一種復(fù)合材料輸電桿塔的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種復(fù)合材料輸電桿塔，該桿塔適用于110千伏以下輸電線路中，所述桿塔包括彼此垂直連接的塔身和橫向構(gòu)件，所述橫向構(gòu)件包括塔身頂端的地線支架和所述地線支架下方的橫擔(dān)，其特征在于：所述塔身通過復(fù)合材料管疊加而成。由于塔身為竹狀可以增加桿塔塔身的抗拉/壓剛度，抗彎剛度及轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，能有效地減小風(fēng)偏、覆冰對(duì)桿塔的影響，能增大在惡劣天氣下桿塔的穩(wěn)定性，可用于腐蝕嚴(yán)重地區(qū)，且具有造價(jià)較低、運(yùn)輸、安裝、維修費(fèi)用較小，減小線路走廊的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種復(fù)合材料輸電桿塔
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本實(shí)用新型涉及輸電線路工程，更具體涉及一種竹節(jié)仿生形復(fù)合材料輸電桿塔?！颈尘凹夹g(shù)】:
[0002]目前，輸電線路中的桿塔一般包括鐵塔和混凝土桿，其中鋼材是一種電導(dǎo)體，且質(zhì)量重和易腐蝕，所以鋼構(gòu)架并不是最理想的桿塔材料。混凝土桿質(zhì)量比鋼材更重，從而造成運(yùn)輸和安裝困難，且易受環(huán)境影響。而復(fù)合材料桿塔由于其優(yōu)良的綜合性能，如強(qiáng)度高、重量輕、耐腐蝕、絕緣性好等特點(diǎn)，已經(jīng)逐步得到了應(yīng)用。
[0003]復(fù)合材料目前已逐步取代木材及金屬合金，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、電子電氣、建筑、健身器材等領(lǐng)域，在近年更是得到了飛速發(fā)展。隨著科技的發(fā)展，樹脂與玻璃纖維在技術(shù)上不斷進(jìn)步，生產(chǎn)廠家的制造能力普遍提高，使得玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料的價(jià)格成本已被許多行業(yè)接受。輸電線路中復(fù)合絕緣子和復(fù)合芯導(dǎo)線的成功運(yùn)行，進(jìn)一步拓展了復(fù)合材料在電網(wǎng)中的應(yīng)用范圍。
[0004]桿塔用的復(fù)合材料主要選用玻璃鋼復(fù)合材料，增強(qiáng)纖維通常選用玻璃纖維，樹脂選用熱固性樹脂體系。主要特點(diǎn)包括:(I)輕質(zhì)高強(qiáng)，拉伸、彎曲和壓縮強(qiáng)度均能達(dá)到400Mpa以上,密度一般小于2.2g/cm3 ;因此可降低桿塔的運(yùn)輸和施工難度,提高電網(wǎng)的建設(shè)效率，特別是在運(yùn)輸困難地區(qū)的應(yīng)用。(2)耐腐蝕性好，復(fù)合材料內(nèi)部樹脂固化后具有致密的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的耐酸、堿、鹽及有機(jī)溶劑等介質(zhì)耐蝕性能；可降低沿海及重工業(yè)區(qū)桿塔的腐蝕程度，延長桿塔使用壽命，降低桿塔維護(hù)成本。(3)復(fù)合材料桿塔具有較好的絕緣性能，在110KV及以上電壓等級(jí)線路可有效縮減線路走廊寬度(最大可壓縮30%以上)，減少風(fēng)偏事故，節(jié)約土地資源、降低輸電線路整體運(yùn)營維護(hù)成本。
