專利名稱：輸電塔測壓方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)壓測量領(lǐng)域，特別是涉及輸電塔測壓方法。
背景技術(shù)：
隨著電的發(fā)展與普及，輸電塔成為現(xiàn)代生產(chǎn)生活中ー種重要的生命線電カエ程設(shè)施，其設(shè)計(jì)具有嚴(yán)格的要求。輸電塔建于室外山地或沙漠等地形比較復(fù)雜的地方，風(fēng)荷載是輸電塔設(shè)計(jì)的最主要荷載，因?yàn)檩旊娝w積較大，占據(jù)的空間較多，風(fēng)載對其有很大影響，特別是周圍環(huán)境比較復(fù)雜地區(qū)風(fēng)載也比較復(fù)雜，所以輸電塔受到的風(fēng)荷載在不同的點(diǎn)是不一樣的。以往輸電塔的設(shè)計(jì)采用簡單地將每一段的風(fēng)荷載按四節(jié)點(diǎn)作用模式平均分配加載到塔身，這種荷載模式忽略了風(fēng)荷載沿桿件分布的不均勻性和分布載荷對桿件的彎曲作用。通常輸電塔測量風(fēng)荷載是采用高頻測カ天平，能得到整塔的順風(fēng)向力、橫風(fēng)向カ和扭轉(zhuǎn)向力。 但是，依照這種方法測量得到的是整塔的總的合力，無法得到局部桿件的風(fēng)荷載分布，因此，在驗(yàn)算局部桿件時(shí)，無法獲得相應(yīng)的荷載取值而忽略了桿件彎矩，從而導(dǎo)致高估了輸電塔的承載能力。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要針對高頻天平測カ法無法得到局部桿件的風(fēng)荷載分布，高估輸電塔的承載能力的問題提供一種更加精確有效的輸電塔測壓方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的—種輸電塔測壓方法，其包括輸電塔模型，所述輸電塔模型由多條桿件組合而成，所述桿件為中空桿件，在所述桿件上上布置多個(gè)測點(diǎn)，連接測點(diǎn)的管線從中空桿件內(nèi)部走出。在輸電塔模型桿件上布置多個(gè)測點(diǎn)，所述測點(diǎn)沒有位置限定，可以布置在想得到風(fēng)壓的任意局部桿件，從而可以得到不同局部桿件的風(fēng)荷載，所述輸電塔模型的桿件為中空的，方便連接測點(diǎn)的管線走線，管線從中空桿件內(nèi)部走線，避免管線本身對風(fēng)載的干擾而影響到測量結(jié)果，導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確，造成損失，提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述桿件包括主材、斜材和輔材。不同的桿件起到不同的作用，使輸電塔在縱向、橫向以及斜向都得到穩(wěn)定。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述斜材包括第一斜材和第二斜材,所述輔材包括第一輔材、第二輔材和第三輔材，所述中空桿件的形狀為L形，選取輸電塔模型中的任一段作為布置測點(diǎn)的對象，多個(gè)所述測點(diǎn)布置在迎風(fēng)面的一根主材、迎風(fēng)面的一組輔材和背風(fēng)面的一組斜材上，所述主材的管線從主材內(nèi)部向地面走出，所述第一斜材和第二斜材的管線從斜材內(nèi)部走出后緊貼L形主材內(nèi)側(cè)向地面走出，所述第一輔材的管線從輔材內(nèi)部走出后緊貼L形主材內(nèi)側(cè)向地面走出，所述第二輔材和第三輔材的管線從輔材內(nèi)部走出后直接向地面走出。所述輸電塔不同段桿件的布置形式相同，所以選取其中一段作為布測點(diǎn)對象具有代表性，且可以減少布測點(diǎn)個(gè)數(shù)，節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本，所述輸電塔模型中的L形桿件是真實(shí)輸電塔中的角鋼桿件按縮尺比得到的模型，只是模型材料不一樣。所述測點(diǎn)的布置位置和數(shù)量一方面是考慮到桿件的対稱性，在其中ー組上布置測點(diǎn)可降低成本，另ー方面是考慮到同一根桿件中管線的數(shù)量，防止桿件內(nèi)部管線因擠壓而造成堵塞。