一種用于輸電鐵塔無填板四組合角鋼截面的變坡節(jié)點(diǎn)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是有關(guān)輸電鐵塔變坡節(jié)點(diǎn)型式，尤指無填板四組合角鋼輸電鐵塔采用的一 種特殊變坡節(jié)點(diǎn)連接型式。
【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。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)四組合角鋼鐵塔采用座板式，在變坡節(jié)點(diǎn)下方焊接鋼板(專業(yè)術(shù) 語稱為"下靴板"，下均按此簡稱）與四角鋼構(gòu)件通過填板和螺栓直接連接，此方式變坡節(jié)點(diǎn) 剛度相對較弱，同時(shí)四組合角鋼構(gòu)件在每個(gè)節(jié)間均需設(shè)置與靴板相同厚度的填板進(jìn)行構(gòu)件 連接，塔重偏重，增加焊接工作量，加工和施工不便。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)四組合角鋼變坡處由四組合角鋼與靴板通過填板和螺 栓連接，同時(shí)變坡節(jié)點(diǎn)下部所有鐵塔主材構(gòu)件需設(shè)置與靴梁相同厚度的填板。常規(guī)四組合 角鋼鐵塔變坡節(jié)點(diǎn)型式主要有以下幾方面缺點(diǎn)： (1) 為了連接四組合角鋼，下部主材各節(jié)間均需設(shè)置與變坡節(jié)點(diǎn)處靴板相同厚度的填 板，導(dǎo)致鐵塔重量偏重，焊接工作量大，加工和施工不便； (2) 為了滿足常規(guī)四組合角鋼構(gòu)件間連接的要求(構(gòu)件間通過填板連接，存在填板厚度 大小的縫隙)，四組合角鋼與變坡節(jié)點(diǎn)靴板直接相連導(dǎo)致應(yīng)力和剛度突變的節(jié)點(diǎn)處無加強(qiáng) 措施，其剛度相對較弱。
[0004] (3)變坡節(jié)點(diǎn)處因三維空間坡度變化存在一定程度的應(yīng)力和剛度突變，目前常用 的此類變坡節(jié)點(diǎn)下靴板直接與四角鋼主材相連，變坡節(jié)點(diǎn)以下無加強(qiáng)措施，剛度相對較弱， 變坡點(diǎn)安全性能儲備相對較低。
[0005] 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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)目前四組合角鋼鐵塔變坡節(jié)點(diǎn)型式存在的問題和不足，提供一種用于輸電 鐵塔無填板四組合角鋼截面的變坡節(jié)點(diǎn)，具體技術(shù)方案如下： 一種用于輸電鐵塔無填板四組合角鋼截面的變坡節(jié)點(diǎn)，包括上靴板9、底座板4和下靴 板11，設(shè)置有內(nèi)包角鋼17、無填板四組合角鋼18,所述無填板四組合角鋼18的端部與下靴 板11的端部對齊設(shè)置，所述無填板四組合角鋼18、下靴板11的外部設(shè)置內(nèi)包角鋼17,所述 內(nèi)包角鋼17上段與下靴板11連接，所述內(nèi)包角鋼17下段與無填板四組合角鋼18連接，所 述無填板四組合角鋼18兩兩直接對接設(shè)置。
[0007] 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變坡節(jié)點(diǎn)，所 述內(nèi)無填板四組合角鋼18采用連接部件7直接拼接在一起。
[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變坡節(jié)點(diǎn)，所 述內(nèi)包角鋼17的安裝方向與下部無填板四組合角鋼18方向一致。
[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變坡節(jié)點(diǎn)，所 述下靴板11連接在變坡底座板4上，所述內(nèi)包角鋼17設(shè)置在變坡底座板4下方。
[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變坡節(jié)點(diǎn)，所 述內(nèi)包角鋼17緊貼下靴板11和無填板四組合角鋼18。
[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變坡節(jié)點(diǎn)，所 述下靴板11厚度與無填板四組合角鋼18的厚度相同。
