一種可抑制渦激振動(dòng)的鋼管構(gòu)件連接結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種可抑制渦激振動(dòng)的鋼管構(gòu)件連接結(jié)構(gòu)，該連接結(jié)構(gòu)應(yīng)用于常風(fēng)速環(huán)境下輸電塔連接桿件的連接節(jié)點(diǎn)，連接桿件的端部為插板，通過(guò)插板連接在輸電塔塔身的連接節(jié)點(diǎn)上，所述的插板為截面抗彎剛度不對(duì)稱(chēng)的插板，插板截面的強(qiáng)軸平行于風(fēng)的來(lái)流方向設(shè)置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用插板截面抗彎剛度不對(duì)稱(chēng)性，保證橫風(fēng)向的抗彎剛度最大，可使鋼管構(gòu)件不發(fā)生穩(wěn)定的渦激振動(dòng)，減小反復(fù)振動(dòng)引起的疲勞損傷，具有工程可行性和經(jīng)濟(jì)節(jié)能性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種可抑制渦激振動(dòng)的鋼管構(gòu)件連接結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及輸電鋼管塔結(jié)構(gòu)，尤其是涉及一種輸電塔結(jié)構(gòu)中可抑制渦激振動(dòng)的鋼管構(gòu)件連接結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在常風(fēng)速下，輸電塔鋼管構(gòu)件橫風(fēng)向振動(dòng)受卡門(mén)渦街控制，容易發(fā)生橫風(fēng)向反復(fù)振動(dòng)，即渦激振動(dòng)，鋼管構(gòu)件發(fā)生反復(fù)穩(wěn)定的渦激振動(dòng)時(shí)，節(jié)點(diǎn)處的焊縫易發(fā)生疲勞破壞，螺栓易松動(dòng)脫落，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效。在輸電塔結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，通常采用單插板、U型插板、十字插板和法蘭等方式連接鋼管構(gòu)件。對(duì)于單插板、U型插板，一般將插板水平放置以方便安裝，但是經(jīng)過(guò)工程實(shí)例和相關(guān)研究表明，此種節(jié)點(diǎn)存在較大缺陷，極易引起鋼管構(gòu)件發(fā)生渦激振動(dòng)現(xiàn)象。
[0003]在電力行業(yè)規(guī)范中，抑制渦激振動(dòng)的規(guī)定有限，并且缺乏實(shí)用性。我國(guó)行業(yè)規(guī)范《架空送電線(xiàn)路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》規(guī)定“鋼管構(gòu)件的起振臨界風(fēng)速，可根據(jù)鋼管構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比和兩端連接情況由等直徑鋼管起振臨界風(fēng)速曲線(xiàn)(第一振型)求得，一般不小于15m/s”。根據(jù)輸電塔的設(shè)計(jì)方法，結(jié)構(gòu)采用桁架模型，即桿件兩端為鉸接節(jié)點(diǎn)，按照上述規(guī)定，鋼管構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比不能超過(guò)87，即一定程度限制鋼管構(gòu)件的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度防止發(fā)生渦激振動(dòng)。此限制過(guò)于苛刻，鋼管構(gòu)件不能發(fā)揮自有的性能優(yōu)勢(shì)，而且增加塔重，違背了線(xiàn)路建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性要求。國(guó)外規(guī)范尚無(wú)計(jì)算鋼管塔渦激振動(dòng)的具體條款，英國(guó)規(guī)范建議對(duì)可能超過(guò)臨界風(fēng)速的結(jié)構(gòu)應(yīng)使用空氣動(dòng)力學(xué)組件構(gòu)造措施來(lái)預(yù)防共振。沒(méi)有清晰的規(guī)范條文作參考，工程設(shè)計(jì)中渦激振動(dòng)問(wèn)題無(wú)法準(zhǔn)確考慮。