[0005]復(fù)合材料可以通過選擇合適的原材料和合理的鋪層形式，使復(fù)合材料構(gòu)件或復(fù)合材料結(jié)構(gòu)滿足使用要求。復(fù)合材料的抗疲勞性能良好。而一般金屬的疲勞強(qiáng)度為抗拉強(qiáng)度的40?50%，可某些復(fù)合材料可高達(dá)70?80%。復(fù)合材料的疲勞斷裂是從基體開始，逐漸擴(kuò)展到纖維和基體的界面上，沒有突發(fā)性的變化。因此，復(fù)合材料在破壞前有預(yù)兆，可以檢查和補(bǔ)救。復(fù)合材料的一些特點(diǎn)非常適合用于桿塔結(jié)構(gòu)，不僅可以克服傳統(tǒng)的輸電桿塔普遍存在的質(zhì)量重、易腐爛、銹蝕或開裂、耐久性差、使用壽命較短等缺陷，還能有效緩解金屬或混凝土桿塔在施工運(yùn)輸和運(yùn)行維護(hù)中的困難。近年來，隨著國內(nèi)復(fù)合材料成本的進(jìn)一步降低，復(fù)合材料制作工藝的不斷進(jìn)步，復(fù)合材料桿塔的研究與應(yīng)用條件已經(jīng)具備，實(shí)現(xiàn)復(fù)合桿塔的技術(shù)儲(chǔ)備對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0006]復(fù)合材料桿塔已在全球部分地區(qū)得到應(yīng)用，其中研制開發(fā)和應(yīng)用相對(duì)成熟的有RS和Stixmgwell等公司。RS公司開發(fā)的復(fù)合材料桿塔已在歐美地區(qū)投入使用。例如加拿大大湖電力公司在230kV輸電系統(tǒng)中安裝了大約300基門形復(fù)合材料桿塔，此外還有90基復(fù)合桿塔正在其它電壓等級(jí)輸電系統(tǒng)中投入使用。在挪威，一條長50公里的132kV輸電線路將使用170基RS公司生產(chǎn)的門形復(fù)合材料桿塔。由于復(fù)合材料模量小，復(fù)合材料單桿在受力時(shí)變形較大，采用門形的復(fù)合材料桿塔能有效減小變形，而復(fù)合材料桿塔在服役的過程中也由可能產(chǎn)生裂紋，并且裂紋隨纖維方向擴(kuò)展。本實(shí)用新型的輸電桿塔所采用的竹節(jié)仿生結(jié)構(gòu)能夠減小復(fù)合材料單桿的變形，并且能夠利用節(jié)點(diǎn)阻止裂紋順纖維方向擴(kuò)展。
實(shí)用新型內(nèi)容:
[0007]本實(shí)用新型的目的是提供一種竹節(jié)仿生形復(fù)合材料輸電桿塔，該桿塔適用于110KV以下輸電線路中。本實(shí)用新型中的竹節(jié)仿生形復(fù)合材料輸電桿塔可以增加桿塔塔身的抗拉/壓剛度，抗彎剛度及轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，能有效地減小風(fēng)偏、覆冰對(duì)桿塔的影響，能增大在惡劣天氣下桿塔的穩(wěn)定性，可用于腐蝕嚴(yán)重地區(qū)，且具有造價(jià)較低、運(yùn)輸、安裝、維修費(fèi)用較小，減小線路走廊的優(yōu)點(diǎn)。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:一種竹節(jié)仿生形復(fù)合材料輸電桿塔，該桿塔適用于110KV以下輸電線路中，所述桿塔包括彼此垂直連接的塔身和橫向構(gòu)件，所述橫向構(gòu)件包括塔身頂端的地線支架和所述地線支架下方的橫擔(dān)，所述塔身為竹狀，所述塔身通過竹狀復(fù)合材料管疊加而成。
[0009]本實(shí)用新型提供的一種竹節(jié)仿生形復(fù)合材料輸電桿塔，所述復(fù)合材料管至少為三個(gè)，相鄰兩個(gè)所述復(fù)合材料管通過連接件相互插接。
[0010]本實(shí)用新型提供的一種竹節(jié)仿生形復(fù)合材料輸電桿塔，所述連接件的材料為復(fù)合材料，所述連接件包括圓盤和設(shè)置在圓盤上下的圓柱體，所述圓柱體的半徑與相連的所述復(fù)合材料管內(nèi)徑相同的，所述連接件通過粘結(jié)劑與所述復(fù)合材料管連接。
[0011]本實(shí)用新型提供的另一優(yōu)選的一種竹節(jié)仿生形復(fù)合材料輸電桿塔，所述復(fù)合材料管通過節(jié)間疊加而成，所述節(jié)間包括軸向平行段和對(duì)稱設(shè)置在平行段兩端的曲線段，相鄰兩個(gè)所述節(jié)間處為節(jié)點(diǎn)，所述節(jié)點(diǎn)為竹節(jié)結(jié)構(gòu)。