[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變坡節(jié)點(diǎn)，其 特征在于：所述內(nèi)包角鋼17上段采用連接部件與下靴板11連接。
[0013] 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變坡節(jié)點(diǎn)，所 述連接部件7為螺栓。
[0014] 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變坡節(jié)點(diǎn)，所 述內(nèi)包角鋼17下段采用連接部件7與無填板四組合角鋼18連接。
[0015] 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變坡節(jié)點(diǎn)，所 述內(nèi)包角鋼17長度大于或者等于被連接的無填板四組合角鋼18的寬度。
[0016] 綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是： 本發(fā)明通過內(nèi)包角鋼將四組合角鋼構(gòu)件與靴板直接進(jìn)行拼接，四個(gè)內(nèi)包角鋼的設(shè)置大 大增加了變坡節(jié)點(diǎn)的剛度。且此類節(jié)點(diǎn)的優(yōu)勢還在于與其連接的四組合角鋼構(gòu)件直接通過 螺栓背靠背連接，勿需在四角鋼各個(gè)節(jié)間設(shè)置與靴板相同厚度的填板，在提高節(jié)點(diǎn)剛度和 安全性能的同時(shí)，有效降低了整塔重量，減少了焊接工作，加工便利、施工方便，具有明顯的 優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0017] 本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中： 圖1為輸電鐵塔變坡節(jié)點(diǎn)位置示意圖正面圖； 圖2為輸電鐵塔變坡節(jié)點(diǎn)位置示意圖側(cè)面圖； 圖3為現(xiàn)有常規(guī)四組合角鋼變坡節(jié)點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為圖3中1-1的截面圖； 圖5為圖3中2-2的截面圖； 圖6為圖3中3-3的截面圖； 圖7為圖3中4-4的截面圖； 圖8為本發(fā)明中無填板四組合角鋼變坡節(jié)點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)圖示； 圖9為圖8中1-1的截面圖； 圖10為圖8中2-2的截面圖； 圖11為圖8中3-3的截面圖； 圖12為圖8中4-4的截面圖； 圖13為圖8中5-5的截面圖； 圖14為圖8中6-6的截面圖； 圖15為無填板四組合角鋼變坡節(jié)點(diǎn)有限元實(shí)體仿真模型； 圖16為無填板四組合角鋼變坡節(jié)點(diǎn)上靴板有限元實(shí)體仿真模型； 圖17為無填板四組合角鋼變坡節(jié)點(diǎn)下靴板有限元實(shí)體仿真模型； 圖18為無填板四組合角鋼變坡節(jié)點(diǎn)底座板有限元實(shí)體仿真模型； 圖19為無填板四組合角鋼變坡節(jié)點(diǎn)內(nèi)包角鋼有限元實(shí)體仿真模型； 圖20為無填板四組合角鋼變坡節(jié)點(diǎn)無填板四組合角鋼有限元實(shí)體仿真模型。
[0018] 圖21為無填板四組合角鋼變坡節(jié)點(diǎn)連接螺栓有限元實(shí)體仿真模型； 附圖標(biāo)記：1為鐵塔變坡節(jié)點(diǎn)、2為變坡以上段、3為變坡以下段、4為底座板、5為靴板、 6為常規(guī)四組合角鋼、7為連接部件、8為十字填板、9為上靴板、10為變坡上部角鋼、11為下 靴板、12為填板一、13為填板二、14為填板三、15為焊接處、16為連接常規(guī)四組合角鋼和填 板的螺栓、17為內(nèi)包角鋼、18為無填板四組合角鋼、19為一號內(nèi)包角鋼、20為二號內(nèi)包角 鋼、21為三號內(nèi)包角鋼、22為四號內(nèi)包角鋼、23為一號角鋼、24為二號角鋼、25為三號角鋼、 26為四號角鋼、27為上部主材重心線、28為第一倒角、29為第二倒角、30為第三倒角、31為 連接部件、32角鋼的外側(cè)面、33為角鋼的內(nèi)側(cè)面、34為下靴板的外側(cè)面、35為內(nèi)包角鋼的截 面外側(cè)邊、36為內(nèi)包角鋼的截面內(nèi)側(cè)邊。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 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。
