一種用于輸電鐵塔無(wú)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] 本實(shí)用新型是有關(guān)輸電鐵塔變坡節(jié)點(diǎn)型式，尤指無(wú)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(jí)的逐步提高，多回路、特高壓輸電線路建設(shè) 越來(lái)越多，伴隨的桿塔荷載也越來(lái)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(duì)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(yǔ)稱為"下靴板"，下均按此簡(jiǎn)稱）與四角鋼構(gòu)件通過(guò)填板和螺栓直接連接，此方式變坡節(jié)點(diǎn) 剛度相對(duì)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(lái)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(guò)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)：
[0004] (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；
[0005] (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(guò)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(wú) 加強(qiáng)措施，其剛度相對(duì)較弱。
[0006] (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(wú)加強(qiáng)措施，剛度相對(duì)較弱， 變坡點(diǎn)安全性能儲(chǔ)備相對(duì)較低。
[0007] 伴隨線路走廊日益狹窄，山區(qū)走線越來(lái)越多，桿塔所處的地形條件也越來(lái)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】

[0008] 針對(duì)現(xiàn)目前四組合角鋼鐵塔變坡節(jié)點(diǎn)型式存在的問(wèn)題和不足，提供一種用于輸電 鐵塔無(wú)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：
[0009] 一種用于輸電鐵塔無(wú)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(wú)填板四組合角鋼18,所述無(wú)填板四組合角鋼18的端部與 下靴板11的端部對(duì)齊設(shè)置，所述無(wú)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(wú)填板四組合角鋼18連 接，所述無(wú)填板四組合角鋼18兩兩直接對(duì)接設(shè)置。
[0010] 作為可選方式，上述的一種用于輸電鐵塔無(wú)填板四組合角鋼截面的變坡節(jié)點(diǎn)，所 述無(wú)填板四組合角鋼18采用連接部件7直接拼接在一起。
[0011] 作為可選方式，上述的一種用于輸電鐵塔無(wú)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(wú)填板四組合角鋼18方向一致。
[0012] 作為可選方式，上述的一種用于輸電鐵塔無(wú)填板四組合角鋼截面的變坡節(jié)點(diǎn)，所 述下靴板11連接在底座板4上，所述內(nèi)包角鋼17設(shè)置在底座板4下方。
[0013] 作為可選方式，上述的一種用于輸電鐵塔無(wú)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(wú)填板四組合角鋼18。
[0014] 作為可選方式，上述的一種用于輸電鐵塔無(wú)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(wú)填板四組合角鋼18的厚度相同。
[0015] 作為可選方式，上述的一種用于輸電鐵塔無(wú)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。
[0016] 作為可選方式，上述的一種用于輸電鐵塔無(wú)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。
[0017] 作為可選方式，上述的一種用于輸電鐵塔無(wú)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(wú)填板四組合角鋼18連接。
[0018] 作為可選方式，上述的一種用于輸電鐵塔無(wú)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(zhǎng)度大于或者等于被連接的無(wú)填板四組合角鋼18的寬度。
[0019] 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：
[0020] 本實(shí)用新型通過(guò)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(shì)還在于與其連接的四組合角鋼構(gòu)件 直接通過(guò)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(shì)。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 本實(shí)用新型將通過(guò)例子并參照附圖的方式說(shuō)明，其中：
[0022] 圖1為輸電鐵塔變坡節(jié)點(diǎn)位置示意圖正面圖；
[0023] 圖2為輸電鐵塔變坡節(jié)點(diǎn)位置示意圖側(cè)面圖；
[0024] 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；
[0025] 圖4為圖3中1-1的截面圖；
[0026] 圖5為圖3中2-2的截面圖；
[0027] 圖6為圖3中3-3的截面圖；
[0028] 圖7為圖3中4-4的截面圖；
[0029] 圖8為本實(shí)用新型中無(wú)填板四組合角鋼變坡節(jié)點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)圖示；
[0030] 圖9為圖8中1-1的截面圖；
[0031] 圖10為圖8中2-2的截面圖；
[0032] 圖11為圖8中3-3的截面圖；
[0033] 圖12為圖8中4-4的截面圖；
[0034] 圖13為圖8中5-5的截面圖；
[0035] 圖14為圖8中6-6的截面圖；
[0036] 圖15為無(wú)填板四組合角鋼變坡節(jié)點(diǎn)有限元實(shí)體仿真模型；
[0037] 圖16為無(wú)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；
[0038] 圖17為無(wú)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；
[0039] 圖18為無(wú)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；
[0040] 圖19為無(wú)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；
[0041] 圖20為無(wú)填板四組合角鋼變坡節(jié)點(diǎn)無(wú)填板四組合角鋼有限元實(shí)體仿真模型。
[0042] 圖21為無(wú)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；
[0043] 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(wú)填板四組合角鋼、19為一號(hào)內(nèi)包角鋼、20為二號(hào)內(nèi)包 角鋼、21為三號(hào)內(nèi)包角鋼、22為四號(hào)內(nèi)包角鋼、23為一號(hào)角鋼、24為二號(hào)角鋼、25為三號(hào)角 鋼、26為四號(hào)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】
[0044] 本說(shuō)明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過(guò)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。
[0045] 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(lái)的諸多影響。針對(duì)以往型式的不足，本實(shí)用新型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(jiǎn)單，變坡處過(guò)渡自然。
[0046] 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(guò)焊接連接。鐵塔塔身主材變坡以下段3與下靴板11連 接。
[0047] 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(duì)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(guò)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(guò)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(guò)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(lái)的諸 多影響，同時(shí)增加了焊接工作量，加工和施工均不便。
[0048] 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(wú)加強(qiáng)措施，剛度相對(duì)較弱，變坡 點(diǎn)安全性能儲(chǔ)備相對(duì)較低。
[0049] 現(xiàn)提出一種新的連接方式，如圖8所示，無(wú)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(wú)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。
[0050] 如圖10、圖11所示，本結(jié)構(gòu)設(shè)置有無(wú)填板四組合角鋼18、內(nèi)包角鋼17,所述無(wú)填板 四組合角鋼18的端部與下靴板11的端部對(duì)齊設(shè)置，對(duì)接設(shè)置。所述內(nèi)包角鋼17設(shè)置在底 座板4下方，緊貼包圍在所述無(wú)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(guò)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(guò)螺栓