一種7727輸電塔主材加固裝置制造方法
【專利摘要】一種7727輸電塔主材加固裝置，涉及電力設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，用于解決7727輸電塔主材強(qiáng)度不足的問題。豎向放置的所述立柱置于塔身中軸線上，所述立柱的底部與基礎(chǔ)固定連接，在所述立柱與每一輸電塔主肢之間固定安裝有若干上下設(shè)置且相互平行的橫桿，在每相鄰的上下兩橫桿之間固定安裝有一斜撐桿。本實(shí)用新型提供的7727輸電塔主材加固裝置，在塔身中軸線上豎立一立柱，立柱的底部與基礎(chǔ)固連，在立柱與每一主肢之間固連若干橫桿，在每相鄰的兩橫桿之間固定一斜撐桿，斜撐桿、橫桿、主肢和立柱圍成框架機(jī)構(gòu)，減小了輸電塔塔身主材及其受彎受壓桿件的mises應(yīng)力值，滿足了強(qiáng)度要求，避免了因強(qiáng)度不足存在的安全隱患和斷電事故的發(fā)生。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及電力設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種7727輸電塔主材的加固裝 置。 -種7727輸電塔主材加固裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 輸電鐵塔是架空輸電線路的重要組成部分，起著支撐導(dǎo)線、地線及其他附件的作 用。按其在線路中的用途，輸電塔可分為直線塔、耐張塔、轉(zhuǎn)角塔、換位塔、跨越塔和終端塔。 根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式，自立式輸電鐵塔可分為上字型塔、鳥骨型塔、貓頭型塔、酒杯型塔、干字型 塔、六角型塔和傘型塔等。
[0003] 輸電塔功能與結(jié)構(gòu)形式隨線路電壓等級(jí)、沿線地形、施工運(yùn)行條件等各種因素變 化而變化，形式繁多。正常運(yùn)行過程中，在自重、風(fēng)、雨(雪)、覆冰及氣溫等載荷作用下，鐵塔 都應(yīng)該有足夠強(qiáng)度以保證輸電系統(tǒng)的正常運(yùn)行；另外，在一些特殊的情況下，如導(dǎo)線斷裂時(shí) 鐵塔也應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度以防止由于斷線而引起的進(jìn)一步嚴(yán)重破壞。實(shí)際線路中正在運(yùn)行 的7727輸電塔是設(shè)計(jì)于上世紀(jì)七十年代的一種輸電塔型，受到當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)方法和分析手段 的限制，難以全面細(xì)致地對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析與評(píng)定，無法全面考慮結(jié)構(gòu)中每個(gè)構(gòu)件的強(qiáng) 度、剛度和穩(wěn)定性問題。隨著近年來極端氣候的頻發(fā)，一些投入使用較早的輸電塔安全問題 更加突出。近幾年很多地區(qū)發(fā)生了風(fēng)速超過了 30m/s (11級(jí)風(fēng)）的大風(fēng)，導(dǎo)致了多次倒塔事 故。經(jīng)過驗(yàn)算分析，7727輸電塔結(jié)構(gòu)支腿根部及身部下方的主材規(guī)格偏低，設(shè)計(jì)風(fēng)速不足， 可能發(fā)生因強(qiáng)度、局部穩(wěn)定性不足而引起的破壞，不滿足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型的目的在于一種7727輸電塔主材的加固裝置，用于解決7727輸電塔 主材強(qiáng)度不足的問題。
[0005] 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種7727輸電塔主材加固裝 置，其特征是，包括立柱、橫桿和斜撐桿，堅(jiān)向放置的所述立柱置于塔身中軸線上，所述立柱 的底部與基礎(chǔ)固定連接，在所述立柱與每一輸電塔主肢之間固定安裝有若干上下設(shè)置且相 互平行的橫桿，在每相鄰的上下兩橫桿之間固定安裝有一斜撐桿。
[0006] 進(jìn)一步地，所述立柱為直徑是18厘米，厚度是1厘米的鋼管。
[0007] 進(jìn)一步地，所述立柱的底部通過角鋼與基礎(chǔ)固定連接，且所述角鋼為 L150X 150X 12 的角鋼。
[0008] 進(jìn)一步地，所述橫桿為L(zhǎng)50X50X4的角鋼，且每一主肢與立柱之間的橫桿上下等 間距設(shè)置。
[0009] 進(jìn)一步地，所述斜撐桿為L(zhǎng)50X50X4的角鋼，每一所述斜撐桿的兩端分別固定在 上下相鄰的兩橫桿的不同端，且每一所述主肢與立柱之間的若干斜撐桿平行設(shè)置。
