GFRP材料制成。

进一步的，所述第一约束构件的一端设置多个螺栓孔，另一端设置连接孔，且螺栓孔与连接孔的中心线垂直。

进一步的，所述第二约束构件的一端设置90°拐角段，90°拐角段开设多个螺栓孔；第二约束构件另一端设置连接孔，且螺栓孔与连接孔的中心线垂直。

进一步的，所述第一约束构件的底部通过环氧树脂粘贴限位挡块。

进一步的，所述限位挡块采用GFRP材料制成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型设置减振环，在角钢发生较大变形时，通过减振环的变形起到吸收能量的作用，提高了角钢的极限受压承载力；

(2)本实用新型的两个约束构件相对设置，一端通过螺栓连接，另一端通过铰制孔螺栓连接，实现在对原构件无焊接的情况下，对正在服役的输电塔等铁塔的角钢实现加固、耗能的目的。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本实用新型的横向截面示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

其中，1、角钢，2、第一约束构件，3、第二约束构件，4、减振环，5、铰制孔螺栓，6、粘贴点，7、螺栓，8、限位挡块。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

GFRP，也叫GRP或FRP，即玻璃纤维增强塑料，俗称玻璃钢。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在不能有效实现角钢的减振耗能、成本较高的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种铁塔构件防屈曲耗能加固装置。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1-图2所示，提供了一种铁塔构件防屈曲耗能加固装置，包括第一约束构件2、第二约束构件3、减振环4，其中，第一约束构件2和第二约束构件3均呈L型结构。

第一约束构件2一端设置螺栓孔，另一端设置连接孔，且螺栓孔与连接孔的中心线垂直，即螺纹孔的中心线沿装置横向设置，连接孔的中心线沿装置长度方向设置。

第二约束构件3的肢宽与角钢1大致相同，所述第二约束构件3的一端设置90°拐角段，90°拐角段开设螺栓孔，用于安装固定；第二约束构件3另一端设置连接孔，且其螺栓孔与连接孔的中心线垂直。

第一约束构件2与第二约束构件3的一端通过穿过螺栓孔的螺栓7固定，另一端通过穿过连接孔的铰制孔螺栓5固定，第一约束构件2、第二约束构件3之间形成方形加固空间；第一约束构件2与第二约束构件3通过螺栓7、铰制孔螺栓5连接，可在确保约束构件预期功能的情况下尽量减小螺栓用量，以缩小材料和安装成本。

在一些实施方式中，螺栓7选用M16螺栓。

一般角钢1沿长度方向上可采用三个螺栓7，位于第一约束构件2的两端及中间，如图2所示，角钢1较长时，可视情况增加螺栓7的数量。

所述方形加固空间内沿长度方向间隔设置有与第二约束构件2固定的减振环4，在角钢1发生较大变形时，通过减振环4的变形起到吸收能量的作用，提高了角钢1的极限受压承载力。

在较大动荷载作用下，减震环4一方面限制角钢1变形，另一方面可以通过减振环4的“变形-恢复”达到耗能的作用，同时，使用减振环4可有效减小减振装置的材料用量和质量，减小成本。

减振环4间距可根据计算及加固角钢1的长度进行设置。

所述减振环4通过环氧树脂粘贴于第二约束构件2内侧。

所述减振环4呈方形环结构，经一次成型，方便安装使用和大批量生产，并且可以防止产生操作误差。

减振环4的两侧边与第二约束构件2的内壁具有粘贴点6，减振环4的其余两侧边与第一约束构件2之间具有容纳角钢1的间隙。

所述第一约束构件2、第二约束构件3、减振环4均采用GFRP材料制成，具有强度高，不易变形、无电腐蚀、非磁性、耐热性和耐火性高，具有良好的耐化学腐蚀性，在酸、碱、氯盐和潮湿环境中可以长期使用，并有施工方便、重量轻、使用寿命长和价格低廉等优点。

所述第一约束构件2的底部通过环氧树脂粘贴限位挡块8，用于固定约束构件。

若角钢1两端标高不同，限位挡块8挡块应布置在标高较低的一端。

所述限位挡块8采用GFRP材料制成。

第一约束构件2、第二约束构件3与角钢1之间设置1-2mm的间隙。

本实施方式中需要注意以下几个方面：

第一，减振环4末端应与减振环4外圈保持一定的距离，确保减振环4吸能耗能；

第二，在对角钢1进行加固之前，要对铁塔进行综合评估，以设计并确定约束构件的尺寸，达到较好的加固效果。

本实施方式中，应当根据结构的具体情况确定铁塔角钢加固装置的安装位置和数量，以达到最佳的加固效果。

本申请可直接针对正在服役的输电塔等铁塔角钢进行加固，不需要对需加固的角钢构件进行焊接，避免产生残余应力及局部损伤。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种铁塔构件防屈曲耗能加固装置，其特征在于，包括用于夹持角钢的第一约束构件和第二约束构件，第一约束构件与第二约束构件的一端通过铰制孔螺栓连接，另一端通过螺栓连接；且第一约束构件、第二约束构件之间形成方形加固空间；所述方形加固空间内沿长度方向间隔设置有与第二约束构件固定的减振环。

2.根据权利要求1所述的一种铁塔构件防屈曲耗能加固装置，其特征在于，所述减振环通过环氧树脂粘贴于第二约束构件内侧。

3.根据权利要求2所述的一种铁塔构件防屈曲耗能加固装置，其特征在于，所述减振环呈方形环结构，减振环与第一约束构件之间具有容纳角钢的间隙。

4.根据权利要求1所述的一种铁塔构件防屈曲耗能加固装置，其特征在于，所述减振环采用GFRP材料制成。

5.根据权利要求1所述的一种铁塔构件防屈曲耗能加固装置，其特征在于，所述第一约束构件与第二约束构件分别呈L型，且第一约束构件与第二约束构件采用GFRP材料制成。

6.根据权利要求5所述的一种铁塔构件防屈曲耗能加固装置，其特征在于，所述第一约束构件的一端设置多个螺栓孔，另一端设置连接孔，且螺栓孔与连接孔的中心线垂直。

7.根据权利要求5所述的一种铁塔构件防屈曲耗能加固装置，其特征在于，所述第二约束构件的一端设置90°拐角段，90°拐角段开设多个螺栓孔；第二约束构件另一端设置连接孔，且螺栓孔与连接孔的中心线垂直。

8.根据权利要求1所述的一种铁塔构件防屈曲耗能加固装置，其特征在于，所述第一约束构件的底部通过环氧树脂粘贴限位挡块。

9.根据权利要求8所述的一种铁塔构件防屈曲耗能加固装置，其特征在于，所述限位挡块采用GFRP材料制成。