一種用于輸電鐵塔無填板四組合角鋼截面的主材開斷節(jié)點(diǎn)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型是有關(guān)輸電鐵塔主材開斷節(jié)點(diǎn)型式，尤指無填板四組合角鋼輸電鐵塔 采用的一種特殊主材開斷節(jié)點(diǎn)型式。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展，電壓等級的逐步提高，多回路、特高壓輸電線路建設(shè) 越來越多，伴隨的桿塔荷載也越來越大，桿塔構(gòu)件型式也正向多元化邁進(jìn)，單角鋼(含大角 鋼）已不能滿足荷載要求。對于山區(qū)線路的大負(fù)荷鐵塔，采用四組合角鋼塔是最佳選擇，調(diào) 研目前四組合角鋼的生產(chǎn)和施工情況，發(fā)現(xiàn)四組合角鋼鐵塔的填板數(shù)量多是鐵塔較重、焊 接量較大、加工和施工不便的主要原因。伴隨線路走廊日益狹窄，山區(qū)走線越來越多，桿塔 所處的地形條件也越來越惡劣，線路施工材料運(yùn)輸能力限制給大規(guī)格鐵塔構(gòu)件運(yùn)輸也提出 了新的挑戰(zhàn)，在輸電線路設(shè)計(jì)中成為一個(gè)亟待解決的難題。
[0003] 目前常規(guī)四組合角鋼鐵塔，四肢構(gòu)件間主要通過填板進(jìn)行連接，在許多關(guān)鍵節(jié)點(diǎn) 構(gòu)造型式設(shè)計(jì)時(shí)均需充分考慮填板帶來的諸多影響。常規(guī)四組合角鋼主材開斷節(jié)點(diǎn)處需設(shè) 置與填板厚度相同的內(nèi)貼板，同時(shí)所連接的鐵塔主材構(gòu)件均需設(shè)置一較厚的填板。常規(guī)四 組合角鋼鐵塔主材開斷節(jié)點(diǎn)型式主要有以下幾方面缺點(diǎn)：
[0004] (1)為了連接四組合角鋼，鐵塔主材各節(jié)間均需設(shè)置與填板相同厚度的板，導(dǎo)致鐵 塔重量偏重，焊接工作量大，加工和施工不便；
[0005] (2)為了滿足四組合角鋼主材連接的要求(考慮四組合角鋼通過填板連接的因 素)，主材開斷節(jié)點(diǎn)處需設(shè)置與填板厚度相同的內(nèi)貼板，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)重量偏重；且在開斷點(diǎn)處 原本受力較大的四肢主材同時(shí)開斷，節(jié)點(diǎn)處剛度突變較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)目前四組合角鋼鐵塔主材開斷節(jié)點(diǎn)處存在的問題和不足，提供一種用于輸 電鐵塔無填板四組合角鋼截面的主材開斷節(jié)點(diǎn)，具體技術(shù)方案如下：
[0007] -種用于輸電鐵塔無填板四組合角鋼截面的主材開斷節(jié)點(diǎn)，包括四根主材1，外角 包鋼2,所述四根主材1兩對角錯(cuò)開開斷，開斷的對角使用外角包鋼2,所述外包角鋼2設(shè)置 在對角開斷的兩根主材1內(nèi)側(cè)，所述四根主材1兩兩相互直接接觸設(shè)置。
[0008] 作為可選方式，上述的一種用于輸電鐵塔無填板四組合角鋼截面的主材開斷節(jié) 點(diǎn)，所述外包角鋼2的方向與開斷主材方向設(shè)置一致，并緊貼開斷主材，所述外包角鋼2上 段與上部開斷主材通過連接部件3連接，所述外包角鋼2下段與下部開斷主材通過連接部 件連接。
[0009] 作為可選方式，上述的一種用于輸電鐵塔無填板四組合角鋼截面的主材開斷節(jié) 點(diǎn)，所述連接部件3為螺栓。
[0010] 作為可選方式，上述的一種用于輸電鐵塔無填板四組合角鋼截面的主材開斷節(jié) 點(diǎn)，所述外包角鋼2截面面積大于或等于開斷主材截面面積。
