一種單管塔的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種單管塔，包括基礎(chǔ)部、與基礎(chǔ)部相接合的主體部和套箍在基礎(chǔ)部和主體部的接合處的保護(hù)裝置，該保護(hù)裝置包括兩片結(jié)構(gòu)呈鏡像對(duì)稱(chēng)的保險(xiǎn)板，兩片保險(xiǎn)板可拆卸地拼接在單管塔的接合處，拼接后的兩片保險(xiǎn)板內(nèi)側(cè)面所形成空間的形狀與單管塔在接合處的立體形狀一致，上述兩片保險(xiǎn)板采用耗能能力較好、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠并且比單管塔的剛度小的材料制成，一旦單管塔受到的外部荷載超過(guò)其設(shè)計(jì)荷載，保險(xiǎn)板將會(huì)隨之發(fā)生屈曲耗能，從而保證單管塔的主要結(jié)構(gòu)不會(huì)被破壞；另外，保險(xiǎn)板能容易地從單管塔上拆卸下來(lái)并更換，能夠避免更換整個(gè)單管塔，從而有利于實(shí)現(xiàn)單管塔局部受損結(jié)構(gòu)的快速修復(fù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種單管塔【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于抗災(zāi)耗能【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種支撐結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]單管塔結(jié)構(gòu)廣泛用于電力輸送、通訊、照明等電氣設(shè)施的支撐結(jié)構(gòu)中。現(xiàn)有的單管塔多由剛性結(jié)構(gòu)制成，結(jié)構(gòu)耗能能力較差，當(dāng)雪載、地震、強(qiáng)風(fēng)、斷線荷載或是車(chē)禍引發(fā)的沖擊荷載超出設(shè)計(jì)時(shí)，單管塔易發(fā)生折斷現(xiàn)象，從而引起輸電線路的級(jí)聯(lián)破壞或者通訊、照明設(shè)施破壞等，容易造成大面積斷電或通訊、照明長(zhǎng)時(shí)間中斷等災(zāi)難性后果。另外，常規(guī)的單管塔是一體制成的，一旦局部結(jié)構(gòu)受損很難只對(duì)受損區(qū)域進(jìn)行局部修復(fù)，往往需要更換整個(gè)單管塔結(jié)構(gòu)，這不僅降低了單管塔的使用壽命，還延長(zhǎng)了維修的時(shí)間，增加了維修成本。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)以上缺陷，目的在于提供一種具有一定耗能性能并且能夠方便拆卸和更換受損部件的單管塔。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
[0005]本發(fā)明提供了一種單管塔，包括基礎(chǔ)部和與基礎(chǔ)部相接合的主體部，還包括套箍在基礎(chǔ)部和主體部的接合處的保護(hù)裝置，保護(hù)裝置包括兩片結(jié)構(gòu)呈鏡像對(duì)稱(chēng)的保險(xiǎn)板，兩片保險(xiǎn)板可拆卸地拼接在接合處，拼接后的兩片保險(xiǎn)板內(nèi)側(cè)面所形成空間的形狀與基礎(chǔ)部和主體部組合而成的立體形狀一致。
[0006]上述兩片保險(xiǎn)板通過(guò)第一螺栓群拼接在一起，每片保險(xiǎn)板均由上部、中部和下部構(gòu)成，中部由剛度比基礎(chǔ)部和主體部小的材料制成。
[0007]上述上部、中部和下部在制造時(shí)一體形成，或者中部分別與上部和下部通過(guò)第二螺栓群連接，或者中部分別與上部和下部焊接在一起。進(jìn)一步地，中部開(kāi)設(shè)有若干個(gè)鏤空處，鏤空處在保險(xiǎn)板橫截面的圓周方向上延伸。更進(jìn)一步地，鏤空處的形狀為圓形、矩形、圓角矩形、棱形、多邊形中的任意一種或幾種。
[0008]上述第一螺栓群和第二螺栓群中所有螺栓的長(zhǎng)軸方向均垂直于單管塔的中心軸。上述主體部由鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土或鋼材等材料制成桿狀或塔狀空心結(jié)構(gòu)。上述基礎(chǔ)部由鋼筋混凝土澆筑而成，其底部埋于地下，其頂部高出地面。