[0010] 進(jìn)一步地，所述斜撐桿為L(zhǎng)50X50X4的角鋼，每一所述斜撐桿的兩端分別固定在 上下相鄰的兩橫桿的不同端，且上下相鄰的兩斜撐桿成一銳角夾角。
[0011] 進(jìn)一步地，每一所述橫桿的兩端分別進(jìn)行坡口處理，其中與所述主肢連接的一端 切割出斜面，與所述立柱連接的一端處理成與立柱外壁接觸的圓弧面。
[0012] 本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型提供的7727輸電塔主材加固裝置，在塔身 中軸線上堅(jiān)立一立柱，立柱的底部與基礎(chǔ)固定連接，在立柱與每一主肢之間固連若干橫桿， 在每相鄰的兩橫桿之間固定一斜撐桿，斜撐桿、橫桿、主肢和立柱圍成框架機(jī)構(gòu)，減小了輸 電塔塔身主材及其受彎受壓桿件的mises應(yīng)力值，滿足了強(qiáng)度要求，避免了因強(qiáng)度不足存 在的安全隱患和斷電事故的發(fā)生。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的正面示意圖；
[0014] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一的俯視示意圖；
[0015] 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例二的示意圖；
[0016] 圖4為現(xiàn)有7727輸電塔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖5為橫隔面示意圖；
[0018] 圖中：1基礎(chǔ)，2輸電塔主材，3立柱，4橫桿，5斜撐桿，61-66身部，71第一橫擔(dān)，72 第二橫擔(dān)，73第三橫擔(dān)。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 如圖1至圖2所示，本實(shí)用新型包括立柱3、橫桿4和斜撐桿5,下面結(jié)合附圖對(duì)本 實(shí)用新型進(jìn)行描述。
[0020] 如圖4所示，該7727輸電塔為77年定型的輸電塔，由下至上可以看出該輸電塔依 次分為主肢2、身部61-66,在身部64、身部65和身部66上分別設(shè)有第一橫擔(dān)71、第二橫擔(dān) 72和第三橫擔(dān)73。按照DL/T5092-2010標(biāo)準(zhǔn)核算下來，發(fā)現(xiàn)身部62及以上桿件材質(zhì)選用 Q235,材質(zhì)規(guī)格較低，不能滿足11級(jí)大風(fēng)下的使用要求，因此需要對(duì)該型號(hào)的輸電塔主肢 進(jìn)行加固。
[0021] 如圖1所示，輸電塔的四根主肢2固定在基礎(chǔ)1上，四根主肢的底部埋入基礎(chǔ)中， 四根主肢圍成一個(gè)尖部朝上的錐形。在輸電塔底部的基礎(chǔ)上固定安裝一立柱3,立柱堅(jiān)向放 置，且立柱位于四根主肢的中心位置，如圖2所示。立柱選用外徑為18cm、厚度為lcm的鋼 管，立柱的底部埋入基礎(chǔ)中。在每一主肢與立柱之間設(shè)有若干長(zhǎng)度不等的橫桿4,橫桿的兩 端分別固定在主肢和立柱上。由于四根主肢圍成一個(gè)錐形，所以每一主肢與立柱構(gòu)成了直 角梯形的兩個(gè)腰。每一主肢與立柱之間的若干橫桿等間距設(shè)置，每一橫桿均與立柱垂直設(shè) 置，每一橫桿與對(duì)應(yīng)主肢之間的夾角相同。為便于購買、并保證強(qiáng)度，橫桿選用L50X 50X4 的角鋼。為便于焊接固定，每一橫桿的兩端均做坡口處理，其中橫桿上與主肢連接的一端做 成斜面，與立柱連接的一端做成圓弧形，以保證橫桿與主肢或橫桿與立柱之間的接觸面積 最大，確保焊接質(zhì)量。焊接選擇E5015焊條(直徑Φ 3. 2mm)，選用手工焊條電弧焊進(jìn)行焊接， 采用直流反接，電流選擇100-120A，并在焊前嚴(yán)格清理鐵銹等污物。每一主肢與立柱之間， 在每相鄰的兩橫桿之間設(shè)有一斜撐桿5,斜撐桿的兩端分別與相鄰的上下設(shè)置的兩橫桿的 不同端固連，使得斜撐桿與上下兩橫桿、立柱和主肢圍成兩個(gè)三角形，且每一主肢與立柱之 間的若干斜撐桿平行設(shè)置。為便于購買、確保強(qiáng)度足夠，斜撐桿選用L50X50X4的角鋼。
[0022] 加固時(shí)，首先，在輸電塔的塔身中軸線上堅(jiān)立一立柱，立柱與混凝土基礎(chǔ)垂直，且 立柱的底部與原基礎(chǔ)通過L150X 150X 12的角鋼固定連接；然后，在立柱的底部周圍鋪設(shè) 一層新的混凝土基礎(chǔ)；然后，在每一主肢與立柱之間焊接固定若干等間距設(shè)置的橫桿，橫桿 采用L50X50X4的角鋼，在每相鄰的上下設(shè)置的橫桿之間焊接固定一斜撐桿，斜撐桿采用 L50X50X4的角鋼。