在其中一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)所述測點(diǎn)布置在所述L形桿件內(nèi)外兩側(cè)，每根布置有測點(diǎn)的中空桿件上布置有多個(gè)測點(diǎn)。所述L形桿件內(nèi)外兩側(cè)布置的測點(diǎn)能獲得相應(yīng)位置的全方位風(fēng)壓，布置多個(gè)測點(diǎn)使桿件不同處的結(jié)果有相應(yīng)的記載。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述主材與斜材的交接處、主材與輔材交接處及斜材與輔材的交接處粘結(jié)連接，相鄰兩個(gè)所述斜材的交接處采用粘結(jié)連接和螺栓連接，且所述輸電塔模型中L形桿件的連接朝向與實(shí)際輸電塔角鋼之間連接朝向一致。由于主材與斜材的交接處、主材與輔材交接處及斜材與輔材的交接處內(nèi)部有管線通過，而且交接處需要固定，因此不能采用螺栓連接等需要穿過桿件內(nèi)部的固定方法，而是采用粘結(jié)連接固定，相鄰兩個(gè)所述斜材的的交接處內(nèi)部沒有管線通過，除了需要粘結(jié)連接外，還需用螺栓連接固定，L形的桿件朝向與實(shí)際角鋼的朝向一致，風(fēng)載對模型的影響最接近實(shí)際，測得的結(jié)果最真實(shí)。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述中空桿件由多塊材料拼裝而成，需要布置測點(diǎn)處開設(shè)有測壓孔。所述拼裝桿件不管是在拼裝成模型的時(shí)候還是拆卸模型都比較容易，且拆卸后的桿件能重復(fù)使用，在布置測點(diǎn)處設(shè)置測壓孔主要是方便測點(diǎn)處的管線從中空桿件內(nèi)部走出。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述管線的直徑小于輔材半徑。因?yàn)槟Ｐ筒贾糜卸鄠€(gè)測點(diǎn)，多個(gè)測點(diǎn)必然對應(yīng)多條管線，若管線太粗，桿件內(nèi)部會(huì)因管線擠壓而造成堵塞，影響實(shí)驗(yàn)。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述主材/斜材和輔材的材質(zhì)均為輕質(zhì)大剛度桿件。模型中的桿件是模擬鋼結(jié)構(gòu)的，所以剛度要滿足大剛度的要求，輕質(zhì)材料質(zhì)量很輕，在拼裝時(shí)較容易，且對交接處的粘合要求不高，易于實(shí)現(xiàn)。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述輸電塔模型中的桿件為丙烯腈-丁ニ烯-苯こ烯塑料式桿件或甲基丙烯酸甲酯式桿件。丙烯腈-丁ニ烯-苯こ烯塑料具有抗沖擊能力強(qiáng)、電氣性能優(yōu)良，還具有易加工等特點(diǎn)，甲基丙烯酸甲酯具有比重小，強(qiáng)度較大，耐腐蝕等特點(diǎn)，模型桿件采用上述材料，能同時(shí)達(dá)到輕質(zhì)與大剛度的要求。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果本發(fā)明輸電塔測壓方法，通過在局部桿件布置多個(gè)測點(diǎn)，可以測量不同桿件不同部位的局部風(fēng)荷載而不受到測點(diǎn)位置的限制，且將模型桿件內(nèi)部制作成中空，供管線從中空桿件內(nèi)部通過，減小管線對風(fēng)載的影響，使測量結(jié)果更加準(zhǔn)確，也提高了數(shù)據(jù)的可靠性，同時(shí)，管線從中空內(nèi)部走向確保了測點(diǎn)可以任意布置，使得到局部桿件的風(fēng)荷載成為可能。


圖I為本發(fā)明輸電塔測壓方法迎風(fēng)面測點(diǎn)分布示意圖；圖2為本發(fā)明輸電塔測壓方法背風(fēng)面測點(diǎn)分布示意圖；圖3為本發(fā)明輸電塔測壓方法L形桿件截面內(nèi)外兩側(cè)測點(diǎn)分布圖；圖4為本發(fā)明輸電塔測壓方法桿件內(nèi)部管線布置示意圖；圖5為本發(fā)明輸電塔測壓方法迎風(fēng)面管線走向示意圖；圖6為本發(fā)明輸電塔測壓方法背風(fēng)面管線走向示意圖。