[0009]上述主體部的立體形狀為棱柱或者圓柱中的一種，基礎(chǔ)部的立體形狀為倒置杯狀、棱柱或者圓柱中的一種。上述主體部和基礎(chǔ)部在接合處通過(guò)弧形面相接合。
[0010]由于采用上述方案，本發(fā)明的有益效果是:
[0011]在本發(fā)明的單管塔中，首先，兩片結(jié)構(gòu)呈鏡像對(duì)稱(chēng)的保險(xiǎn)板采用耗能能力較好、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠并且剛度比單管塔的主體部和基礎(chǔ)部小的材料制成，當(dāng)這兩片保險(xiǎn)板拼接在單管塔上時(shí)，一旦單管塔受到的外部荷載超過(guò)其設(shè)計(jì)荷載，保險(xiǎn)板將會(huì)隨之發(fā)生屈曲，同時(shí)會(huì)部分抵消了外部荷載的能量，因此能夠保證單管塔的整體結(jié)構(gòu)不會(huì)被破壞。
[0012]其次，兩片保險(xiǎn)板套箍在單管塔的主體部與基礎(chǔ)部接合處并且通過(guò)多根螺栓拼接在一起，可以容易地從單管塔上拆卸下來(lái)，當(dāng)前一片保險(xiǎn)板發(fā)生屈曲后，只需要將其拆卸下來(lái)并更換上新的保險(xiǎn)板即可重新起到保護(hù)作用，因此能夠避免更換整個(gè)單管塔，有利于實(shí)現(xiàn)單管塔局部受損結(jié)構(gòu)的快速修復(fù)，從而有效地節(jié)約了維修成本，解決了目前的單管塔出現(xiàn)局部受損時(shí)需要整體更換的問(wèn)題，對(duì)于提高輸電線路、通訊設(shè)施、照明設(shè)施等的可靠性和修復(fù)效率有重要的工程意義。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一中的單管塔的主視圖。
[0014]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一中的單管塔的左視圖。
[0015]圖3是本發(fā)明實(shí)施例一中的多個(gè)相互連接的輸電桿的使用狀態(tài)圖。
[0016]圖4是本發(fā)明實(shí)施例一中的單管塔的基礎(chǔ)部的主視圖。
[0017]圖5是本發(fā)明實(shí)施例一中的單管塔的基礎(chǔ)部的左視圖。
[0018]圖6是本發(fā)明實(shí)施例一中的單管塔的基礎(chǔ)部的俯視圖。
[0019]圖7是本發(fā)明實(shí)施例一中的保護(hù)裝置的主視圖。
[0020]圖8是本發(fā)明實(shí)施例一中的保護(hù)裝置的左視圖。
[0021]圖9是本發(fā)明實(shí)施例一中的保護(hù)裝置的俯視圖。
[0022]圖10是本發(fā)明實(shí)施例二中的保護(hù)裝置的主視圖。
[0023]圖11是本發(fā)明實(shí)施例二中的保護(hù)裝置的左視圖。
[0024]圖12是本發(fā)明實(shí)施例二中的保護(hù)裝置的俯視圖。
[0025]圖13是本發(fā)明實(shí)施例三中的保護(hù)裝置的主視圖。
[0026]圖14是本發(fā)明實(shí)施例三中的保護(hù)裝置的左視圖。
[0027]圖15是本發(fā)明實(shí)施例三中的保護(hù)裝置的俯視圖。
[0028]圖16是本發(fā)明實(shí)施例四中的保護(hù)裝置的主視圖。
[0029]圖17是本發(fā)明實(shí)施例四中的保護(hù)裝置的左視圖。
[0030]圖18是本發(fā)明實(shí)施例四中的保護(hù)裝置的俯視圖。
[0031]圖19是本發(fā)明實(shí)施例五中的單管塔的基礎(chǔ)部的主視圖。
[0032]圖20是本發(fā)明實(shí)施例五中的單管塔的基礎(chǔ)部的左視圖。
[0033]圖21是本發(fā)明實(shí)施例五中的單管塔的基礎(chǔ)部的俯視圖。
[0034]圖22是本發(fā)明實(shí)施例六中的單管塔的基礎(chǔ)部的主視圖。
[0035]圖23是本發(fā)明實(shí)施例六中的單管塔的基礎(chǔ)部的左視圖。
[0036]圖24是本發(fā)明實(shí)施例六中的單管塔的基礎(chǔ)部的俯視圖。
[0037]附圖標(biāo)記:
[0038]保險(xiǎn)板1、第一螺栓群2、上部3、下部4、中部5、鏤空處6、焊縫7、主體部8、基礎(chǔ)部