[0020] 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，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。針對以往型式的不足，本發(fā)明采用四組合角鋼直接接觸連接， 變坡處采用內(nèi)包鋼的加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)剛度，很大程度上提高節(jié)點(diǎn)安全性能，更重要的是取消常規(guī) 四組合角鋼主材構(gòu)件填板，有效降低了變坡節(jié)點(diǎn)和整塔重量，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，變坡處過渡自然。
[0021] 輸電鐵塔塔身如圖1、圖2所示，鐵塔變坡節(jié)點(diǎn)1連接鐵塔塔身主材變坡以上段2、 鐵塔塔身主材變坡以下段3,所述變坡節(jié)點(diǎn)1上部為鐵塔變坡以上段2塔身主材，所述變坡 節(jié)點(diǎn)1下部為鐵塔變坡以下段3塔身主材。所述變坡節(jié)點(diǎn)1處設(shè)置有連接部件，即底座板 4。所述底座板4上部焊接上靴板9,所述底座下部4焊接下靴板11。鐵塔塔身主材變坡以 上段2直接與上靴板9連接，如通過焊接連接。鐵塔塔身主材變坡以下段3與下靴板11連 接。
[0022] 如圖3所示，現(xiàn)有常規(guī)四組合角鋼變坡節(jié)點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)，通常變坡以上采用雙組合 角鋼，即變坡上部角鋼10,（十字型截面對角布置，如圖4所示）與變坡以下帶填板8的常規(guī) 四組合角鋼6過渡，在變坡上下角鋼的中間設(shè)置一底座板4和上下靴板，通過上靴板9-底 座板4-下靴板11的順序傳遞構(gòu)件的內(nèi)力，如圖5所示。為滿足下部常規(guī)四組合角鋼6連 接的需要，此種方式四肢構(gòu)件須設(shè)置大量十字填板8 (如下圖6、圖7所示)，所述十字填板8 由填板一 12、填板二13、填板三14在焊接處15焊接成十字形。所述十字填板8被位于常 規(guī)四組合角鋼6的內(nèi)部，通過螺栓16共同固定連接常規(guī)四組合角鋼。十字填板8的設(shè)置增 加了鐵塔節(jié)點(diǎn)和整體重量較重，在許多關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)構(gòu)造型式設(shè)計(jì)時(shí)均需充分考慮其帶來的諸 多影響，同時(shí)增加了焊接工作量，加工和施工均不便。
[0023] 另變坡節(jié)點(diǎn)處因三維空間坡度變化存在一定程度的應(yīng)力和剛度突變，目前常用的 此類變坡節(jié)點(diǎn)靴板直接與四角鋼主材相連，變坡節(jié)點(diǎn)以下無加強(qiáng)措施，剛度相對較弱，變坡 點(diǎn)安全性能儲備相對較低。
[0024] 現(xiàn)提出一種新的連接方式，如圖8所示，無填板四組合角鋼截面的變坡節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)， 該輸電鐵塔無填板四組合角鋼截面的變坡節(jié)點(diǎn)1，變坡節(jié)點(diǎn)1在變坡處設(shè)置底座板4,所述 底座板4上部焊接上靴板9,所述底座下部4焊接下靴板11。變坡以上采用變坡上部角鋼 10將塔身上部連接在上靴板9上，如圖9所示。
[0025] 如圖10、圖11所示，本結(jié)構(gòu)設(shè)置有無填板四組合角鋼18、內(nèi)包角鋼17,所述無填板 四組合角鋼18的端部與下靴板11的端部對齊設(shè)置，對接設(shè)置。所述內(nèi)包角鋼17設(shè)置在變 坡底座板4下方，緊貼包圍在所述無填板四組合角鋼18、下靴板11的外部。如圖12所示， 所述內(nèi)包角鋼17上段通過連接部件7,例如螺栓與下靴板11連接。如圖13所示，所述內(nèi)包 角鋼17下段通過螺栓7與無填板四組合角鋼18連接。所述內(nèi)包角鋼17的安裝方向與下 部無填板四組合角鋼18方向一致。所述內(nèi)包角鋼17緊貼下靴板11和無填板四組合角鋼 18。
[0026] 如圖14所示，所述無填板四組合角鋼18為一號角鋼23、二號角鋼24、三號角鋼 25、四號角鋼26。所述一號角鋼23