本發(fā)明涉及輸電線路鐵塔領(lǐng)域，更具體涉及一種輸電線路鐵塔橫擔(dān)外加預(yù)應(yīng)力加固方法。

背景技術(shù)：
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在覆冰荷載作用下，覆冰厚度增加時(shí)橫擔(dān)主材的受力往往不利，研究數(shù)據(jù)表明在覆冰工況下橫擔(dān)主材是受力的薄弱環(huán)節(jié)，容易破壞，這主要是在覆冰作用下導(dǎo)線上的荷載很大，導(dǎo)致掛線點(diǎn)的豎向荷載過大，在該力的作用下橫擔(dān)上弦受拉，下弦受壓極易達(dá)到其極限狀態(tài)，進(jìn)而破壞。因此在可能遭遇覆冰災(zāi)害或其他情況下，需要考慮橫擔(dān)是否需要加固。

在橫擔(dān)外部增加拉索，拉索的一端與塔身連接，另一端與橫擔(dān)下弦連接，這樣在導(dǎo)線掛點(diǎn)豎向荷載的作用下，拉索會(huì)直接承受一部分荷載，可減小橫擔(dān)主材的內(nèi)力，進(jìn)而提高結(jié)構(gòu)的承載力。但是這種加固方法存在以下局限性：拉索加固橫擔(dān)僅僅對(duì)掛點(diǎn)豎向荷載的作用有效，不能減小導(dǎo)線側(cè)向不平衡張力下橫擔(dān)的荷載效應(yīng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的是提供一種輸電線路鐵塔橫擔(dān)外加預(yù)應(yīng)力加固方法，可以有效的改變外荷載在結(jié)構(gòu)上的傳遞路徑，進(jìn)而改善結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)的受力性能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種輸電線路鐵塔橫擔(dān)外加預(yù)應(yīng)力加固方法，所述橫擔(dān)包括橫擔(dān)本體和設(shè)置在所述本體上的掛線板；所述橫擔(dān)本體包括上平面主材、與上平面主材連接的下平面主材和連接上平面主材與下平面主材的斜材；包括：

根據(jù)橫擔(dān)條件選取拉索布置方式；

將所述拉索布置在所述橫擔(dān)上，從而對(duì)所述橫擔(dān)進(jìn)行加固；

對(duì)設(shè)有拉索的橫擔(dān)進(jìn)行受力分析。

所述拉索布置方式包括拉索布置方式一和拉索布置方式二；所述拉索布置方式一為；所述拉索沿所述橫擔(dān)上平面主材外沿設(shè)置在所述橫擔(dān)上平面主材上，其拉索兩端分別對(duì)應(yīng)設(shè)置在所述橫擔(dān)上平面主材的兩端；所述拉索布置方式二為：所述拉索沿所述橫擔(dān)上平面主材外沿設(shè)置在所述橫擔(dān)上平面主材上，其拉索兩端分別對(duì)應(yīng)設(shè)置在所述橫擔(dān)下平面主材上。

所述拉索布置在所述橫擔(dān)的構(gòu)件截面上對(duì)稱均勻排列，所述拉索截面重心靠近被加固橫擔(dān)構(gòu)件截面重心。

所述拉索通過錨固張拉節(jié)點(diǎn)設(shè)置在所述橫擔(dān)上。

若輸電鐵塔有安裝用孔，則使用所述安裝用孔來固定錨固張拉節(jié)點(diǎn)；若沒有，可采用花籃調(diào)節(jié)螺栓或直接擰緊螺帽固定錨固張拉節(jié)點(diǎn)。

所述受力分析根據(jù)所述設(shè)有拉索的橫擔(dān)的簡化模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行；設(shè)有拉索的橫擔(dān)整體的預(yù)應(yīng)力桁架結(jié)構(gòu)視為靜不定體系進(jìn)行受力分析計(jì)算，所述拉索內(nèi)力作為冗余力按力法求解。

所述橫擔(dān)上部結(jié)構(gòu)和荷載簡化為作用在橫擔(dān)上的集中力；所述橫擔(dān)下部塔身結(jié)構(gòu)視為橫擔(dān)的支撐；輸電鐵塔的導(dǎo)線豎向荷載以集中力的形式作用在橫擔(dān)的掛線點(diǎn)上；在受力分析中不考慮橫擔(dān)的自重。

