一種具有高整體抗風(fēng)性能的架空輸電桿塔的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種架空輸電桿塔，尤其是涉及一種在架空輸電桿塔結(jié)構(gòu)上設(shè)置有耗能原件提高整體抗風(fēng)性能的架空輸電桿塔。
【背景技術(shù)】
[0002]架空輸電桿塔塔線體系是高負(fù)荷電能輸送的載體，是重要的生命線工程。一般架空輸電桿塔橫截面具有由四根豎立的角桿1、四根水平邊桿2圍成的正方形框，架空輸電桿塔塔線體系具有塔體結(jié)構(gòu)高、跨距大、整體結(jié)構(gòu)較柔等特點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)體系對(duì)風(fēng)荷載較為敏感，容易發(fā)生振動(dòng)疲勞損傷和極端條件下(如臺(tái)風(fēng)作用下)的倒塌破壞。
[0003]過(guò)去設(shè)計(jì)建造的架空輸電桿塔存在設(shè)計(jì)過(guò)程中風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值取值較小的問(wèn)題，導(dǎo)致該類型架空輸電桿塔抗風(fēng)能力較差。如何加固該類型架空輸電桿塔結(jié)構(gòu)，提高其抗災(zāi)性能是架空輸電桿塔領(lǐng)域中亟待解決的問(wèn)題之一。
[0004]傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)方法是利用自身的結(jié)構(gòu)來(lái)耗散振動(dòng)能量，如加大構(gòu)件的截面尺寸或提高材料的強(qiáng)度等級(jí)等。為減小架空輸電桿塔的振動(dòng)響應(yīng)，除了研究承重體系本身的抗振和構(gòu)造要求之外，還需要對(duì)振動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行研究。結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制可以有效地減輕結(jié)構(gòu)在外荷載作用下的損傷，進(jìn)而提高結(jié)構(gòu)的防災(zāi)性能。振動(dòng)控制可以通過(guò)減振、隔振裝置來(lái)消耗振動(dòng)能量，或者通過(guò)施加能量來(lái)抵消外荷載作用對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。具體是在結(jié)構(gòu)的某些部位裝設(shè)某種裝置、機(jī)構(gòu)或子結(jié)構(gòu)，以改變或調(diào)整結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性或動(dòng)力作用，使結(jié)構(gòu)在外荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)得到合理控制。因此，可以考慮在架空輸電桿塔結(jié)構(gòu)上增設(shè)耗能裝置來(lái)對(duì)其進(jìn)行風(fēng)振控制。
[0005]金屬屈服耗能器在長(zhǎng)期使用性能及維護(hù)費(fèi)用方面十分優(yōu)越，由金屬阻尼器構(gòu)成的圓環(huán)形耗能器無(wú)需維護(hù)，具有耐久性好，使用周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]因此，可以考慮將由圓環(huán)形耗能器組成的球形空間耗能器作為加固裝置安裝在架空輸電桿塔結(jié)構(gòu)上，對(duì)其進(jìn)行抗風(fēng)加固以及風(fēng)振控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，就是提供一種具有高整體抗風(fēng)性能、且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便的架空輸電桿塔。
