一種加固后的輸電線路角鋼塔塔腿結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種加固后的輸電線路角鋼塔塔腿結(jié)構(gòu)，包括塔腿主材、斜材和靴板，在塔腿主材上部焊接有加固角鋼I，在靴板上焊接有異形板，在加固角鋼I和異形板上固定有加固角鋼II，其中，加固角鋼I的下端焊接加固角鋼II的上部，異形板的內(nèi)側(cè)焊接加固角鋼II的下部，加固角鋼I、加固角鋼II和異形板三者通過(guò)焊縫連接。本實(shí)用新型為加固角鋼和原塔腿角鋼為冶金結(jié)合，避免了螺栓傳力造成的二次受力現(xiàn)象，可最大限度提高加固效果；具有強(qiáng)度大、牢固耐用的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種加固后的輸電線路角鋼塔塔腿結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種加固后的輸電線路角鋼塔塔腿結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]架空輸電將輸電導(dǎo)線用絕緣子和金具架設(shè)在桿塔之上，從而使導(dǎo)線對(duì)地面和建筑物保持一定的距離。同電纜送電相比，架空輸電具有投資少、維護(hù)檢修方便的優(yōu)點(diǎn)，因此獲得了廣泛應(yīng)用。對(duì)于電壓等級(jí)較高的架空線路一般選擇荷載承受能力強(qiáng)，占地面積小，服役壽命長(zhǎng)的鐵塔作為支持物。然而由于部分型式的老舊線路存在設(shè)計(jì)缺陷，在設(shè)計(jì)時(shí)存在承受風(fēng)載以及抗覆冰能力差的缺點(diǎn)，在使用過(guò)程中出現(xiàn)倒塔事故，需進(jìn)行加固處理。
[0003]以ZGU2 (7727) 110千伏雙回路直線塔型為例，該塔型廣泛應(yīng)用于2005年以前線路設(shè)計(jì)。2005年國(guó)家電網(wǎng)輸電線路典型設(shè)計(jì)出版后，該塔型已不作推薦使用。由于ZGU2塔型的塔材尺寸設(shè)計(jì)余度不足，在極端天氣條件下容易造成鐵塔傾覆，帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患，因此需進(jìn)行加固處理。
[0004]塔腿部分位于鐵塔的最下部，塔腿的上端與塔身連接，下段與基礎(chǔ)連接，在鐵塔結(jié)構(gòu)中，塔腿部分受力最大，因此從滿足強(qiáng)度，穩(wěn)定性和變形要求方面，對(duì)鐵塔塔腿進(jìn)行加固是提高鐵塔整體性能至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。
[0005]現(xiàn)有的技術(shù)采用螺栓并聯(lián)角鋼的增大截面技術(shù)，即在原構(gòu)件的側(cè)面通過(guò)連接板及螺栓并聯(lián)一根新的同規(guī)格角鋼，形成新的組合截面構(gòu)件，進(jìn)而提高結(jié)構(gòu)的承載能力。然而采用這種加固方法進(jìn)行鐵塔塔腿加固，存在以下缺點(diǎn):
[0006](I)采用螺栓將加固角鋼同原塔材并聯(lián)的方法加固塔腿，需要在原角鋼主材以及鐵塔的靴板上開(kāi)大量螺栓孔，不僅工藝復(fù)雜，而且開(kāi)孔造成的強(qiáng)度減弱也成為安全隱患。
[0007](2)目前角鋼件的加固，采用螺栓連接并聯(lián)新角鋼構(gòu)件形成組合構(gòu)件這一方法。采用此種方法，新加構(gòu)件存在應(yīng)力滯后現(xiàn)象，整個(gè)組合加固件存在二次受力現(xiàn)象，給鐵塔的整體受力帶來(lái)不利影響。
[0008](3)角鋼塔塔腿部位，存在主材、斜材同靴板連接結(jié)構(gòu)，形狀復(fù)雜而且螺栓數(shù)量較多，在布置加固件時(shí)常常導(dǎo)致加固位置受限，給加固帶來(lái)較大難度。
[0009]利用上述方法加固的塔腿都存在不牢固、強(qiáng)度小的缺點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0010]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型針對(duì)Z⑶2 (7727) 110千伏雙回路直線塔型，提出一種加固后的輸電線路角鋼塔塔腿結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度大、牢固耐用的優(yōu)點(diǎn)。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案。