具體實(shí)施例方式風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)簡單地講，就是依據(jù)運(yùn)動(dòng)的相対性原理，將飛行器的模型或其他物體模型固定在人工環(huán)境中，人為制造需要實(shí)驗(yàn)地區(qū)的地形、風(fēng)載和氣流等條件，以此模擬空中各種復(fù)雜的狀態(tài)，獲取試驗(yàn)數(shù)據(jù)，這也是現(xiàn)代先進(jìn)設(shè)備研制定型和生產(chǎn)的常用實(shí)驗(yàn)方法。如圖I、圖2所示，一種輸電塔測壓方法，采用風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)獲得所述輸電塔模型的風(fēng)壓，所述輸電塔模型由多條桿件組合而成，所述桿件為中空桿件，在所述桿件上布置有多個(gè)測點(diǎn)16，連接測點(diǎn)的管線從中空桿件內(nèi)部走出。所述測點(diǎn)16的布置位置沒有限定，可以布置在想得到風(fēng)壓的任意桿件，可以得 到任意局部桿件的風(fēng)荷載，每個(gè)測點(diǎn)16都與管線連接，管線將測點(diǎn)16的數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)終端，供機(jī)器計(jì)算或其他。模型桿件內(nèi)部為中空，供管線從中空桿件內(nèi)部通過，減小管線對風(fēng)載的影響，使測量結(jié)果更加準(zhǔn)確，也提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時(shí)，管線從中空內(nèi)部走向確保了測點(diǎn)16可以任意布置，使得到局部桿件的風(fēng)荷載成為可能。所述輸電塔的測點(diǎn)16位置可以是任意布置，但考慮到測點(diǎn)16的個(gè)數(shù)、位置和模型比例等因素與實(shí)驗(yàn)成本關(guān)系密切，而且風(fēng)洞試驗(yàn)本身價(jià)格很高，輸電塔的桿件又具有一定的対稱性，所以從節(jié)約成本的角度考慮，本發(fā)明選取一個(gè)最優(yōu)實(shí)施例來做說明，選取輸電塔模型中的一段作為布置測點(diǎn)16的對象。當(dāng)然，模型比例與測點(diǎn)16個(gè)數(shù)需要根據(jù)實(shí)際情況，對測量結(jié)果精度的要求或是實(shí)驗(yàn)成本的范圍等因素作考慮，適當(dāng)選擇模型比例及測點(diǎn)16個(gè)數(shù)。如圖I、圖2所示，為輸電塔模型迎風(fēng)面桿件與測點(diǎn)16的示意圖，所述輸電塔模型包括主材10、斜材12和輔材14，所述主材10、斜材12和輔材14上間隔設(shè)置有多個(gè)測點(diǎn)16，可以是在一段桿件中均勻布置幾十個(gè)測點(diǎn)16，也可以是在桿件與桿件相交處多布置ー些測點(diǎn)16。同時(shí),考慮到輸電塔模型的對稱性,可以將測點(diǎn)16布置在其中具有代表性的一部分，以避免相互之間的干擾及節(jié)約成本。可將測點(diǎn)16布置在如圖I所示的迎風(fēng)面的一根主材10、迎風(fēng)面的一組輔材14和如圖2所示的背風(fēng)面的一組斜材12上，因?yàn)檩旊娝膶澐Q性，若要得到其他面桿件的風(fēng)荷載，只需要通過與角度的對應(yīng)關(guān)系就可以得到所有桿件的全風(fēng)向角下的風(fēng)壓系數(shù)時(shí)程。特別的，所述輸電塔的桿件形狀為L形，如圖3所示，為桿件的橫截面圖，所述多個(gè)測點(diǎn)16布置在L形桿件的內(nèi)外兩側(cè)，全方位測量桿件所受到的風(fēng)壓，使結(jié)果全面精確。如圖2所示，所述輸電塔模型中L形桿件的連接朝向與實(shí)際輸電塔角鋼之間連接朝向一致，所述主材10與斜材12的第一交接處220、主材10與輔材14的第二交接處222及斜材12與輔材14的第三交接處224采用粘黏連接，所述相鄰兩根斜材12的第四交接處226采用粘黏連接和螺栓連接。