9、輸電線10、地面11、接合處12、保險(xiǎn)板13、中部14、保險(xiǎn)板15、上部16、下部17、中部18、保險(xiǎn)板15、上部16、下部17、中部18、第二螺栓群19、基礎(chǔ)部20、頂部21、底部22、頂端23和底端24。
【具體實(shí)施方式】
[0039]以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。[0040]實(shí)施例一
[0041]本實(shí)施例以在電力輸送系統(tǒng)中使用的輸電桿為例進(jìn)行說(shuō)明。如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)施例所涉及的輸電桿是單管塔在輸電線路中的一種應(yīng)用形式，常被用來(lái)作為輸電線10的支撐結(jié)構(gòu)，包括基礎(chǔ)部9、主體部8和套箍在基礎(chǔ)部9和主體部8的接合處12的保護(hù)裝置。
[0042]如圖4、圖5和圖6所示,基礎(chǔ)部9由鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土或鋼材制成實(shí)心結(jié)構(gòu)，其底部埋在地面11下并且其頂部露出地面11?；A(chǔ)部9底部的形狀為臺(tái)狀，頂部的立體形狀為橫截面外徑從上到下按照一定趨勢(shì)逐漸增大的類(lèi)圓柱，頂部和底部構(gòu)成的形狀為倒置杯形。除此之外，為和主體部8保持一致,基礎(chǔ)部9的立體形狀還可以為棱柱或者圓柱等，基礎(chǔ)部9的立體形狀可以根據(jù)單管塔的實(shí)際需要而進(jìn)行更改?；A(chǔ)部9頂部的頂端為向著底部凹陷的凹形面，該凹形面與主體部8相接觸。凹形面平行于輸電線10方向相對(duì)于垂直于輸電線10方向約束要小,使得輸電桿主體部8只產(chǎn)生沿著輸電線10方向的偏轉(zhuǎn)，防止輸電線路的級(jí)聯(lián)破壞。基礎(chǔ)部9可在現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖基坑，然后用鋼筋混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑制作，也可在工廠預(yù)制后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)直接安置于基坑中。
[0043]主體部8位于基礎(chǔ)部9的上方，由鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土制成空心結(jié)構(gòu)。主體部8底部的局部結(jié)構(gòu)制作成實(shí)心，這是為了防止主體部與基礎(chǔ)部接觸處發(fā)生局部損壞。主體部8的立體形狀可以為棱柱、類(lèi)圓柱或者圓柱，本實(shí)施例中采用橫截面外徑從上到下按照一定趨勢(shì)逐漸增大的類(lèi)圓柱，其增大的趨勢(shì)與基礎(chǔ)部9頂部的增大趨勢(shì)一致。主體部8的頂部牽拉有輸電線10，底部的底端為與基礎(chǔ)部9頂部頂端的凹形面相配合的凸形面。主體部8底部的凸形面與基礎(chǔ)部9頂部的凹形面外徑相等，接合后形成上述的接合處12。該凸形面平行于輸電線10方向相對(duì)于垂直于輸電線10方向約束要小。主體部8和基礎(chǔ)部9的相對(duì)長(zhǎng)度事先經(jīng)過(guò)計(jì)算，使得接合處12正好是輸電桿易受損的部位。主體部8和基礎(chǔ)部9通過(guò)諸如凸形面和凹形面之類(lèi)的弧形面相接合，其有益效果是能夠使主體部8產(chǎn)生沿著輸電線10方向的偏轉(zhuǎn)。主體部8在工廠預(yù)制，制作方法與現(xiàn)有混凝土桿制作方法類(lèi)似。
[0044]如圖7、圖8和圖9所示，上述輸電桿所使用的保護(hù)裝置用于通過(guò)屈曲耗能保護(hù)主體部8和基礎(chǔ)部9各自的結(jié)構(gòu)并且能夠方便地從接合處12拆卸下來(lái)并實(shí)現(xiàn)更換，包括兩片結(jié)構(gòu)呈鏡像對(duì)稱(chēng)的保險(xiǎn)板I以及第一螺栓群2。
