一種鋼管連接件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鋼管連接件，用于輸電線路鋼管塔的連接，鋼管塔包括塔身和在塔身由上而下依次水平設(shè)置的地線支架、上導(dǎo)線橫擔(dān)、下導(dǎo)線橫擔(dān)；橫截面為正方形的塔身包括分別設(shè)置在其四個(gè)頂點(diǎn)的主柱，主柱之間設(shè)有斜桿和橫桿，主柱與橫桿之間設(shè)有斜桿，斜桿與主柱之間設(shè)有輔桿，輔桿水平和/或傾斜設(shè)置；其改進(jìn)之處在于：主柱通過(guò)在上段鋼管與下段鋼管連接端設(shè)置的鋼管連接件固定連接；連接件包括設(shè)置在連接端外壁并與其同軸的金屬連接管；連接端和連接管對(duì)應(yīng)間隔設(shè)置垂直其軸心的通孔，通孔中設(shè)置緊固件。本發(fā)明提供的鋼管連接件，不但保證了鋼管連接的安全可靠，同時(shí)也大大降低了工程造價(jià)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
【專利說(shuō)明】一種鋼管連接件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種連接件，具體講涉及一種輸電線路鋼管塔的鋼管連接件。

【背景技術(shù)】
[0002]鋼管塔輸電線路較之角鋼塔輸電線路具有更好的延性和承載性能，但是，由于前者因其制造成本較高制約了在輸電線路中的推廣和應(yīng)用。鋼管塔的高成本的重要因素之一就是鋼管連接件成本過(guò)高。
[0003]目前，鋼管塔的鋼管之間的連接件普遍采用法蘭，法蘭連接分為柔性法蘭和剛性法蘭。柔性法蘭的法蘭盤較薄，為了避免法蘭盤的翹曲，需在法蘭盤和鋼管之間焊接大量的加勁肋，連接節(jié)點(diǎn)顯得臃腫且不美觀；剛性法蘭盤較厚，不需要加勁肋，節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)潔美觀。為減少焊接工作量，在輸電線路的鋼管塔中普遍采用鍛造法蘭，鍛造法蘭屬于剛性法蘭的一種，其結(jié)構(gòu)形式美觀，受力安全可靠，但制造成本比較高。而且法蘭在整個(gè)鋼管塔中的比重較大，據(jù)統(tǒng)計(jì)法蘭重量占整個(gè)鋼管塔重量的20% -30%。采用法蘭連接的鋼管塔的性價(jià)比較差，不利于鋼管塔在輸電線路中的推廣應(yīng)用。因此需要提供一種組裝方便制造成本低、安全性能好的輸電線路鋼管連接件。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種鋼管連接件，不但保證了鋼管連接的安全可靠，同時(shí)也大大降低了工程造價(jià)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
[0005]本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明提供的一種鋼管連接節(jié)點(diǎn)，所述連接件用于輸電線路鋼管塔的連接，所述鋼管塔包括塔身4和在所述塔身4由上而下依次水平設(shè)置的地線支架1、上導(dǎo)線橫擔(dān)2、下導(dǎo)線橫擔(dān)3 ;橫截面為正方形的所述塔身4包括分別設(shè)置在其四個(gè)頂點(diǎn)的主柱5，所述主柱5之間設(shè)有斜桿6和橫桿7，所述主柱5與橫桿7之間設(shè)有斜桿6，所述斜桿6與主柱5之間設(shè)有輔桿8，所述輔桿8水平和/或傾斜設(shè)置；
[0007]其改進(jìn)之處在于:所述主柱5通過(guò)在上段鋼管12與下段鋼管11連接端設(shè)置的鋼管連接件固定連接；所述連接件包括設(shè)置在連接端外壁并與其同軸的金屬連接管13 ;所述連接端和連接管13對(duì)應(yīng)間隔設(shè)置垂直其軸心的通孔，所述通孔中設(shè)置緊固件14。
[0008]其中，所述上段鋼管12連接端內(nèi)壁設(shè)有與其同軸的套管16，所述套管16設(shè)有與上段鋼管12相對(duì)應(yīng)的通孔。
[0009]其中，所述套管16為鐵管或鋁合金管或鋼管，所述套管16與上段鋼管12通過(guò)焊接連接。
[0010]其中，所述上段鋼管12的直徑D6小于等于下段鋼管11的直徑D5 ;所述連接管13的厚度t7 = max (t5, t6)+2,所述連接管13的直徑D7 = max (D5, D6)+2t7,所述下段鋼管11厚度為t5，所述上段鋼管12厚度為t6。
[0011]其中，當(dāng)所述上段鋼管12的直徑D6小于下段鋼管11的直徑D5，在所述連接管13與上段鋼管12之間設(shè)置墊片15，所述墊片15設(shè)有與上段鋼管12相對(duì)應(yīng)的通孔，所述墊片
_..Dn — 1Λ? — D,
的厚度——
Γ ?、，I _、下段鋼管的軸壓力
[0012]Ζ、中，戶萬(wàn)越酣牛ΜΨΜ, ^mn - min(螺栓受剪承載力，孔壁承壓力)。
[0013]其中，所述螺栓之間等距設(shè)置，所述螺栓為M12?M24，強(qiáng)度為4.8?8.8級(jí)，螺栓間距為40?80mm,螺栓與連接管13端部的最小端距為20mm?40mm。
[0014]其中，所述螺栓為M12、強(qiáng)度為4.8級(jí)、螺栓間距為40mm、螺栓與連接管13端部的最小端距為20mm ;所述螺栓為M16、強(qiáng)度為5.8級(jí)、螺栓間距為50mm、螺栓與連接管13端部的最小端距為25mm ;所述螺栓為M20、強(qiáng)度為6.8級(jí)、螺栓間距為60mm、螺栓與連接管13端部的最小端距為30mm ;所述螺栓為M24、強(qiáng)度為8.8級(jí)、螺栓間距為80mm、螺栓與連接管13端部的最小端距為40mm。