[0012]一種加固后的輸電線路角鋼塔塔腿結(jié)構(gòu),包括塔腿主材、斜材和靴板,在塔腿主材上部焊接有加固角鋼I，在靴板上焊接有異形板，在加固角鋼I和異形板上固定有加固角鋼II，其中，加固角鋼I的下端焊接加固角鋼II的上部，異形板的內(nèi)側(cè)焊接加固角鋼II的下部，加固角鋼1、加固角鋼II和異形板三者通過(guò)焊縫連接。
[0013]所述加固角鋼I比塔腿主材角鋼邊的長(zhǎng)度寬0_30mm，所選加固角鋼I比塔腿主材角鋼邊的厚度大0-10mm。
[0014]所述加固角鋼II比塔腿主材角鋼邊的長(zhǎng)度寬0_30mm，所選加固角鋼II比塔腿主材角鋼邊的厚度大0-10mm。
[0015]所述異形板為四邊形鋼板，且該四邊形的兩個(gè)對(duì)角為直角，另一個(gè)角的度數(shù)與塔腿主材與斜材的夾角度數(shù)的差值在[-5°，5° ]內(nèi)。
[0016]本實(shí)用新型主要?jiǎng)?chuàng)新的功能:
[0017]本實(shí)用新型獨(dú)創(chuàng)性的采用了焊接的方式對(duì)塔腿進(jìn)行加固，本加固后的塔腿，采用有限元計(jì)算程序?qū)庸糖昂筝旊娝惺芎奢d能力進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果表明原塔腿在12級(jí)風(fēng)下(30m/s)鐵塔主肢的等效應(yīng)力最大值遠(yuǎn)超于材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，桿件強(qiáng)度不滿足使用要求，將導(dǎo)致傾覆。加固后的塔腿鐵塔等效應(yīng)力值下降明顯，Q345角鋼應(yīng)力最大值為156MPa，遠(yuǎn)小于強(qiáng)度設(shè)計(jì)值310MPa。鐵塔抗風(fēng)載能力顯著提高，完全滿足安全運(yùn)行的要求。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果:同原螺栓連接方法相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0019](I)新增加的角鋼通過(guò)焊接連接的方式直接同原構(gòu)件連接在一起，形成牢固的冶金結(jié)合，無(wú)需進(jìn)行開(kāi)孔處理，避免了開(kāi)孔造成的強(qiáng)度減弱隱患，提高了加固安全性。
[0020](2)加固角鋼和原塔腿角鋼為冶金結(jié)合，避免了螺栓傳力造成的二次受力現(xiàn)象，可最大限度提高加固效果。
[0021](3)具有強(qiáng)度大、牢固耐用的優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為角鋼塔塔腿加固部位示意圖；
[0023]圖2a為原塔腿示意圖；
[0024]圖2b為原塔腿俯視圖；
[0025]圖3a為焊接加固角鋼I后的塔腿示意圖；
[0026]圖3b為焊接加固角鋼I后的塔腿俯視圖；
[0027]圖4a為焊接異形板后的塔腿示意圖；
[0028]圖4b為焊接異形板后的塔腿俯視圖；
[0029]圖5a為焊接加固角鋼II后的塔腿不意圖；
[0030]圖5b為焊接加固角鋼II后的塔腿俯視圖。
[0031]其中:1、塔腿主材；2、靴板；3、座板；4、斜材；5、加固角鋼I ;6、異形板；7、加固角鋼II ;8、焊縫。

【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0033]如圖5a所示，一種加固后的輸電線路角鋼塔塔腿結(jié)構(gòu)，包括塔腿主材1、斜材4和靴板2，在塔腿主材I上部焊接有加固角鋼15，在靴板2上焊接有異形板6，在加固角鋼I和異形板上固定有加固角鋼II，其中，加固角鋼I的下端焊接加固角鋼117的上部，異形板6的內(nèi)側(cè)焊接加固角鋼Π7的下部，加固角鋼15、加固角鋼117和異形板6三者通過(guò)焊縫連接。
[0034]加固角鋼15比塔腿主材I角鋼邊的長(zhǎng)度寬0_30mm，所選加固角鋼15比塔腿主材I角鋼邊的厚度大0-10mm。
[0035]加固角鋼117比塔腿主材I角鋼邊的長(zhǎng)度寬0_30mm，所選加固角鋼117比塔腿主材I角鋼邊的厚度大0-10mm。
[0036]異形板6為四邊形鋼板，且該四邊形的兩個(gè)對(duì)角為直角，另一個(gè)角的度數(shù)與塔腿主材I與斜材4的夾角度數(shù)的差值在[-5°，5° ]內(nèi)。
[0037]上述塔腿結(jié)構(gòu)的焊接加固方法為:
[0038]1.根據(jù)原塔腿主材，I尺寸規(guī)格選擇需加固用角鋼尺寸，塔腿主材I角鋼尺寸中所選加固角鋼15、加固角鋼117分別比原角鋼塔塔腿主材角鋼邊寬b大6、7_，加固角鋼15、加固角鋼Π7分別比原角鋼塔塔腿主材角鋼邊厚大4、5mm。