[0011] 作為可選方式，上述的一種用于輸電鐵塔無填板四組合角鋼截面的主材開斷節(jié) 點(diǎn)，所述四根主材1為角鋼A4、角鋼B5、角鋼C6、角鋼D7,所述角鋼A4與角鋼C6形成對角 一，所述角鋼B5與角鋼D7形成對角二；所述角鋼A4與角鋼C6在開斷點(diǎn)一 8處開斷，所述 角鋼B5與角鋼D7在開斷點(diǎn)二9處開斷。
[0012] 作為可選方式，上述的一種用于輸電鐵塔無填板四組合角鋼截面的主材開斷節(jié) 點(diǎn)，所述四根主材1兩兩相互直接接觸通過連接部件直接固定連接。
[0013] 綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是：
[0014] 本實(shí)用新型采用的無填板四組合角鋼主材開斷節(jié)點(diǎn)，取消常規(guī)四組合角鋼連接用 填板，直接采用錯(cuò)節(jié)間、兩兩對角布置的外包角鋼解決主材開斷連接和開斷點(diǎn)剛度突變較 大的問題，在主材角鋼肢內(nèi)設(shè)置了外包角鋼，有效傳遞主材內(nèi)力的同時(shí)，取消了原有的內(nèi)貼 板，相對原連接方式減小節(jié)點(diǎn)重量約10%，有效避免了開斷節(jié)點(diǎn)剛度突變的不利影響，提高 了節(jié)點(diǎn)的安全性。通過合理設(shè)置外包角鋼的規(guī)格和長度，可最大限度的滿足主材構(gòu)件傳力 需要，同時(shí)使得常規(guī)四組合角鋼不再采用十字填板而直接用螺栓進(jìn)行連接，從而達(dá)到了減 小節(jié)點(diǎn)重量、避免節(jié)點(diǎn)剛度突變、有效降低塔重、減少焊接工作量、方便加工和施工的目的， 同時(shí)縮短了建設(shè)周期，節(jié)約成本，具有一定的經(jīng)濟(jì)性，使得四組合角鋼構(gòu)件在山區(qū)線路運(yùn)用 更加便利。
【附圖說明】
[0015]本實(shí)用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：
[0016] 圖1為輸電鐵塔主材開斷節(jié)點(diǎn)位置示意圖正面圖；
[0017] 圖2為輸電鐵塔主材開斷節(jié)點(diǎn)位置示意圖側(cè)面圖；
[0018] 圖3為現(xiàn)有常規(guī)四組合角鋼主材開斷節(jié)點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖4為圖3中1-1的截面圖；
[0020] 圖5為圖3中2-2的截面圖；
[0021] 圖6為本實(shí)用新型中無填板四組合角鋼主材開斷節(jié)點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)圖示；
[0022] 圖7為圖6中1-1、2-2的截面圖；
[0023] 圖8為圖6中3-3、4-4的截面圖；
[0024] 圖9為圖6中5-5的截面圖；
[0025] 圖10為無填板四組合角鋼主材開斷節(jié)點(diǎn)有限元實(shí)體仿真模型；
[0026] 圖11為無填板四組合角鋼主材開斷點(diǎn)開斷主材有限元實(shí)體仿真模型；
[0027] 圖12為無填板四組合角鋼主材開斷點(diǎn)未開斷主材有限元實(shí)體仿真模型；
[0028] 圖13為無填板四組合角鋼主材開斷點(diǎn)外包角鋼有限元實(shí)體仿真模型；
[0029] 圖14為無填板四組合角鋼主材開斷點(diǎn)連接螺栓有限元實(shí)體仿真模型。
[0030] 附圖標(biāo)記：1為主材、2為外包角鋼、3為連接部件、4為角鋼A、5為角鋼B、6為角鋼 C、7為角鋼D、8為開斷點(diǎn)一、9為開斷點(diǎn)二、10為一號外包角鋼、11為二號外包角鋼、12為三 號外包角鋼、13為四號外包角鋼、14為常規(guī)四組合角鋼開斷點(diǎn)、15為填板、16為內(nèi)貼板、17 為塔身和塔腿主材、18為主材開斷點(diǎn)、19為焊接處、20為未開斷主材角鋼、21為開斷主材角 鋼。