[0012]本實(shí)用新型提供的再一優(yōu)選的一種竹節(jié)仿生形復(fù)合材料輸電桿塔，其特征在于:所述節(jié)間為3-6個(gè)，所述節(jié)點(diǎn)內(nèi)部徑向設(shè)有隔板。
[0013]本實(shí)用新型提供的又一優(yōu)選的一種竹節(jié)仿生形復(fù)合材料輸電桿塔，所述隔板的為圓形網(wǎng)狀格構(gòu)式鋁板，所述隔板上下表面焊有鋁板。
[0014]本實(shí)用新型提供的又一優(yōu)選的一種竹節(jié)仿生形復(fù)合材料輸電桿塔，所述復(fù)合材料管為疊層結(jié)構(gòu)，所述疊層由內(nèi)到外依次包括內(nèi)層、中層和外層；所述內(nèi)層為管狀纖維層；所述中層和所述外層均為為竹狀纖維層。
[0015]本實(shí)用新型提供的又一優(yōu)選的一種竹節(jié)仿生形復(fù)合材料輸電桿塔，
[0016]所述內(nèi)層由內(nèi)到外至少分為5層管狀纖維層，所述內(nèi)層的纖維沿管狀纖維層由內(nèi)至外與其軸向間的夾角依次為0°、45°、90°和135°的角度鋪設(shè)纖維并按此角度循環(huán)鋪設(shè)；
[0017]所述中層的纖維與所述中層軸向間的夾角為90°方向鋪設(shè)；
[0018]所述外層纖維層至少為2層，所述外層的纖維沿外層纖維層由內(nèi)至外與其軸向間的夾角為0°和90°的角度鋪設(shè)纖維并按照此角度循環(huán)鋪設(shè)。
[0019]本實(shí)用新型提供的又一優(yōu)選的一種竹節(jié)仿生形復(fù)合材料輸電桿塔，
[0020]所述內(nèi)層為5層管狀纖維層，所述內(nèi)層的纖維沿管狀纖維層由內(nèi)至外與其軸向間的夾角依次為0°、45°、90°和135°的角度鋪設(shè)纖維并按此角度循環(huán)鋪設(shè)；
[0021]所述外層纖維層至少為2層，所述外層的纖維沿外層的纖維層由內(nèi)至外與其軸向間的夾角為0°和90°的角度鋪設(shè)。
[0022]本實(shí)用新型提供的又一優(yōu)選的一種竹節(jié)仿生形復(fù)合材料輸電桿塔，所述內(nèi)層厚度至少為所述疊層厚度的40% ;所述中層最大的厚度至少為所述疊層厚度的30% ;所述外層厚度至少為所述疊層厚度的25%。
[0023]本實(shí)用新型提供的又一優(yōu)選的一種竹節(jié)仿生形復(fù)合材料輸電桿塔，所述中層的節(jié)點(diǎn)處纖維厚度大于中層的曲線段的區(qū)域纖維厚度。
[0024]本實(shí)用新型提供的又一優(yōu)選的一種一種竹節(jié)仿生形復(fù)合材料輸電桿塔，其特征在于:所述復(fù)合材料管的頂部和底部均通過密封膠進(jìn)行密封。
[0025]本實(shí)用新型提供的又一優(yōu)選的一種竹節(jié)仿生形復(fù)合材料輸電桿塔，所述復(fù)合材料管的材料為復(fù)合材料，所述復(fù)合材料包括纖維和增強(qiáng)樹脂，所述纖維采用高模量的纖維，所述增強(qiáng)樹脂采用耐熱，耐老化，絕緣性強(qiáng)的樹脂材料。
[0026]本實(shí)用新型提供的又一優(yōu)選的一種竹節(jié)仿生形復(fù)合材料輸電桿塔，所述復(fù)合材料還包括綠色染色劑。
[0027]由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型得到的有益效果是:
[0028]1、本實(shí)用新型中輸電桿塔通過布置竹節(jié)仿生節(jié)點(diǎn)，增大塔身的抗拉/壓剛度，抗彎剛度及轉(zhuǎn)動(dòng)剛度來減小塔整體的變形；能夠有效防止復(fù)合材料桿塔由于裂紋擴(kuò)展而導(dǎo)致桿塔承載力快速下降，沒有預(yù)兆而直接倒塌的危險(xiǎn)；
[0029]2、本實(shí)用新型中輸電桿塔外形美觀，能與大自然相融合；
[0030]3、本實(shí)用新型為輸變電線路設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)科學(xué)，承載力合理，與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)的竹節(jié)仿生形復(fù)合材料桿塔；