[0045]保險(xiǎn)板I在工廠中制作成橫截面為類(lèi)Ω形結(jié)構(gòu)。安裝時(shí)，兩片保險(xiǎn)板I在輸電桿的基礎(chǔ)部9和主體部8的接合處12拼接起來(lái)并用第一螺栓群2安裝緊固。第一螺栓群2中每個(gè)螺栓的長(zhǎng)軸方向均垂直于輸電桿的中心軸并且平行于輸電線10的延伸方向,這樣能夠引導(dǎo)主體部8在較大的外部載荷的作用下沿著輸電線10的延伸方向偏移。拼接后的兩片保險(xiǎn)板I內(nèi)側(cè)面所圍成空間的橫截面外徑從上到下按照一定趨勢(shì)逐漸增大，其增大的趨勢(shì)與基礎(chǔ)部9頂部的增大趨勢(shì)一致，因此，拼接后的兩片保險(xiǎn)板I內(nèi)側(cè)面所形成空間的形狀分別與基礎(chǔ)部9和主體部8組合而成的立體形狀一致。保險(xiǎn)板I沿著單管塔方向的延伸長(zhǎng)度根據(jù)單管塔的實(shí)際情況進(jìn)行制定，以保證其有足夠的屈曲耗能能力。
[0046]每片保險(xiǎn)板I都由上部3、中部5和下部4構(gòu)成。上部3和下部4在制造時(shí)也與中部5 —體形成，它們均由耗能能力較好、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠并且剛度比基礎(chǔ)部9和主體部8小的材料如鋼材制成。這樣一旦主體部8受到的外部荷載超過(guò)其設(shè)計(jì)荷載，就會(huì)引發(fā)主體部8在接合處12相對(duì)于基礎(chǔ)部9發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，兩片保險(xiǎn)板I將發(fā)生屈曲，并抵消外部載荷所攜帶的部分能量，不會(huì)使主體部8發(fā)生倒塌等事故，從而保護(hù)輸電桿的其他部位不受損壞。
[0047]實(shí)施例二
[0048]在實(shí)施例二中，對(duì)于與實(shí)施例一相同的結(jié)構(gòu)，給予相同的名稱(chēng)并省略相同的說(shuō)明。如圖10、圖11和圖12所示，與實(shí)施例一相比，為了進(jìn)一步減小保險(xiǎn)板的剛度，本實(shí)施例的保險(xiǎn)板13的中部14開(kāi)設(shè)了若干個(gè)鏤空處6，這些鏤空處6在保險(xiǎn)板13橫截面的圓周方向上延伸。鏤空處6的形狀可以為圓形、矩形、圓角矩形、棱形、多邊形中的任意一種或幾種，本實(shí)施例中取長(zhǎng)條狀的矩形。這樣的話，整個(gè)保護(hù)裝置在沿著輸電線10自身長(zhǎng)度方向的彎曲剛度比沿輸電桿的中心軸方向的彎曲剛度大，從而屈曲耗能能力得到進(jìn)一步提升。
[0049]實(shí)施例三
[0050]在實(shí)施例三中，對(duì)于與實(shí)施例一相同的結(jié)構(gòu)，給予相同的名稱(chēng)并省略相同的說(shuō)明。如圖13、圖14和圖15所示，與實(shí)施例一相比，本實(shí)施例的保險(xiǎn)板15的中部18分別與上部16和下部17通過(guò)第二螺栓群19連接，第二螺栓群19中每一個(gè)螺栓的長(zhǎng)軸方向垂直于主體部8的中心軸。
[0051]實(shí)施例四
[0052]在實(shí)施例四中，對(duì)于與實(shí)施例一相同的結(jié)構(gòu)，給予相同的名稱(chēng)并省略相同的說(shuō)明。如圖16、圖17和圖18所示，與實(shí)施例一相比，本實(shí)施例的保險(xiǎn)板I的中部5分別與上部3和下部4焊接在一起，焊接產(chǎn)生了焊縫7。
[0053]實(shí)施例五
[0054]如圖19、圖20和圖21所示，與實(shí)施例一相比，本實(shí)施例中的輸電桿的基礎(chǔ)部9的立體形狀還可以為類(lèi)圓柱，其頂部的頂端具有與主體部底部的凸形面相配合的凹形面。實(shí)施例一中的保護(hù)裝置也適用于本實(shí)施例中的輸電桿。
[0055]實(shí)施例六
[0056]如圖22、圖23和圖24所示，與實(shí)施例一相比，本實(shí)施例中輸電桿的基礎(chǔ)部20的底部22埋于地下，基礎(chǔ)部20的頂部21采用鋼筋混凝土或鋼材制作成小段實(shí)心柱，該頂部21的頂端23為與主體部底部的凸形面相配合的凹形面，該頂部21的底端24與基礎(chǔ)部20的底部22通過(guò)法蘭連接。實(shí)施例一中的保護(hù)裝置也適用于本實(shí)施例中的輸電桿。