和最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果

1、本發(fā)明技術(shù)方案適用于在輸電線路鐵塔的橫擔(dān)需要進(jìn)行加固時(shí)；

2、本發(fā)明技術(shù)方案能夠有效提高結(jié)構(gòu)的豎向承載力；

3、本發(fā)明技術(shù)方案用料節(jié)省，經(jīng)濟(jì)高效；

4、本發(fā)明技術(shù)方案減少輸電鐵塔受到覆冰破壞。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的拉索加固橫擔(dān)時(shí)拉索的布置型式一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例拉索加固橫擔(dān)時(shí)拉索的布置型式二的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的拉索加固橫擔(dān)的簡化計(jì)算模型示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

實(shí)施例1：

本例的發(fā)明提供一種輸電線路鐵塔橫擔(dān)外加預(yù)應(yīng)力加固方法，包括：

1拉索布置方式

采用外加預(yù)應(yīng)力的方法加固鐵塔構(gòu)件，應(yīng)根據(jù)被加固構(gòu)件的受力性質(zhì)、構(gòu)造特點(diǎn)和現(xiàn)場條件，選取最有效的拉索布置方式。

拉索加固橫擔(dān)時(shí)拉索的布置型式可以有如圖1和2所示兩種方式。

2.加固結(jié)構(gòu)受力分析方法：

鐵塔類似于桁架結(jié)構(gòu)，拉索加固橫擔(dān)后的簡化模型如圖3所示：

(1)橫擔(dān)上部結(jié)構(gòu)及荷載簡化為集中力作用在橫擔(dān)上。

(2)橫擔(dān)下部塔身結(jié)構(gòu)視為橫擔(dān)的支撐條件。

(3)導(dǎo)線荷載以集中力的形式作用在橫擔(dān)的掛線點(diǎn)上。

(4)不考慮橫擔(dān)的自重。

設(shè)有拉索的橫擔(dān)整體預(yù)應(yīng)力桁架結(jié)構(gòu)可視為靜不定體系進(jìn)行計(jì)算，拉索內(nèi)力作為冗余力按力法求解。

高強(qiáng)拉索錨固及張拉節(jié)點(diǎn)可以選在橫擔(dān)掛線處雙肢角鋼。若鐵塔有安裝用孔，則可以使用安裝用孔來固定張拉節(jié)點(diǎn)；若沒有，則可重新設(shè)計(jì)張拉節(jié) 點(diǎn)?？刹捎没ɑ@調(diào)節(jié)螺栓或直接擰緊螺帽等施加預(yù)應(yīng)力。

其他要求參照現(xiàn)行《預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS212)。

另外，采用拉索加固時(shí)在構(gòu)造上和分析上需注意以下幾點(diǎn)：

(1)加固索的布置在構(gòu)件截面上應(yīng)對(duì)稱均勻排列，加固索截面重心盡量靠近被加固截面重心。索段較長時(shí)，為保證索與加固截面共同工作，要在中間設(shè)置若干連接點(diǎn)，一般要每隔40～50倍截面最小回轉(zhuǎn)半徑的距離用隔板將拉索與桿件相連。隔板沿接觸邊與桿肢焊牢，隔板上設(shè)孔洞允許拉索穿越?？着c索的間隙盡可能小些(1～2mm)，既可允許拉索在隔孔中縱向自由伸縮，又可保證拉索與桿件橫向共同工作。也可用圓管段或角鋼段代替隔板，構(gòu)造簡單，但其加固效果不如隔板。

(2)在預(yù)應(yīng)力張拉和承受荷載的任一階段，受拉桿件會(huì)出現(xiàn)受壓情況時(shí)，必須按照壓桿的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行計(jì)算，要驗(yàn)算其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

(3)拉索錨固節(jié)點(diǎn)和轉(zhuǎn)折處節(jié)點(diǎn)是鐵塔的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造及焊縫必須保證安全可靠地傳遞拉索力，并要考慮拉索各肢的合力通過桿件截面重心。要加固節(jié)點(diǎn)板保證其局部穩(wěn)定性，在拉索轉(zhuǎn)折處要增設(shè)弧形板以引導(dǎo)集中荷載均勻傳遞。在拉索轉(zhuǎn)折處要考慮拉索強(qiáng)度的折減和減少摩擦阻力的措施。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員盡管參照上述實(shí)施例應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。