輸電鐵塔角鋼的補強構件的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及輸電鐵的補強技術，尤其涉及一種輸電鐵塔角鋼的補強構件。
【背景技術】
[0002] 我國工業與民用等各領域對電力資源的需求日益增加。然而，由于我國獨特的地 理特征，電力資源充沛的地區與電力需求緊張的地區往往相隔甚遠，這就使得大規模、長距 離、跨越復雜環境區的高壓、特高壓輸電線路，成為保障經濟社會發展的必備基礎設施，而 輸電鐵塔結構的安全可靠，更是輸電線路正常運行的基本保障。因此，維持輸電鐵塔結構的 安全可靠十分重要。
[0003] 《電網技術》于2009年7月刊登的文章《輸電鐵塔主材加固方法試驗》一文，曾提 出在待加固角鋼肢背添加相同規格角鋼，形式"十"字雙拼組合角鋼的方法進行加固工作。 但該方法因具有耗材較多，形成的新"十"字組合角鋼占用空間大、荷載偏心率大，需在原角 鋼上打孔而削弱原截面等不利因素，其實施過程受到較多限制，難以廣泛應用。
[0004] 目前，對于輸電鐵塔中存在問題的角鋼構件，常用的處理方法是"替換桿件"法，即 將原桿件拆除，而將預先加工好的新桿件安裝在原有桿位上。但這樣的處理方法具有如下 不足之處：
[0005] 1)原塔桿件拆除后，拆除部位對整體結構的局部支撐作用將暫時消失，輸電鐵塔 結構的整體剛度將發生改變，加之輸電鐵塔體型、荷載均十分巨大，這往往會使整塔結構產 生難以逆轉的永久變形。即使在拆除前設置了臨時支撐設施，也難以根除這種不利影響。與 此同時，拆除的桿件越為關鍵、承載力越大，拆除后整塔結構永久變形的幅值也越大，甚至 引起結構失效的危險。這就意味著現有的替換桿件技術，難以在鐵塔的關鍵構件上得到應 用。
[0006] 2)原塔桿件拆除后，由于結構局部傳力體系的改變，整塔將難以避免的產生內力 重分布。內力重分布的出現，有很大的可能使原設計受力較小的桿件承受較大的荷載，從而 產生新的薄弱桿件。且由于此薄弱桿件在檢測工作完成之后產生，其危險性難以被重新發 現，因此對原結構將產生無法預料的危害，隱患十分巨大。當拆除桿件為整體結構的關鍵、 敏感構件時，這一隱患將更為嚴重。
[0007] 3)原塔桿件拆除后，由于整塔剛度的改變，鐵塔上連接原桿件兩端的節點，其空間 位置將發生變化。這就意味著，按原桿件的幾何尺寸加工出的新桿件，將難以安裝在原有鐵 塔上。即使節點微小的變形，也將給新桿件的安裝帶來很大的困難。就算是強行安裝上去， 也會使鐵塔再次產生內力重分布。其后果無法預料。
【發明內容】
[0008] 本發明目的在于克服以上現有技術之不足，提供一種輸電鐵塔角鋼的補強構件， 具體有以下技術方案實現：
[0009] 所述輸電鐵塔角鋼的補強構件，包括角鋼構件與加固件，所述加固件分別與角鋼 構件兩側壁固接。
[0010] 所述構件的進一步設計在于，所述加固件為加固角鋼件。
[0011] 所述構件的進一步設計在于，所述加固角鋼件為直角角鋼件。
[0012] 所述構件的進一步設計在于，所述加固角鋼件的兩棱邊分別設有帶斜邊的切棱。
[0013] 所述構件的進一步設計在于，所述加固角鋼件的兩棱邊分別與角鋼構件的兩側壁 對應固接。
[0014] 所述構件的進一步設計在于，所述加固角鋼件的兩棱邊分別通過對應切棱處與角 鋼構件的兩側壁焊接，實現與角鋼構件的固接。
[0015] 本發明的優點如下：
[0016] 本發明提供的補強構件，其新的組合截面由原抗扭剛度很差的單角鋼截面變為抗 扭剛度極好、抗彎剛度很好的箱型截面，具有整體性好、穩定性強、施工簡便、不削弱原角鋼 截面的優點，且克服了 "替換桿件法"因拆除桿件而產生的各種困難與危險，能有效彌補現 行"十"字雙肢角鋼補強技術的不足，具有良好的力學性能與應用前景。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發明提供的輸電鐵塔角鋼的補強構件的結構示意圖。
[0018] 圖2是現有的的輸電鐵塔角鋼的補強結構示意圖。
[0019] 圖3為角鋼加固件的結構示意圖。
[0020] 圖4為原塔角鋼截面的結構示意圖。
