CN212336877U - 立柱及三角型桁式塔架 - Google Patents

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徐翰韬
李磊
彭阔
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Beijing Kaidao Construction Engineering Co ltd
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Abstract

本申请公开了一种立柱及三角型桁式塔架,涉及电力设备领域。立柱用作三角型桁式塔架的支撑,包括:两个平直管壁和多组直角型管壁。两个平直管壁的一端相交并且呈锐角。多组直角型管壁沿着立柱的轴线高度方向间隔设置,每组直角型管壁对应连接两个平直管壁的另一端,并与它们形成中空封闭的管状结构,以提高三角型桁式塔架的局部抗扭能力。两个平直管壁及多组直角型管壁均采用FRP材料制成。相比传统的镀锌钢材塔架结构,本申请可以节省塔架材料,减小材料在运输过程中的重量,降低塔架建造成本。

Description

立柱及三角型桁式塔架
技术领域
本申请涉及电力设备领域,特别是涉及一种立柱及三角型桁式塔架。
背景技术
塔架在当今社会的使用很是广泛,一般包括高压(超高压)输电铁塔、通讯、电视台天线、广播电台铁塔,以及其他用途的塔架。常规的铁塔顾名思义就是使用钢铁型材构造而成,虽然对于钢材可以采用镀锌工艺来进行防腐,但是镀锌钢的抗腐蚀能力仍然较差,维修费用高,而且钢材的资源量有限、造价高昂。
此外,电力输送塔架一般修建在高山峻岭之间,需要铺设平坦公路以便运输安装,或者使用人力背送构件到使用现场,安装过程也需要人的全程操作,危险性大、施工费用高。例如:脚手架的搭设以及拆除费用、机械的进出场费,而且二次运输费高。
因此,亟需研制出一种塔架,能够节省塔架材料,减小材料在运输过程中的重量,降低塔架建造成本。
实用新型内容
发明人发现,市场上有一种纤维复合材料材料(英文全称:Fiber ReinforcedPolymer,英文简称FRP)已经成为钢材的替代品。FRP材料具有轻质高强、耐腐蚀、绝缘、无磁、对电磁波透明等特性,其使用寿命远远超过镀锌钢材。若将其应用于塔架结构中,能起到节省塔架材料,减小材料在运输过程中的重量,降低塔架建造成本的目的。
基于此,本申请一方面,提供了一种立柱,用作三角型桁式塔架的支撑,包括:
两个平直管壁,它们的一端相交,并且两个平直管壁之间呈锐角,以形成锐角型立柱;和
多组直角型管壁,沿着所述立柱的轴线高度方向间隔设置,每组直角型管壁对应连接所述两个平直管壁的另一端,并与所述两个平直管壁形成中空封闭的管状结构,以提高三角型桁式塔架的局部抗扭能力;
其中,所述两个平直管壁及所述多组直角型管壁均采用FRP材料制成。
可选地,每一平直管壁沿自身的宽度方向延伸形成对应的翼板,用于连接所述三角型桁式塔架,以增加所述立柱截面的惯性矩。
可选地,所述的立柱还包括多个加强肋,与所述多组直角型管壁一一对应,所述多个加强肋沿着所述立柱的轴线高度方向间隔设置,每一加强肋设置在所述两个平直管壁的交点与对应的每组直角型管壁的交点的连线处,每一加强肋采用FRP材料制成。
可选地,所述多个加强肋、所述多组直角型管壁与所述立柱通过挤压一体成型。
根据本申请的另一个方面,提供了一种三角型桁式塔架,包括:
四个立柱,对应支撑在三角型桁式塔架四个支撑点处,并沿三角型桁式塔架的高度方向呈下大上小的四棱锥状,每一立柱包括:
两个平直管壁,它们的一端相交,并且两个平直管壁之间呈锐角,以形成锐角型立柱,每一平直管壁沿自身的宽度方向延伸形成对应的翼板,用于连接所述三角型桁式塔架,以增加所述立柱截面的惯性矩,
多组直角型管壁,沿着所述立柱的轴线高度方向间隔设置,每组直角型管壁对应连接所述两个平直管壁的另一端,并与所述两个平直管壁形成中空封闭的管状结构,以提高三角型桁式塔架的局部抗扭能力,
多个加强肋,与所述多组直角型管壁一一对应,所述多个加强肋沿着所述立柱的轴线高度方向间隔设置,每一加强肋设置在所述两个平直管壁的交点与对应的每组直角型管壁的交点的连线处;
水平杆,设置在四个立柱中对应的一组直角型管壁所在的横截面处,并通过螺栓与对应的立柱的翼板连接构成空间桁架结构;和
斜杆,设置在四个立柱中对应间隔处,并通过螺栓与对应的立柱的翼板连接构成空间桁架结构;
所述两个平直管壁、所述多组直角型管壁、所述翼板、所述多个加强肋、所述水平杆及所述斜杆均采用FRP材料制成。
可选地,每一螺栓采用FRP材料制成。
可选地,每一螺栓采用金属制成,每一螺栓对应的螺栓孔处设有衬套,所述衬套采用FRP材料、尼龙材料或塑料材料制成。
可选地,每一螺栓采用金属制成,每一螺栓的表面涂覆FRP材料或橡胶材料。
本申请的立柱及三角型桁式塔架,由于立柱、水平杆及斜杆均采用FRP材料制成,相比传统的镀锌钢材塔架结构,本申请可以节省塔架材料,减小材料在运输过程中的重量,降低塔架建造成本。
此外,本申请与目前常用的塔架相比,以其轻质高强、耐腐蚀、绝缘、无磁、透波等特点,更具有推广价值。
根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述,本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解,这些附图未必是按比例绘制的。附图中:
图1是根据本申请一个实施例的三角型桁式塔架的示意性结构图;
图2是沿图1中A-A线截取的示意性截面图;
图3是图2中B的示意性局部放大图;
图4是根据本申请一个实施例的立柱的示意性俯视图;
图5是根据本申请一个实施例的直角连接板与直角型管壁示意性连接图。
图中各符号表示含义如下:
1、立柱;2、斜杆;3、水平杆;4、螺栓;5、翼板;6、平直段连接板;7、直角连接板;8、直角型管壁;9、加强肋;10、平直管壁;11、连接件。
具体实施方式
图1是根据本申请一个实施例的三角型桁式塔架的示意性结构图。图2是沿图1中A-A线截取的示意性截面图。图3是图2中B的示意性局部放大图。图4是根据本申请一个实施例的立柱的示意性俯视图。图5是根据本申请一个实施例的直角连接板与直角型管壁示意性连接图。
如图1-3所示,本实施例提供了一种立柱1,用作三角型桁式塔架的支撑。立柱1一般性可包括:两个平直管壁10和多组直角型管壁8。两个平直管壁10 的一端相交,并且两个平直管壁10之间呈锐角,以形成锐角型立柱。多组直角型管壁8沿着所述立柱1的轴线高度方向间隔设置。每组直角型管壁8对应连接所述两个平直管壁10的另一端,并与所述两个平直管壁10形成中空封闭的管状结构,以提高三角型桁式塔架的局部抗扭能力。其中,所述两个平直管壁 10及所述多组直角型管壁8均采用FRP材料制成。
本申请的立柱1采用FRP材料制成,相比传统的镀锌钢材塔架结构,可以节省塔架的材料,减小材料在运输过程中的重量,降低塔架建造成本。
此外,本申请与目前常用的塔架相比,以其轻质高强、耐腐蚀、绝缘、无磁、透波等特点,更具有推广价值。
更具体地,本实施例中,每一平直管壁10沿自身的宽度方向延伸形成对应的翼板5,用于连接所述三角型桁式塔架,以增加所述立柱1截面的惯性矩,进而增大直角管壁10的水平稳定性。