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥 的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0032] 現(xiàn)目前，對于常規(guī)四組合角鋼主材開斷節(jié)點(diǎn)，如圖3所示，因四組合角鋼需填板15 連接的原因，通常主材開斷點(diǎn)14 一般選在節(jié)間分段點(diǎn)，采用外包角鋼2和內(nèi)貼板16相結(jié)合 的方式進(jìn)行節(jié)點(diǎn)連接，如圖4所示，內(nèi)貼板16的設(shè)置厚度與四組合角鋼連接填板15相同， 以傳遞上下主材的內(nèi)力。此連接方式即使在外包角鋼2滿足節(jié)點(diǎn)受力要求時(shí)，考慮四組合 角鋼靠填板15連接的因素，仍需設(shè)置與填板等厚的內(nèi)貼板16,開斷節(jié)點(diǎn)重量較大，且在開 斷點(diǎn)處原本受力較大的四肢主材同時(shí)開斷，節(jié)點(diǎn)處剛度突變較大。另外四組合角鋼主材構(gòu) 件自身在每個(gè)節(jié)間均需設(shè)置較厚的填板15進(jìn)行構(gòu)件連接，所述填板15在焊接處19焊接成 十字型，如圖5所示，造成塔重偏重，增加焊接工作量，加工和施工不便。
[0033] 針對以往型式的不足，本發(fā)明在主材開斷點(diǎn)保證構(gòu)件強(qiáng)度和剛度要求的情況下， 靈活取消內(nèi)貼板，直接采用外包角鋼的型式進(jìn)行連接，有效降低節(jié)點(diǎn)重量約10% ;同時(shí)考慮 四組合角鋼受力較大的因素，對開斷點(diǎn)采用了"錯(cuò)節(jié)間、兩兩對角開斷"的處理方式，有效避 免了開斷節(jié)點(diǎn)剛度突變的不利影響，提高了節(jié)點(diǎn)的安全性。更重要的是取消了常規(guī)四組合 角鋼主材構(gòu)件填板，有效降低了整塔重量，減少了焊接工作，加工便利，施工方便，且節(jié)點(diǎn)布 置型式簡單。
[0034] 主材開斷節(jié)點(diǎn)采用外包角鋼的型式進(jìn)行處理，保證連接的可靠性。外包角鋼設(shè)置 在對角開斷的兩根主材內(nèi)側(cè)，方向與開斷主材方向一致，并緊貼開斷主材，通過螺栓分別連 接上下開斷主材。
[0035] 如圖1、圖6所示，輸電塔塔身主材17的開斷點(diǎn)18處設(shè)置有四根主材1，外角包鋼 2,所述四根主材1兩對角錯(cuò)開開斷，表現(xiàn)為塔身上的開斷點(diǎn)一 8、開斷點(diǎn)二9。開斷的對角 使用外角包鋼2,所述外角包鋼2設(shè)置在對角開斷的兩根主材1內(nèi)側(cè)，所述四根主材1兩兩 相互直接接觸設(shè)置。所述四根主材1兩兩相互直接接觸通過連接部件，例如螺栓直接固定 連接。所述外角包鋼2的方向與開斷主材方向設(shè)置一致，并緊貼開斷主材，所述外角包鋼2 上段與上部開斷主材通過連接部件3,例如螺栓連接，所述外角包鋼2下段與下部開斷主材 通過連接部件連接。所述開斷點(diǎn)一 8和開斷點(diǎn)二9位于不同節(jié)間，所述開斷點(diǎn)一 8與開斷 點(diǎn)二9的距離不宜小于1.5米。
[0036] 所述四根主材1為角鋼A4、角鋼B5、角鋼C6、角鋼D7,所述角鋼A4與角鋼C6形成 對角一，所述角鋼B5與角鋼D7形成對角二。如圖7所示，所述角鋼A4與角鋼C6在開斷點(diǎn) 一 8處開斷，一號外包角鋼10、二號外包角鋼11設(shè)置在對角開斷的兩根主材1，即所述角鋼 A4與角鋼C6的內(nèi)側(cè)。而在此開斷點(diǎn)一 8處，所述角鋼B5與角鋼D7沒有開斷，所述角鋼B5 與角鋼D7的內(nèi)側(cè)也不需設(shè)置外包角鋼。如圖8所示，所述角鋼B5與角鋼D7在開斷點(diǎn)二9 處開斷，三號外包角鋼12、四號外角包鋼13設(shè)置在對角開斷的兩根主材1，即所述角鋼B5 與角鋼D7的內(nèi)側(cè)。而在此開斷點(diǎn)二9處，所述角鋼A4與角鋼C6沒有開