所述第一交接處220、第二交接處222及第三交接處224內(nèi)部有管線通過，而且交接處需要固定，所以不能采用需要穿過內(nèi)部的方法固定，而是采用粘黏連接固定，所述粘黏物最好是強(qiáng)カ膠水，所述第四交接處226內(nèi)部沒有管線通過，而且此處受カ較大，除了需要采用粘黏連接外，還需用螺栓連接固定，L形的桿件朝向與實(shí)際角鋼的朝向一致，風(fēng)載對模型的影響最接近實(shí)際，測得的結(jié)果最真實(shí)。如圖4所示，所述主材10、斜材12和輔材14均為中空桿件，所述中空桿件供與測點(diǎn)16連接的管線18從桿件內(nèi)部走線，因?yàn)轱L(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中如果有任何與實(shí)際情形不一樣的地方，都會(huì)影響到結(jié)果，所以，供管線18通過的中空桿件可以減小風(fēng)荷載對模型的影響，使得測試結(jié)果更準(zhǔn)確。所述中空桿件經(jīng)拼裝而成，方便拼裝或是拆卸模型，且拆卸后的桿件能重復(fù)使用，在布置測點(diǎn)16處設(shè)置測壓孔20，主要是實(shí)現(xiàn)測點(diǎn)16處的管線18從測壓孔20與-測點(diǎn)16連接，再從中空桿件內(nèi)部走出，不會(huì)使管線對輸電塔模型的桿件風(fēng)壓產(chǎn)生影響，從而不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。所述管線18的半徑較小，一根中空桿件內(nèi)部至少能通過2根管線18，以防止桿件內(nèi)部管線18因擠壓而造成堵塞，最優(yōu)地，所述管線18采用小銅管。所述多個(gè)測點(diǎn)16布置在迎風(fēng)面的一根主材10、迎風(fēng)面的一組輔材14和背風(fēng)面的一組斜材12上，布置測點(diǎn)16處需安排與測點(diǎn)16連接并傳輸信號(hào)的管線18，為避免管線18對風(fēng)流的影響，管線18采用以下走向。如圖5所示，所述斜材12包括第一斜材120和第二斜材122,所述輔材14包括第一輔材140、第二輔材142和第三輔材144,所述主材10的管線18從主材10內(nèi)部向地面走出，所述第一輔材140的管線18從第一輔材140內(nèi)部走出后緊貼L形主材10內(nèi)側(cè)向地面走出，所述第二輔材142和第三輔材144的管線18分別從第ニ輔材142和第三輔材144內(nèi)部走出后直接向地面走出，盡管所述第二輔材142和第三輔 材144的管線18會(huì)對風(fēng)流造成一定干擾，但從布置測點(diǎn)16的桿件位置來看，影響不大，此處是考慮到內(nèi)部管線18太多，可能會(huì)造成堵塞便直接走向地面，若桿件內(nèi)部有足夠的空間能容納第二輔材142和第三輔材144的管線18，也可從L形桿件內(nèi)側(cè)走出地面。如圖6所示，所述第一斜材120和第二斜材122的管線18分別從第一斜材120和第二斜材122內(nèi)部走出后緊貼L形主材10內(nèi)側(cè)向地面走出。所述輸電塔模型中桿件的材質(zhì)為輕質(zhì)大剛度桿件。模型中的桿件是模擬鋼結(jié)構(gòu)的，所以剛度要滿足大剛度的要求，輕質(zhì)材料質(zhì)量輕，容易加工和拼裝。特別是丙烯臆-丁ニ烯-苯こ烯塑料或甲基丙烯酸甲酯兩種材料，丙烯腈-丁ニ烯-苯こ烯塑料具有抗沖擊能力強(qiáng)、電氣性能優(yōu)良，還具有易加工等特點(diǎn)，甲基丙烯酸甲酯具有比重小，強(qiáng)度較大，耐腐蝕等特點(diǎn)，模型桿件采用上述材料，能同時(shí)達(dá)到輕質(zhì)與大剛度的要求。本發(fā)明輸電塔測壓方法，在測量時(shí)若要得到塔段全風(fēng)向角下各桿件的荷載時(shí)程，并不是一定要選取附圖2和附圖3的桿件，只要便于測點(diǎn)16布置和管線18布置，并且所選桿件能夠代表塔段其他各面中相應(yīng)桿件，都可以作為測壓桿件。本發(fā)明所提供的測壓方法可應(yīng)用于所有塔身上下各段桿件布置一致的塔體，如電視塔和通訊塔。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種輸電塔測壓方法，其包括輸電塔模型，所述輸電塔模型由多條桿件組合而成，其特征在于，所述桿件為中空桿件，在所述桿件上布置多個(gè)測點(diǎn)，連接測點(diǎn)的管線從中空桿件內(nèi)部走出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輸電塔測壓方法，其特征在于，所述桿件包括主材、斜材和輔材。