更具体地,本实施例中,所述的立柱1还包括多个加强肋9,与所述多组直角型管壁8一一对应。所述多个加强肋9沿着所述立柱1的轴线高度方向间隔设置。所述多个加强肋9的设置间隔与多组直角型管壁8设置间隔一致,即对应的加强肋9与对应的直角型管壁8位于立柱的同一截面处。每一加强肋9 设置在所述两个平直管壁10的交点与对应的每组直角型管壁8的交点的连线处,每一加强肋9采用FRP材料制成。加强肋9能够进一步三角型桁式塔架的稳定性。如图4所示,加强肋9的设置便于斜向翼板5的自然延伸,加强了翼板5 的连接紧固力。
更具体地,本实施例中,所述多个加强肋9、所述多组直角型管壁8与所述立柱1通过挤压一体成型。
如图1所示,还可参见图2-4,本实施例还提供了一种三角型桁式塔架,一般性可以包括:四个立柱1(还可参见图2)、水平杆3(还可参见图3)和斜杆2。如图2所示,四个立柱1对应支撑在三角型桁式塔架四个支撑点处。如图1所示,四个立柱1沿三角型桁式塔架的高度方向呈下大上小的四棱锥状。如图3所示,每一立柱1一般可以包括:两个平直管壁10、多组直角型管壁8 和多个加强肋9。两个平直管壁10的一端相交,并且两个平直管壁10之间呈锐角,以形成锐角型立柱。每一平直管壁10沿自身的宽度方向延伸形成对应的翼板5,用于连接所述三角型桁式塔架,以增加所述立柱1截面的惯性矩,进而增大直角管壁10的水平稳定性,从而增强了立柱1的受压稳定性。更具体地,立柱1与斜杆2之间、立柱1水平杆3之间延伸设置有对应的翼板5。多组直角型管壁8沿着所述立柱1的轴线高度方向间隔设置。每组直角型管壁8对应连接所述两个平直管壁10的另一端,并与所述两个平直管壁10形成中空封闭的管状结构,以提高三角型桁式塔架的局部抗扭能力。多个加强肋9与所述多组直角型管壁8一一对应。所述多个加强肋9沿着所述立柱1的轴线高度方向间隔设置。每一加强肋9设置在所述两个平直管壁10的交点与对应的每组直角型管壁8的交点的连线处。水平杆3设置在四个立柱1中对应的一组直角型管壁8所在的横截面处,并通过螺栓4与对应的立柱1的翼板5连接构成空间桁架结构。其中,每一横截面处的水平杆3的数量为四个。斜杆2设置在四个立柱1中对应间隔处,并通过螺栓4与对应的立柱1的翼板5连接构成空间桁架结构。其中,每侧间隔处的斜杆2数量为两个呈相交状或交叉状。所述两个平直管壁10、所述多组直角型管壁8、所述翼板5、所述多个加强肋9、所述水平杆3及所述斜杆2均采用FRP材料制成。
本申请提供的FRP材料的立柱1采用了中空封闭管状结构提高了局部抗扭能力。立柱1与斜杆2、立柱1与水平杆3之间加设的翼板5增加立柱1截面的惯性矩,极大地增强了立柱1的受压稳定性。本申请三角型桁式塔架由于立柱1、水平杆3及斜杆2均采用FRP材料制成,相比传统的镀锌钢材塔架结构,本申请可以节省塔架材料,减小材料在运输过程中的重量,降低塔架建造成本。
FRP材料的轻质高强、绝缘等优势,本申请与目前常用的塔架相比,本申请具有轻质高强、耐腐蚀、绝缘、无磁、透波等特点,更具有推广价值,更适合应用于高山峻岭的电力塔架。
此外,本申请的立柱1、水平杆3及斜杆2,均符合国家关于低碳、节能减排的要求,使用寿命长,轻质高强、耐腐蚀,便于二次运输等特点,不仅提高了材料的运输效率、降低安装成本大幅度节省了措施费。
更具体地,如图5所示,立柱1与斜杆2之间、立柱1与水平杆3之间的安装节点处设置连接件11。如图4所示,所述连接件11包括平直段连接板6 与直角连接板7。连接件11也采用FRP材料铸模浇筑一体成型。在模具制作的时候,其模具与FRP材料塔架的立柱1模具同时开模,形状应该保持高度一致,这样使得连接件11与FRP材料的立柱1表面完全吻合。