[0031]4、本實(shí)用新型中輸電桿塔的纖維結(jié)構(gòu)內(nèi)層的設(shè)計(jì)起到支撐桿塔的作用，能提高桿塔的承載力；
[0032]5、本實(shí)用新型中輸電桿塔的纖維結(jié)構(gòu)的中層是組成節(jié)點(diǎn)的主要結(jié)構(gòu)，可起到增大節(jié)點(diǎn)附近拉壓剛度，抗彎剛度等強(qiáng)化力學(xué)性能的作用；
[0033]6、本實(shí)用新型中輸電桿塔的纖維結(jié)構(gòu)的外層的受力是整個(gè)結(jié)構(gòu)中最大的部位，而且外層要起到阻止裂紋從一個(gè)節(jié)間向另外一個(gè)節(jié)間擴(kuò)展的作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1為本實(shí)用新型的輸電桿塔的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2為本實(shí)用新型的輸電桿塔節(jié)間的示意圖；
[0036]圖3為本實(shí)用新型復(fù)合材料管間的組裝示意圖；
[0037]圖4為本實(shí)用新型復(fù)合材料管連接件的主視圖；
[0038]圖5為本實(shí)用新型復(fù)合材料管連接件的俯視圖；
[0039]圖6為本實(shí)用新型輸電桿塔纖維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖7為本實(shí)用新型復(fù)合材料隔板的剖面圖；
[0041]圖8為本實(shí)用新型復(fù)合材料隔板內(nèi)部格構(gòu)式結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖9為本實(shí)用新型復(fù)合材料隔板的整體圖；
[0043]圖10為本實(shí)用新型輸電桿塔的受力示意圖；
[0044]圖11為本實(shí)用新型輸電桿塔的剛度計(jì)算參數(shù)示意圖；[0045]其中，1-復(fù)合材料桿，2-節(jié)點(diǎn)，3-復(fù)合材料管，4-連接件，5-隔板，6_節(jié)間，7_地線支架，8-地線支架抱箍，9-上橫擔(dān)抱箍(a)，10-下橫擔(dān)吊桿，11-拉線，12-上楔形線夾，13-下楔形線夾，14-拉線盤，15-底盤，16-下橫擔(dān)抱箍(a)，17-下橫擔(dān)，18-下橫擔(dān)抱箍(b)，19-上橫擔(dān)，20-上橫擔(dān)吊桿，21-上橫擔(dān)抱箍(b)。
【具體實(shí)施方式】
[0046]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0047]實(shí)施例1:
[0048]如圖1所示，本例的輸電桿塔用于110KV以下的輸配電線路中，所述輸電桿塔包括彼此垂直連接的塔身和橫向構(gòu)件，所述橫向構(gòu)件包括頂端徑向設(shè)置的地線支架7和所述地線支架7下方的橫擔(dān)，本實(shí)施例中所述塔身采用竹狀復(fù)合材料桿1，所述復(fù)合材料桿I通過多個(gè)竹狀復(fù)合材料管3疊加而成，所述復(fù)合材料管3為多個(gè)節(jié)間6疊加而成。
[0049]如圖3-5所示，所述復(fù)合材料管3至少為三個(gè)，相鄰兩個(gè)所述復(fù)合材料管3通過連接件4相互插接。
[0050]所述連接件4為復(fù)合材料制成，所述連接件4包括圓盤和設(shè)置在圓盤上下并且小于圓盤半徑的圓柱體，所述圓柱體的半徑與相連的所述復(fù)合材料管3內(nèi)徑相同的，所述連接件4通過粘結(jié)劑與所述復(fù)合材料管3連接，所述粘結(jié)膠固化后不能進(jìn)水，要保證良好的密封性。