[0008]解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0009]—種具有高整體抗風(fēng)性能的架空輸電桿塔，所述的架空輸電桿塔含有由四根豎立的角桿1、四根水平邊桿2圍成一正方形框的橫截面，其特征是:在通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)找出架空輸電桿塔薄弱部位的橫截面正方形框中間，設(shè)有球形空間耗能器，其由兩個(gè)豎立的低碳鋼板卷曲而成的圓環(huán)6相互垂直交叉構(gòu)成，并在其球心所在水平平面與圓環(huán)相交處對(duì)稱設(shè)置四個(gè)小型連接板7 ;連接板7通過(guò)支撐桿3支撐在所述架空輸電桿塔橫截面正方形框的四角。
[0010]所述的圓環(huán)直徑等于已確定的球形空間耗能器4安裝區(qū)域球心所在的正方形框?qū)蔷€長(zhǎng)度的60%。
[0011]所述的支撐桿3采用Q235角鋼制作，長(zhǎng)度為安裝區(qū)域已確定的球形空間耗能器4安裝區(qū)域球心所在的正方形框?qū)蔷€長(zhǎng)度的一半與構(gòu)成球形空間耗能器的圓環(huán)半徑的之差。
[0012]所述的支撐桿3通過(guò)角鋼連接件5支撐在架空輸電桿塔橫截面正方形框的四角兩側(cè)的水平邊桿2上。
[0013]所述的球形空間耗能器4與支撐桿件3的連接采用螺栓連接、支撐桿件3與角鋼連接件5的連接采用螺栓連接或焊接。
[0014]原理:在臺(tái)風(fēng)荷載作用下本架空輸電桿塔的球形空間耗能器可發(fā)生變形耗
[0015]散一部分能量，進(jìn)而提高架空輸電桿塔的整體穩(wěn)定性。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017]I)本架空輸電桿塔可以提高結(jié)構(gòu)的整體剛度和穩(wěn)定性。
[0018]2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用性強(qiáng)，本發(fā)明中，采用了金屬耗能機(jī)制，構(gòu)造簡(jiǎn)單、加工簡(jiǎn)便，使用方便。
[0019]3)占用空間小，成本低。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1a是米字形架空輸電桿塔下段未加固前示意圖；
[0021]圖1b是米字形架空輸電桿塔下段加固后示意圖；
[0022]圖2是在米字形架空輸電桿塔塔身中下部增設(shè)球形空間耗能器處的剖面圖；
[0023]圖3是用于加固架空輸電桿塔的球形空間耗能器簡(jiǎn)圖，由兩個(gè)圓環(huán)耗能器6與連接板7焊接構(gòu)成整體；
[0024]圖4是用于制作球形空間耗能器的圓環(huán)耗能器。
[0025]圖中附圖標(biāo)記:1-米字形架空輸電桿塔角桿，2-米字形架空輸電桿塔水平邊桿，3-用于連接球形空間耗能器與架空輸電桿塔的支撐桿，4-球形空間耗能器，5-用于連接支撐桿與架空輸電桿塔的角鋼連接件，6-構(gòu)成球形空間耗能器的圓環(huán)，7-構(gòu)成球形空間耗能器的連接板。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0027]圖1至圖4為本發(fā)明的具有高整體抗風(fēng)性能的架空輸電桿塔實(shí)施例，桿塔為米字形架空輸電桿塔，含有由四根豎立的角桿1、四根水平邊桿2圍成的正方形框的橫截面，在通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)找出架空輸電桿塔薄弱部位的橫截面正方形框中間，設(shè)有球形空間耗能器。
[0028]球形空間耗能器由兩個(gè)豎立的低碳鋼板卷曲而成的圓環(huán)6相互垂直交叉構(gòu)成，圓環(huán)直徑等于已確定的球形空間耗能器4安裝區(qū)域球心所在的正方形框?qū)蔷€長(zhǎng)度的60%。
[0029]球形空間耗能器在其球心所在水平平面與圓環(huán)相交處對(duì)稱設(shè)置四個(gè)小型連接板7，連接板7通過(guò)螺栓連接有支撐桿3，支撐桿3螺栓連接或焊接有角鋼連接件5，角鋼連接件5支撐在架空輸電桿塔橫截面正方形框的四角兩側(cè)的水平邊桿2上。
[0030]支撐桿3采用Q235角鋼制作，長(zhǎng)度為安裝區(qū)域已確定的球形空間耗能器4安裝區(qū)域球心所在的正方形框?qū)蔷€長(zhǎng)度的一半與構(gòu)成球形空間耗能器的圓環(huán)半徑的之差。
[0031]若對(duì)于米字形架空輸電桿塔，將球形空間耗能器球心設(shè)置于塔身中下部米字交叉部位所在水平面。