[0021] 圖5為焊后組合構件截面的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 下面結合附圖對本發明方案進行詳細說明。
[0023] 本實施例提供的輸電鐵塔角鋼的補強構件，包括角鋼構件與加固件，加固件分別 與角鋼構件兩側壁固接。本實施例采用的加固件為直角角鋼件。直角角鋼件的兩棱邊分別 設有帶斜邊的切棱。直角角鋼件的兩棱邊分別通過對應切棱處與角鋼構件的兩側壁焊接， 實現與角鋼構件的固接。
[0024] 現以輸電鐵塔中常用角鋼規格為例進行說明。
[0025] 其中，原塔角鋼截面采用L50X4.0 ;加固角鋼截面采用L45X4.0,切角高度同肢 厚，見圖4.所示。
[0026] 組合后構件截面特性，按下式進行計算。
[0027] 式中，下角標"1"、"2"，分別代表原塔角鋼與貼焊鋼管，無下角標的各符號，代表組 合構件。
[0028] (1)面積 A :
[0029] A = Ai+A2 (1)
[0030] (2)對x，y軸面積矩：
[0036] 同理可知：
[0038] 式中：Ζρ 22分別為原角鋼、加固角鋼截面重心距，本例中Z 13. 8mm、Z 1 =12. 2mm山、t2分別為原角鋼、加固角鋼截面肢厚，本例中t丨=4mm、t丨=3mm〇
[0039] (3)形心的x，y坐標：
[0042] (4)通過形心的x、y方向截面慣性矩：
[0050] 同理可知：
[0052] (5)截面慣性積：
[0054] (6)截面弱主軸慣性矩：
[0056] (7)截面繞弱主軸回轉半徑：
[0058] 由上述計算式，可獲得貼焊鋼管補強后組合角鋼的各項截面特性，將計算結構列 于表1。由表中可知，貼焊鋼管能極大提高構件的各項截面參數。
[0059] 表1原角鋼截面與補強后組合截面參數對比表
[0060]
[0061] 通過表1及圖4、圖5可以看出，
[0062] 1.加固后的組合構件，其截面形心距原角鋼構件截面形心很近。角鋼補強
[0063] 后，組合截面的荷載偏心率變化十分微小，甚至會有所降低。
[0064] 2.加固后的組合構件，其截面回轉半徑的提升幅度為76. 8%，將極大改善
[0065] 被補強構件的穩定性；
[0066] 加固后的組合構件，其截面慣性矩提升幅度高達476. 3%，達原角鋼構件慣性矩的 5. 8倍，使得補強后構件剛度得到明顯提升，進一步提高了結構的適用性與安全性。
【主權項】
1. 輸電鐵塔角鋼的補強構件，其特征在于包括角鋼構件與加固件，所述加固件分別與 角鋼構件兩側壁固接。2. 根據權利要求1所述的補強構件，其特征在于所述加固件為加固角鋼件。3. 根據權利要求2所述的補強構件，其特征在于所述加固角鋼件為直角角鋼件。4. 根據權利要求2所述的補強構件，其特征在于所述加固角鋼件的兩棱邊分別設有帶 斜邊的切棱。5. 根據權利要求4所述的補強構件，其特征在于所述加固角鋼件的兩棱邊分別與角鋼 構件的兩側壁對應固接。6. 根據權利要求5所述的補強構件，其特征在于所述加固角鋼件的兩棱邊分別通過對 應切棱處與角鋼構件的兩側壁焊接，實現與角鋼構件的固接。
【專利摘要】本實用新型涉及一種輸電鐵塔角鋼的補強構件，包括角鋼構件與加固件，所述加固件分別與角鋼構件兩側壁固接。有益效果為：新的組合截面由原抗扭剛度很差的單角鋼截面變為抗扭剛度極好、抗彎剛度很好的箱型截面，具有整體性好、穩定性強、施工簡便、不削弱原角鋼截面的優點，且克服了“替換桿件法”因拆除桿件而產生的各種困難與危險，能有效彌補現行“十”字雙肢角鋼補強技術的不足，具有良好的力學性能與應用前景。
【IPC分類】E04H12/08
【公開號】CN205036146
【申請號】CN201520023789
【發明人】黃士君, 朱海峰, 劉海, 朱小龍, 許奇, 洪莎莎
【申請人】國家電網公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力經濟技術研究院
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年1月13日