另外,如图1、图2、图3所示,本申请的斜杆2、水平杆3均通过螺栓4 与立柱1的翼板5连接构成空间桁架结构。该FRP材料的塔架可以在翼板5的任意位置进行钻孔用于连接,钻孔位置和数量可以根据设计需要确定。每一螺栓4采用FRP材料制成,以减少金属螺栓对塔架构件的磨损。在必须使用金属螺栓时,每一螺栓4采用金属制成,每一螺栓4对应的螺栓孔处设有衬套,衬套采用FRP材料、尼龙材料或塑料材料制成。或者应在螺栓孔内加衬管,衬管材料宜选用FRP材料、尼龙、塑料等。其他实施例中,螺栓4采用金属制成,每一螺栓4的表面涂覆FRP材料或橡胶材料等。
需要注意的是,除非另有说明,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以上所述,仅为本申请较佳的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种立柱,其特征在于,用作三角型桁式塔架的支撑,包括:
两个平直管壁,它们的一端相交,并且两个平直管壁之间呈锐角,以形成锐角型立柱;和
多组直角型管壁,沿着所述立柱的轴线高度方向间隔设置,每组直角型管壁对应连接所述两个平直管壁的另一端,并与所述两个平直管壁形成中空封闭的管状结构,以提高三角型桁式塔架的局部抗扭能力;
其中,所述两个平直管壁及所述多组直角型管壁均采用FRP材料制成。
2.根据权利要求1所述的立柱,其特征在于,每一平直管壁沿自身的宽度方向延伸形成对应的翼板,用于连接所述三角型桁式塔架,以增加所述立柱截面的惯性矩。
3.根据权利要求1或2所述的立柱,其特征在于,还包括多个加强肋,与所述多组直角型管壁一一对应,所述多个加强肋沿着所述立柱的轴线高度方向间隔设置,每一加强肋设置在所述两个平直管壁的交点与对应的每组直角型管壁的交点的连线处,每一加强肋采用FRP材料制成。
4.根据权利要求3所述的立柱,其特征在于,所述多个加强肋、所述多组直角型管壁与所述立柱通过挤压一体成型。
5.一种三角型桁式塔架,其特征在于,包括:
四个立柱,对应支撑在三角型桁式塔架四个支撑点处,并沿三角型桁式塔架的高度方向呈下大上小的四棱锥状,每一立柱包括:
两个平直管壁,它们的一端相交,并且两个平直管壁之间呈锐角,以形成锐角型立柱,每一平直管壁沿自身的宽度方向延伸形成对应的翼板,用于连接所述三角型桁式塔架,以增加所述立柱截面的惯性矩,
多组直角型管壁,沿着所述立柱的轴线高度方向间隔设置,每组直角型管壁对应连接所述两个平直管壁的另一端,并与所述两个平直管壁形成中空封闭的管状结构,以提高三角型桁式塔架的局部抗扭能力,
多个加强肋,与所述多组直角型管壁一一对应,所述多个加强肋沿着所述立柱的轴线高度方向间隔设置,每一加强肋设置在所述两个平直管壁的交点与对应的每组直角型管壁的交点的连线处;
水平杆,设置在四个立柱中对应的一组直角型管壁所在的横截面处,并通过螺栓与对应的立柱的翼板连接构成空间桁架结构;和
斜杆,设置在四个立柱中对应间隔处,并通过螺栓与对应的立柱的翼板连接构成空间桁架结构;
所述两个平直管壁、所述多组直角型管壁、所述翼板、所述多个加强肋、所述水平杆及所述斜杆均采用FRP材料制成。
6.根据权利要求5所述的三角型桁式塔架,其特征在于,每一螺栓采用FRP材料制成。
7.根据权利要求5所述的三角型桁式塔架,其特征在于,每一螺栓采用金属制成,每一螺栓对应的螺栓孔处设有衬套,所述衬套采用FRP材料、尼龙材料或塑料材料制成。
8.根据权利要求5所述的三角型桁式塔架,其特征在于,每一螺栓采用金属制成,每一螺栓的表面涂覆FRP材料或橡胶材料。
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