[0051]如圖2所示，所述節(jié)間6包括軸向平行段和對(duì)稱設(shè)置在平行段兩端的曲線段，所述平行段為管狀結(jié)構(gòu)，所述相鄰兩個(gè)所述節(jié)間6處為節(jié)點(diǎn)2，所述節(jié)點(diǎn)2為竹節(jié)結(jié)構(gòu)，即一個(gè)凸起的部位，所述曲線段為所述平行段與節(jié)點(diǎn)2間的平滑過渡管。
[0052]所述復(fù)合材料管3含有節(jié)間6的個(gè)數(shù)和每個(gè)節(jié)間6的間距按照減小塔身整體變形的原則設(shè)計(jì)。一般，所述節(jié)間6為3-6個(gè)，所述節(jié)點(diǎn)內(nèi)部徑向設(shè)有隔板，所述隔板側(cè)面通過粘結(jié)劑與節(jié)點(diǎn)相連，所述粘結(jié)膠固化后不能進(jìn)水，要保證良好的密封性。
[0053]如圖7-9所示，所述隔板5為圓形網(wǎng)狀格構(gòu)式鋁板，所述隔板5上下表面焊有鋁板。
[0054]每個(gè)所述節(jié)間6的長度相等或者每個(gè)所述節(jié)間6的長度從下到上依次變長。每個(gè)所述復(fù)合材料管3的厚度相同。
[0055]但為了考慮經(jīng)濟(jì)性，其中每個(gè)復(fù)合材料管3也可以用不同直徑的部件組成逐漸變細(xì)的錐形桿，大體上可采用從底部到頂部的幾段復(fù)合材料管3，直徑依次減小，厚度也依次減小。
[0056]如圖3和6所示，所述復(fù)合材料管3為疊層纖維結(jié)構(gòu)，所述疊層由內(nèi)到外依次包括內(nèi)層、中層和外層；所述內(nèi)層為管狀纖維層；所述中層和所述外層均為竹狀層。
[0057]所述內(nèi)層由內(nèi)到外至少分為5層管狀纖維層，所述內(nèi)層的纖維沿管狀纖維層由內(nèi)至外與所述管狀纖維層軸向間的夾角依次為0°、45°、90°和135°方向鋪設(shè)纖維，并按照該角度變化順序鋪設(shè)在每個(gè)管狀纖維層上；
[0058]所述中層的纖維與所述中層軸向間的夾角為90°方向鋪設(shè)；
[0059]所述外層纖維層至少為2層，所述外層的纖維沿外層纖維層由內(nèi)至外與所述外層纖維層軸向間的夾角依次為0°和90°方向鋪設(shè)。[0060]本實(shí)施例中，所述內(nèi)層為5個(gè)管狀纖維層，由內(nèi)到外即內(nèi)層I層-內(nèi)層5層，所述內(nèi)層I層的纖維與所述復(fù)合材料管3軸向方向呈0°角度鋪設(shè)在內(nèi)層I層上，內(nèi)層2層的纖維與所述復(fù)合材料管3軸向方向呈45°角度鋪設(shè)在內(nèi)層2層上，內(nèi)層3層的纖維與所述復(fù)合材料管3軸向方向呈90°角度鋪設(shè)在內(nèi)層3層上，內(nèi)層4層的纖維與所述復(fù)合材料管3軸向方向呈135°角度鋪設(shè)在內(nèi)層4層上和內(nèi)層5層的纖維與所述復(fù)合材料管3軸向方向呈0°角度鋪設(shè)在內(nèi)層5層上。
[0061]本實(shí)施例中，所述外層為2個(gè)纖維層，由內(nèi)到外即外層I層和外層2層，所述外層I層的纖維沿所述復(fù)合材料管的軸向方向呈0°角度鋪設(shè)在外層I層上，所述外層2層的纖維沿所述復(fù)合材料管的軸向方向呈90°角度鋪設(shè)在外層2層上。 [0062]所述內(nèi)層主要起支撐作用，能提高桿塔的承載力，所述內(nèi)層厚度至少為所述疊層厚度的40% ；
[0063]纖維結(jié)構(gòu)的中層是組成節(jié)點(diǎn)的主要結(jié)構(gòu)，可起到增大節(jié)點(diǎn)附近拉壓剛度，抗彎剛度等強(qiáng)化力學(xué)性能的作用，所述中層的最大厚度至少為所述疊層厚度的30% ；
[0064]纖維結(jié)構(gòu)的外層的受力是整個(gè)結(jié)構(gòu)中最大的部位，而且外層要起到阻止裂紋從一個(gè)節(jié)間像另外一個(gè)節(jié)間擴(kuò)展的作用，所述外層徑向厚度至少為所述疊層厚度的25%。