[0032]當(dāng)風(fēng)荷載作用時(shí)，架空輸電桿塔結(jié)構(gòu)在水平力的作用下，主材之間發(fā)生相對(duì)位移。將球形空間耗能器通過(guò)支撐桿件連接到架空輸電桿塔結(jié)構(gòu)上，不僅可以提高架空輸電桿塔結(jié)構(gòu)的整體剛度和穩(wěn)定性，而且可以在臺(tái)風(fēng)荷載作用下通過(guò)球形空間耗能其變形耗散一部分能量，進(jìn)而提高架空輸電桿塔的整體性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有高整體抗風(fēng)性能的架空輸電桿塔，所述的架空輸電桿塔含有由四根豎立的角桿(I)、四根水平邊桿(2)圍成一正方形框的橫截面，其特征是:在通過(guò)結(jié)構(gòu)分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)找出的所述架空輸電桿塔薄弱部位的橫截面的正方形框中間，設(shè)有球形空間耗能器，所述球形空間耗能器由兩個(gè)豎立的低碳鋼板卷曲而成的圓環(huán)(6)相互垂直交叉構(gòu)成，并在其球心所在水平平面與圓環(huán)相交處對(duì)稱設(shè)置四個(gè)小型連接板(7);連接板(7)通過(guò)支撐桿(3)支撐在所述架空輸電桿塔橫截面正方形框的四角。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高整體抗風(fēng)性能的架空輸電桿塔，其特征是:所述的圓環(huán)(6)直徑等于已確定的球形空間耗能器(4)安裝區(qū)域球心所在的正方形框?qū)蔷€長(zhǎng)度的60%。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有高整體抗風(fēng)性能的架空輸電桿塔，其特征是:所述的支撐桿(3)采用Q235角鋼制作，長(zhǎng)度為已確定的球形空間耗能器4安裝區(qū)域球心所在的正方形框?qū)蔷€長(zhǎng)度的一半與構(gòu)成球形空間耗能器的圓環(huán)半徑的之差。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有高整體抗風(fēng)性能的架空輸電桿塔，其特征是:所述的支撐桿(3)通過(guò)角鋼連接件(5)支撐在架空輸電桿塔橫截面正方形框的四角兩側(cè)的水平邊桿(2)上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有高整體抗風(fēng)性能的架空輸電桿塔，其特征是:所述的球形空間耗能器(4)與支撐桿件(3)的連接采用螺栓連接、支撐桿件(3)與角鋼連接件(5)的連接采用螺栓連接或焊接。
【專利摘要】一種具有高整體抗風(fēng)性能的架空輸電桿塔,架空輸電桿塔橫截面為由四根豎立的角桿1、四根水平邊桿2圍成的正方形框；在通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)找出架空輸電桿塔薄弱部位的橫截面正方形框中間，設(shè)有球形空間耗能器，其結(jié)構(gòu)為：由兩個(gè)豎立的低碳鋼板卷曲而成圓環(huán)6相互垂直交叉構(gòu)成，并在其球心所在水平平面與圓環(huán)相交處對(duì)稱設(shè)置四個(gè)小型連接板(7)；連接板7通過(guò)支撐桿3支撐在所述架空輸電桿塔橫截面正方形框的四角。本發(fā)明通過(guò)綜合提高架空輸電桿塔整體剛度以及位移減振耗能兩個(gè)方面提高架空輸電桿塔整體抗風(fēng)性能來(lái)降低架空輸電桿塔損毀的風(fēng)險(xiǎn)，具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便、用鋼量小等特點(diǎn)，可廣泛用于架空輸電桿塔結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)加固改造中。
【IPC分類】E04H12/08, E04B1/98
【公開(kāi)號(hào)】CN105003116
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510313407
【發(fā)明人】謝文平, 鐘萬(wàn)里, 李鵬云, 楊偉軍, 李小芳, 羅嘯宇
【申請(qǐng)人】廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
【公開(kāi)日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年6月9日