[0023] 在現(xiàn)行《架空送電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》中，"在塔腿頂面應(yīng)設(shè)置橫隔面。 塔身坡度不變段內(nèi)橫隔面的設(shè)置間距，一般不大于平均寬度的5倍，也不宜大于4個(gè)主材分 段。"本工程鐵塔設(shè)計(jì)中整個(gè)塔身部分長(zhǎng)度內(nèi)未設(shè)計(jì)剛性隔面，僅有的隔面為不完全的橫隔 面，設(shè)計(jì)也不合理，在鐵塔隔面處的水平橫材設(shè)計(jì)成了幾何可變體系，橫材不能對(duì)主材提供 任何約束，是該鐵塔設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)。因此在塔身9m處用材料為Q345、規(guī)格為L(zhǎng)50X 50X4 的角鋼添加橫隔面，將15m處的橫隔面同樣用材料為Q345、規(guī)格為L(zhǎng)50X 50X4的角鋼進(jìn)行 改造，橫隔面形式如圖5所示。橫隔面桿件采用螺栓連接的方式進(jìn)行安裝。
[0024] 由于很多地區(qū)發(fā)生了風(fēng)速超過了 30m/s (11級(jí)風(fēng)）的大風(fēng)，從而導(dǎo)致多次倒塔事故 (如昌邑地區(qū)2002年和2005年)，因此對(duì)加固后的結(jié)構(gòu)按33m/s大風(fēng)（12級(jí)風(fēng)）最危險(xiǎn)的 大風(fēng)工況驗(yàn)算。對(duì)比原始結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果可知，結(jié)果顯示加固后主肢主材最大mises應(yīng)力值 減小到218MPa，拉彎桿件及壓彎桿件的局部穩(wěn)定性計(jì)算最大值為240. 5MPa，均低于材料許 用值310MPa;其他桿材最大mises應(yīng)力值減小到134. 8MPa，拉彎桿件及壓彎桿件的局部穩(wěn) 定性計(jì)算最大值為197. 56MPa，均低于材料許用值215MPa。該鐵塔加固后在確定的計(jì)算條 件下，不會(huì)發(fā)生因強(qiáng)度不足而引起的破壞，也不會(huì)因剛度不足而影響正常運(yùn)行。
[0025] 實(shí)施例二：如圖3所示，為本實(shí)用新型的另一種結(jié)構(gòu)示意圖，與實(shí)施例一的區(qū)別僅 在于斜撐桿的安裝方式不同，具體為：在每相鄰的上下設(shè)置的橫桿之間焊接固定一斜撐桿， 斜撐桿的兩端與兩橫桿的不同端焊接固定，且每相鄰的兩斜撐桿之間成一銳角夾角設(shè)置。
【權(quán)利要求】
1. 一種7727輸電塔主材加固裝置，其特征是，包括立柱、橫桿和斜撐桿，堅(jiān)向放置的所 述立柱置于塔身中軸線上，所述立柱的底部與基礎(chǔ)固定連接，在所述立柱與每一輸電塔主 肢之間固定安裝有若干上下設(shè)置且相互平行的橫桿，在每相鄰的上下兩橫桿之間固定安裝 有一斜撐桿。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種7727輸電塔主材加固裝置，其特征是，所述立柱為直徑 是18厘米，厚度是1厘米的鋼管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種7727輸電塔主材加固裝置，其特征是，所述立柱的底部 通過角鋼與基礎(chǔ)固定連接，且所述角鋼為L(zhǎng)150 X 150 X 12的角鋼。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種7727輸電塔主材加固裝置，其特征是，所述橫桿為 L50 X 50 X 4的角鋼，且每一主肢與立柱之間的橫桿上下等間距設(shè)置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種7727輸電塔主材加固裝置，其特征是，所述斜撐桿為 L50X50X4的角鋼，每一所述斜撐桿的兩端分別固定在上下相鄰的兩橫桿的不同端，且每 一所述主肢與立柱之間的若干斜撐桿平行設(shè)置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種7727輸電塔主材加固裝置，其特征是，所述斜撐桿為 L50X50X4的角鋼，每一所述斜撐桿的兩端分別固定在上下相鄰的兩橫桿的不同端，且上 下相鄰的兩斜撐桿成一銳角夾角。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種7727輸電塔主材加固裝置，其特征是，每一所述橫桿的 兩端分別進(jìn)行坡口處理，其中與所述主肢連接的一端切割出斜面，與所述立柱連接的一端 處理成與立柱外壁接觸的圓弧面。
【文檔編號(hào)】E04H12/10GK203891545SQ201420261856
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】李勃, 李琨, 董文槧, 靳海軍, 趙鵬飛, 朱毅 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院