[0065]纖維結(jié)構(gòu)的中層鋪層要滿足構(gòu)造要求，其圓周縱向厚度變化規(guī)律是，所述中層節(jié)點(diǎn)處纖維厚度大于中層曲線段的平滑過渡的區(qū)域纖維厚度，所述纖維厚度通過纖維纏繞的圈數(shù)改變。
[0066]所述復(fù)合材料桿I的頂部和底部均通過密封膠進(jìn)行密封，密封膠固化后不能進(jìn)水，要保證良好的密封性。
[0067]如圖1所示，所述復(fù)合材料桿I的底部埋在地下，所述復(fù)合材料桿I的底部埋入地下的長度的計(jì)算方法為:
[0068]H0 = 0.06H+h,(1-1)
[0069]其中Htl為埋深的長度，H為整個(gè)電線主桿的長度，h為一個(gè)常數(shù)，h 一般情況下取值為1.2。
[0070]所述復(fù)合材料桿I底部粘接底盤15，本實(shí)施例中所述底盤15為法蘭盤。
[0071]所述復(fù)合材料管3采用變截面拉擠的方法制作，即為拉擠成型的變截面復(fù)合材料管。
[0072]所述輸電桿塔的地線支架7通過套筒即地線支架抱箍8與所述復(fù)合材料桿I頂部連接，所述橫擔(dān)包括上橫擔(dān)19和下橫擔(dān)17，所述上橫擔(dān)19的一端通過套筒即上橫檔抱箍(b) 9與所述復(fù)合材料桿I連接，所述上橫擔(dān)19的另一端與上橫擔(dān)吊桿20的一端連接，所述上橫擔(dān)吊桿20的另一端通過所述上橫擔(dān)19上方的所述套筒即上橫檔抱箍(b)21與所述復(fù)合材料桿I連接；
[0073]所述下橫擔(dān)17的中間通過套筒即下橫擔(dān)抱箍(a)16與所述復(fù)合材料桿I連接，所述下橫擔(dān)17的兩端分別通過兩個(gè)下橫擔(dān)吊桿10與所述復(fù)合材料桿I連接，兩個(gè)所述下橫擔(dān)吊桿10分別通過上橫檔抱箍(b)21和所述下橫擔(dān)17上方的下橫擔(dān)抱箍(b)18與所述復(fù)合材料桿I連接；所述套筒即抱箍通過螺栓固定在所述復(fù)合材料桿I上。
[0074]所述輸電桿塔既可以是轉(zhuǎn)角塔也可以是直線塔，在所述下橫擔(dān)抱箍(a) 16與地面通過拉線11連接，所述拉線11上方和下方分別設(shè)有上楔形線夾12和下楔形線夾13，所述拉線11底端設(shè)有拉線盤14，所述拉線11對(duì)地面夾角小于60度，拉線盤14埋深不低于
0.6mο
[0075]所述輸電桿塔的復(fù)合材料包括纖維和增強(qiáng)樹脂，所述纖維采用高模量的纖維，所述增強(qiáng)樹脂采用耐熱，耐老化，絕緣性強(qiáng)的樹脂材料。
[0076]竹節(jié)仿生形復(fù)合材料輸電桿塔，由于該輸電桿塔具有竹子的外形，可以改變桿塔的塔身顏色，使該輸電桿塔的整體外觀與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)，在其制作過程中添加了與綠色相關(guān)染色劑，使成型后的竹節(jié)仿生形復(fù)合材料輸電桿塔的總體顏色和天然的竹子一樣。
[0077]如圖11所示，本實(shí)用新型中的竹節(jié)仿生形復(fù)合材料輸電桿塔，其節(jié)間的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度計(jì)算方法如下:
[0078]當(dāng)節(jié)間兩端各作用一個(gè)單位彎矩時(shí)，節(jié)間兩端的轉(zhuǎn)角位移:
[0079]
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合材料輸電桿塔，該桿塔適用于110千伏以下輸電線路中，所述桿塔包括彼此垂直連接的塔身和橫向構(gòu)件，所述橫向構(gòu)件包括塔身頂端的地線支架和所述地線支架下方的橫擔(dān)，其特征在于:所述塔身通過復(fù)合材料管疊加而成。
2.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料輸電桿塔，其特征在于:所述復(fù)合材料管至少為三個(gè)，相鄰兩個(gè)所述復(fù)合材料管通過連接件相互插接。