[0057]上述實(shí)施例所涉及的輸電桿只是在輸電系統(tǒng)中應(yīng)用的一種類(lèi)型的單管塔，實(shí)際上，帶有保護(hù)裝置的單管塔也可用于通訊設(shè)施、照明設(shè)施等其他結(jié)構(gòu)中，例如通信單管塔或高燈塔等。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員只要根據(jù)上述實(shí)施例的揭示，并結(jié)合其他具體單管塔結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，不付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可使單管塔適用于其它領(lǐng)域，因此本發(fā)明不再舉出其它具體實(shí)施例。
[0058]上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員能理解和使用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種單管塔，包括基礎(chǔ)部和與所述基礎(chǔ)部相接合的主體部，還包括套箍在所述基礎(chǔ)部和所述主體部的接合處的保護(hù)裝置，其特征在于:所述保護(hù)裝置包括兩片結(jié)構(gòu)呈鏡像對(duì)稱(chēng)的保險(xiǎn)板，所述兩片保險(xiǎn)板可拆卸地拼接在所述接合處，拼接后的兩片保險(xiǎn)板內(nèi)側(cè)面所形成空間的形狀與所述基礎(chǔ)部和所述主體部組合而成的立體形狀一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單管塔，其特征在于:兩片保險(xiǎn)板通過(guò)第一螺栓群拼接在一起，每片所述保險(xiǎn)板均由上部、中部和下部構(gòu)成，所述中部由剛度比所述基礎(chǔ)部和所述主體部小的材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單管塔，其特征在于:所述上部、所述中部和所述下部在制造時(shí)一體形成，或者所述中部分別與所述上部和所述下部通過(guò)第二螺栓群連接，或者所述中部分別與所述上部和所述下部焊接在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單管塔，其特征在于:所述中部開(kāi)設(shè)有若干個(gè)鏤空處，所述鏤空處在所述保險(xiǎn)板橫截面的圓周方向上延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單管塔，其特征在于:所述鏤空處的形狀為圓形、矩形、圓角矩形、棱形、多邊形中的任意一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單管塔，其特征在于:所述第一螺栓群和所述第二螺栓群中所有螺栓的長(zhǎng)軸方向均垂直于所述單管塔的中心軸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的單管塔，其特征在于:所述主體部由鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土或鋼材等材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的單管塔，其特征在于:所述基礎(chǔ)部由鋼筋混凝土澆筑而成，其底部埋于地下并且其頂部高出地面。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任意一項(xiàng)所述的單管塔，其特征在于:所述主體部的立體形狀為棱柱、圓柱、桿狀或塔狀空心結(jié)構(gòu)，所述基礎(chǔ)部的立體形狀為倒置杯狀、棱柱或者圓柱。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任意一項(xiàng)所述的單管塔，其特征在于:所述主體部和所述基礎(chǔ)部在所述接合處通過(guò)弧形面相接合。
【文檔編號(hào)】E04H12/00GK103883153SQ201410077080
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月4日
【發(fā)明者】戴靠山, 李昂, 易正翔, 趙菲, 卜伯聿, 張 浩 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)