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸電塔測壓方法，其特征在于，所述斜材包括第一斜材和第二斜材，所述輔材包括第一輔材、第二輔材和第三輔材，所述中空桿件的形狀為L形,選取輸電塔模型中的任一段作為布置測點(diǎn)的對象，多個(gè)所述測點(diǎn)布置在迎風(fēng)面的一根主材、迎風(fēng)面的一組輔材和背風(fēng)面的一組斜材上，所述主材的管線從主材內(nèi)部向地面走出，所述第一斜材和第二斜材的管線從斜材內(nèi)部走出后緊貼L形主材內(nèi)側(cè)向地面走出，所述第一輔材的管線從輔材內(nèi)部走出后緊貼L形主材內(nèi)側(cè)向地面走出，所述第二輔材和第三輔材的管線從輔材內(nèi)部走出后直接向地面走出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輸電塔測壓方法，其特征在于，多個(gè)所述測點(diǎn)布置在所述L形桿件內(nèi)外兩側(cè)，每根布置有測點(diǎn)的中空桿件上布置有多個(gè)測點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輸電塔測壓方法，其特征在于，所述主材與斜材的交接處、主材與輔材交接處及斜材與輔材的交接處粘結(jié)連接，相鄰兩個(gè)所述斜材的交接處采用粘結(jié)連接和螺栓連接，且所述輸電塔模型中L形桿件的連接朝向與實(shí)際輸電塔角鋼之間連接朝向—致。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輸電塔測壓方法，其特征在于，所述中空桿件由多塊材料拼裝而成，需要布置測點(diǎn)處開設(shè)有測壓孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輸電塔測壓方法，其特征在于，所述管線的直徑小于輔材半徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 7任意一項(xiàng)所述的輸電塔測壓方法，其特征在于，所述主材、斜材和輔材的材質(zhì)均為輕質(zhì)大剛度桿件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輸電塔測壓方法,其特征在于,所述輸電塔模型中的桿件為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料式桿件或甲基丙烯酸甲酯式桿件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種輸電塔測壓方法，其包括輸電塔模型，所述輸電塔模型由多條桿件組合而成，所述桿件為中空桿件，在所述桿件上布置多個(gè)測點(diǎn)，連接測點(diǎn)的管線從中空桿件內(nèi)部走出。所述輸電塔測壓方法，通過在局部桿件布置多個(gè)測點(diǎn)，可以測量不同桿件不同部位的局部風(fēng)荷載而不受到測點(diǎn)位置的限制，且將模型桿件內(nèi)部制作成中空，供管線從中空桿件內(nèi)部通過，減小管線對風(fēng)載的影響，使測量結(jié)果更加準(zhǔn)確，也提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，不會(huì)高估輸電塔承載能力，同時(shí)，管線從中空內(nèi)部走向確保了測點(diǎn)可以任意布置，使得到局部桿件的風(fēng)荷載成為可能。
文檔編號(hào)G01M99/00GK102854009SQ20121033314
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者樓文娟, 金曉華, 黃志秋, 金小明, 王東, 沈國輝, 王衍東, 王振華, 劉萬群, 陳雄偉, 朱映潔, 吳培烽, 邱昊, 吳暉 申請人:中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院, 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司