3.如權(quán)利要求2所述的一種復(fù)合材料輸電桿塔，其特征在于:所述連接件材料為復(fù)合材料，所述連接件包括圓盤和設(shè)置在圓盤上下的圓柱體，所述圓柱體的半徑與相連的所述復(fù)合材料管內(nèi)徑相同的，所述連接件通過粘結(jié)劑與所述復(fù)合材料管連接。
4.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料輸電桿塔，其特征在于:所述復(fù)合材料管通過節(jié)間疊加而成，所述節(jié)間包括軸向平行段和對(duì)稱設(shè)置在平行段兩端的曲線段，相鄰兩個(gè)所述節(jié)間處為節(jié)點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求4所述的一種復(fù)合材料輸電桿塔，其特征在于:所述節(jié)間為3-6個(gè)，所述節(jié)點(diǎn)內(nèi)部徑向設(shè)有隔板。
6.如權(quán)利要求5所述的一種復(fù)合材料輸電桿塔，其特征在于:所述隔板為由網(wǎng)格組成的圓形板，所述圓形板上下表面焊有鋁板。
7.如權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的一種復(fù)合材料輸電桿塔,其特征在于:所述復(fù)合材料管為疊層結(jié)構(gòu)，所述疊層由內(nèi)到外依次包括內(nèi)層、中層和外層；所述內(nèi)層為管狀纖維層；所述中層和所述外層均為竹狀纖維層。
8.如權(quán)利要求7所述的一種復(fù)合材料輸電桿塔，其特征在于:所述內(nèi)層由內(nèi)到外至少分為5層管狀纖維層，所述內(nèi)層的纖維沿管狀纖維層由內(nèi)至外依次與其軸向間的夾角為0°、45°、90°和135°的角度·鋪設(shè)并按此角度循環(huán)鋪設(shè)； 所述中層的纖維與所述中層軸向間的夾角為90°方向鋪； 所述外層纖維層至少為2層，所述外層的纖維沿外層纖維層由內(nèi)至外與其軸向間的夾角為0°和90°的角度鋪設(shè)纖維并按照此角度循環(huán)鋪設(shè)。
9.如權(quán)利要求8所述的一種復(fù)合材料輸電桿塔,其特征在于:所述內(nèi)層為5層管狀纖維層，所述內(nèi)層的纖維沿管狀纖維層由內(nèi)至外與其軸向間的夾角依次為0°、45°、90°和135°的角度鋪設(shè)纖維并按此角度循環(huán)鋪設(shè)； 所述外層纖維層至少為2層，所述外層的纖維沿外層纖維層由內(nèi)至外與其軸向間的夾角為0°和90°的角度鋪設(shè)。
10.如權(quán)利要求9所述的一種復(fù)合材料輸電桿塔，其特征在于:所述內(nèi)層厚度至少為所述疊層厚度的40% ;所述中層最大的厚度至少為所述疊層厚度的30% ;所述外層厚度至少為所述疊層厚度的25%。
11.如權(quán)利要求10所述的一種復(fù)合材料輸電桿塔,其特征在于:所述中層的節(jié)點(diǎn)處纖維厚度大于中層的曲線段的區(qū)域纖維厚度，所述纖維厚度通過纖維纏繞的圈數(shù)改變。
12.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料輸電桿塔，其特征在于:所述復(fù)合材料管的頂部和底部均通過密封膠進(jìn)行密封。
13.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料輸電桿塔，其特征在于:所述復(fù)合材料管材料為復(fù)合材料，所述復(fù)合材料包括纖維和增強(qiáng)樹脂，所述纖維采用高模量的纖維。
14.如權(quán)利要求13所述的一種復(fù)合材料輸電桿塔，其特征在于:所述復(fù)合材料還包括綠色染 色劑。
【文檔編號(hào)】E04H12/02GK203559612SQ201320396892
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月4日
【發(fā)明者】楊靖波, 韓軍科, 王旭明, 劉海鋒, 邢海軍 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院