[0039]2.加固過(guò)程中，加固件同原角鋼塔部件的連接選擇焊接方式，焊接方法選擇手工焊條電弧焊，焊接材料推薦選用E4303型號(hào)焊條。
[0040]3.焊接電流選擇:采用直徑2.5mm焊條，焊接電流為60A-100A ；
[0041]4.加固件角焊縫焊角尺寸為3mm-8mm。
[0042]5.角鋼塔加固部分如圖1所示，為同靴板相連的塔腿主材。
[0043]6.未加固前角鋼塔塔腿如圖2a、圖2b所示，角鋼主材通過(guò)螺栓同靴板連接在一起。
[0044]7.加固時(shí)，首先進(jìn)行塔腿主材上部加固角鋼焊接。采用步驟2、3推薦工藝參數(shù)進(jìn)行焊接。采用圖3a、圖3b中焊縫8將加固角鋼15同鐵塔主材焊接在一起。
[0045]8.完成塔腿上部角鋼加固焊接之后，進(jìn)行靴板部位異形板焊接，異形板6形狀見(jiàn)圖4a、圖4b中所示，異形板6通過(guò)圖4a、圖4b中焊縫連接于靴板2之上。
[0046]9.進(jìn)行塔腿下部加固主材焊接，該部分加固角鋼通過(guò)圖5a、圖5b中焊縫8同上部加固角鋼連接，下部通過(guò)焊縫8同異形板連接，通過(guò)該異形板6連接到原塔腿靴板2上。
[0047]10.加固完成后，采用角向磨光機(jī)，或鋼絲刷對(duì)構(gòu)件表面鍍鋅層發(fā)生破壞以及污染區(qū)域進(jìn)行清理，保證原支腿及其加固件表面無(wú)油、銹、氧化皮及其他污物，原鍍鋅層破壞處須露出金屬光澤。
[0048]11.加固角鋼同塔腿主材以及靴板和座板形成的縫隙部位，推薦選用中性防霉耐候膠進(jìn)行密封處理，防止雨水等進(jìn)入造成腐蝕。
[0049]12.構(gòu)件表面打磨符合步驟9中要求，密封膠凝固后及時(shí)進(jìn)行噴涂富鋅涂料處理。采用含鋅量大于90%的冷鍍鋅噴霧劑進(jìn)行防腐處理。冷鍍鋅過(guò)程中第一道鋅層干燥后即可噴涂第二道，進(jìn)行防腐處理的冷鍍鋅層厚度平均值不低于116 μ m，最小值不低于100 μ m。刷涂或噴涂完成后須保證防腐層均勻一致，無(wú)漏涂、氣泡、變色、失光等缺陷。
[0050]采用有限元計(jì)算程序?qū)庸糖昂筝旊娝惺芎奢d能力進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果表明加固前在12級(jí)風(fēng)下(30m/s)鐵塔主肢的等效應(yīng)力最大值遠(yuǎn)超于材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，桿件強(qiáng)度不滿足使用要求，將導(dǎo)致傾覆。采用焊接加固后鐵塔等效應(yīng)力值下降明顯，Q345角鋼應(yīng)力最大值為156MPa，遠(yuǎn)小于強(qiáng)度設(shè)計(jì)值310MPa。鐵塔抗風(fēng)載能力顯著提高，完全滿足安全運(yùn)行的要求。
[0051]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種加固后的輸電線路角鋼塔塔腿結(jié)構(gòu)，包括塔腿主材、斜材和靴板，其特征是:在塔腿主材上部焊接有加固角鋼I，在靴板上焊接有異形板，在加固角鋼I和異形板上固定有加固角鋼II，其中，加固角鋼I的下端焊接加固角鋼II的上部，異形板的內(nèi)側(cè)焊接加固角鋼II的下部，加固角鋼1、加固角鋼II和異形板三者之間的空隙通過(guò)焊縫連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種加固后的輸電線路角鋼塔塔腿結(jié)構(gòu)，其特征是:所述加固角鋼I比塔腿主材角鋼邊的長(zhǎng)度寬0-30mm，所選加固角鋼I比塔腿主材角鋼邊的厚度大O-1Omm0
3.如權(quán)利要求1所述的一種加固后的輸電線路角鋼塔塔腿結(jié)構(gòu)，其特征是:所述加固角鋼II比塔腿主材角鋼邊的長(zhǎng)度寬0-30mm，所選加固角鋼II比塔腿主材角鋼邊的厚度大O-1Omm0
4.如權(quán)利要求1所述的一種加固后的輸電線路角鋼塔塔腿結(jié)構(gòu)，其特征是:所述異形板為四邊形鋼板，且該四邊形的兩個(gè)對(duì)角為直角，另一個(gè)角的度數(shù)與塔腿主材與斜材的夾角度數(shù)的差值在[-5°，5° ]內(nèi)。
【文檔編號(hào)】E04H12/08GK204001928SQ201420115683
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】張忠文, 楊波, 雍軍, 孟海磊, 李新梅, 劉爽, 杜寶帥 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院, 山東電力工業(yè)鍋爐壓力容器檢驗(yàn)中心