[0004]中國(guó)電力科學(xué)研究院楊靖波等(楊靖波，代澤兵，李清華.典型節(jié)點(diǎn)構(gòu)造鋼管構(gòu)件的桿端約束與起振臨界風(fēng)速的確定.電力建設(shè)，2006，27 (4):37-40 ;楊靖波，李正，王景朝.特高壓輸電線(xiàn)路鋼管塔微風(fēng)振動(dòng)防治.電力建設(shè)，2008，29 (9):10-13)也進(jìn)行了一些研究工作，提出在鋼管上設(shè)置螺旋形索圈、短肋等減小構(gòu)件渦激振動(dòng)，并進(jìn)行了風(fēng)洞試驗(yàn)。但這些經(jīng)典的減振方法無(wú)法用在工程設(shè)計(jì)中，只能作為補(bǔ)救方法用于既有結(jié)構(gòu)的渦激振動(dòng)控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種可抑制渦激振動(dòng)的鋼管構(gòu)件連接結(jié)構(gòu)，該連接結(jié)構(gòu)利用插板截面抗彎剛度不對(duì)稱(chēng)性，保證橫風(fēng)向的抗彎剛度最大，可使鋼管構(gòu)件不發(fā)生穩(wěn)定的渦激振動(dòng)，減小反復(fù)振動(dòng)引起的疲勞損傷，具有工程可行性和經(jīng)濟(jì)節(jié)能性。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0007]一種可抑制渦激振動(dòng)的鋼管構(gòu)件連接結(jié)構(gòu)，該連接結(jié)構(gòu)應(yīng)用于常風(fēng)速環(huán)境下輸電塔連接桿件的連接節(jié)點(diǎn)，連接桿件的端部為插板，通過(guò)插板連接在輸電塔塔身的連接節(jié)點(diǎn)上，插板為截面抗彎剛度不對(duì)稱(chēng)的插板，插板截面的強(qiáng)軸平行于風(fēng)的來(lái)流方向設(shè)置。[0008]所述的插板為單插板或者U型插板，這種形式的插板截面上，順風(fēng)向抗彎剛度最小，橫風(fēng)向抗彎剛度最大，因此渦激振動(dòng)的抑制效果最明顯。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用插板截面抗彎剛度不對(duì)稱(chēng)性，保證橫風(fēng)向的抗彎剛度最大，可使鋼管構(gòu)件不發(fā)生穩(wěn)定的渦激振動(dòng)，減小反復(fù)振動(dòng)引起的疲勞損傷，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路中減小鋼管構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比相比，具有較高的工程可行性和經(jīng)濟(jì)節(jié)能性。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明應(yīng)用于輸電塔橫擔(dān)節(jié)點(diǎn)處的連接結(jié)構(gòu)示意圖;
[0011]圖2為輸電塔的示意圖；
[0012]圖3為插板截面的強(qiáng)軸和弱軸的示意圖，其中(a)為單插板，(b)為U型插板；
[0013]圖4為鋼管構(gòu)件渦激振動(dòng)風(fēng)洞試驗(yàn)的布置圖；
[0014]圖5為圖4中A-A向的視圖；
[0015]圖6為圖5中B-B向的視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]實(shí)施例
[0018]一種可抑制渦激振動(dòng)的鋼管構(gòu)件連接結(jié)構(gòu)，該連接結(jié)構(gòu)應(yīng)用于常風(fēng)速環(huán)境下輸電塔連接桿件的連接節(jié)點(diǎn)，連接桿件2的端部為截面抗彎剛度不對(duì)稱(chēng)的插板1，通過(guò)插板I連接在輸電塔塔身的連接節(jié)點(diǎn)3上，搭建如圖2所示的輸電塔。
[0019]通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)，對(duì)插板型式的渦激振動(dòng)抑制能力進(jìn)行比較。試驗(yàn)采用七種不同規(guī)格的試件，分別如表1所示:
[0020]表1
[0021]
【權(quán)利要求】
1.一種可抑制渦激振動(dòng)的鋼管構(gòu)件連接結(jié)構(gòu)，該連接結(jié)構(gòu)應(yīng)用于常風(fēng)速環(huán)境下輸電塔連接桿件的連接節(jié)點(diǎn)，連接桿件的端部為插板，通過(guò)插板連接在輸電塔塔身的連接節(jié)點(diǎn)上，其特征在于，所述的插板為截面抗彎剛度不對(duì)稱(chēng)的插板，插板截面的強(qiáng)軸平行于風(fēng)的來(lái)流方向設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可抑制渦激振動(dòng)的鋼管構(gòu)件連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的插板為單插板或者U型插板。
【文檔編號(hào)】E04B1/58GK103790427SQ201210429433
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月31日
【發(fā)明者】鄧洪洲, 姜琦, 段成蔭 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)