[0015]其中，傾斜設(shè)置的所述主柱5的傾斜角度相等；所述主柱5底部設(shè)有與塔基連接的法蘭10。
[0016]其中，所述斜桿6、橫桿7和輔桿8的兩端扁平并設(shè)有螺栓孔；所述主柱5、斜桿6、橫桿7和輔桿8之間分別通過(guò)設(shè)置在其兩端的插板9連接，并通過(guò)連接螺栓固定。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果是:
[0018]1、本發(fā)明提供的鋼管連接件，保證了鋼管連接的安全可靠，比傳統(tǒng)的鋼管法蘭連接的傳力更加清晰。
[0019]2、本發(fā)明提供的鋼管連接件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便。
[0020]3、本發(fā)明提供的鋼管連接件，極大減輕了鋼管塔的重量，大大降低了制造成本。
[0021]4、本發(fā)明提供的鋼管連接件，通過(guò)設(shè)置套管有效提高了鋼管連接端的受力能力。
[0022]5、本發(fā)明提供的鋼管連接件，通過(guò)設(shè)置的墊片，加固了鋼管連接端的連接強(qiáng)度。
[0023]6、本發(fā)明提供的鋼管連接件，大大降低了施工難度，并且便于維護(hù)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是:輸電線路鋼管塔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是:輸電線路鋼管塔塔身的俯視截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3是:輸電線路鋼管塔塔身的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4是:本發(fā)明提供的鋼管連接件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5是:上段鋼管與下段鋼管管徑不相等時(shí)上段鋼管與連接管連接的A-A剖面圖；
[0029]圖6是:上段鋼管與下段鋼管管徑不相等時(shí)采用的墊片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖7是:上段鋼管與下段鋼管管徑不相等時(shí)的套管與上段鋼管的連接剖面圖；
[0031]圖8是:上段鋼管與下段鋼管管徑不相等時(shí)下段鋼管與連接管連接的B-B剖面圖；
[0032]圖9是:上段鋼管與下段鋼管管徑相等時(shí)上段鋼管與連接管連接的A-A剖面圖；
[0033]圖10是:上段鋼管與下段鋼管管徑相等時(shí)的套管與上段鋼管的連接剖面圖；
[0034]圖11是:上段鋼管與下段鋼管管徑相等時(shí)下段鋼管與連接管連接的B-B剖面圖；
[0035]其中:1、地線支架；2、上導(dǎo)線橫擔(dān)；3、下導(dǎo)線橫擔(dān)；4、塔身；5、主柱；6、斜桿；7、橫桿；8、輔桿；9、插板；10、法蘭；11、下段鋼管；12、上段鋼管；13、連接管；14、緊固件；15、墊片；16、套管。

【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0037]本實(shí)施例以鋼管連接節(jié)點(diǎn)為例，如圖4至圖11所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的鋼管連接件包括:下段鋼管11、上段鋼管12、連接管13、緊固件14、墊片15、套管16。將套管16放置在上段鋼管12連接端內(nèi)壁并焊接，下段鋼管11與上段鋼管12同軸設(shè)置，在其連接端外壁安裝連接管13，并用緊固件14將其連接為一體。當(dāng)上段鋼管12直徑小于下段鋼管11的直徑時(shí)，可在上段鋼管12連接端外壁安裝墊片15，然后通過(guò)緊固件14固定。上段鋼管12和下段鋼管11連接后即構(gòu)成輸電線路鋼管塔的主柱5?？紤]運(yùn)輸、安裝等因素的影響，上段鋼管12和下段鋼管11的長(zhǎng)度均不超過(guò)12m，主柱5由4?5根鋼管連接而成；連接管13和套管16為鋼管、鐵管或招合金管。
[0038]輸電線路鋼管塔，如圖1至圖3所示，包括地線支架1、上導(dǎo)線橫擔(dān)2、下導(dǎo)線橫擔(dān)
3、塔身4、主柱5、斜桿6、橫桿7、輔桿8、插板9、法蘭10。地線支架1、上導(dǎo)線橫擔(dān)2和下導(dǎo)線橫擔(dān)3由上而下依次設(shè)置在塔身4的頂部，橫截面為正方形的塔身4包括分別設(shè)置在四個(gè)頂點(diǎn)的主柱5，主柱5沿同一角度向塔身4的中心傾斜；主柱5之間設(shè)有斜桿6和橫桿7，主柱5與橫桿7之間設(shè)有斜桿6、斜桿6與主柱5之間設(shè)有輔桿8 ;主柱5、斜桿6、橫桿7和輔桿8之間分別通過(guò)插板9連接并用連接螺栓固定；主柱5的底部安裝的法蘭10與塔基連接。
[0039]其中，下段鋼管11直徑為D5,厚度為t5 ;上段鋼管12直徑為D6,厚度為t6 ;連接管13長(zhǎng)度為L(zhǎng)7,直徑為D7,厚度為t7,單位mm,之間的關(guān)系為:t7 = max(t5, t6) +2, D7 =max (D5, D6) +2t7。
[0040]緊固件14為螺栓規(guī)格為M12、M16、M20、WZA,強(qiáng)度可為4.8級(jí)、5.8級(jí)、6.8級(jí)、8.8
下段鋼管的$由壓為級(jí)。麵(螺栓受剪承載力，孔壁承壓力)’$螺栓間距不小于下列值:
當(dāng)螺栓為M12時(shí)，間距為40mm ;當(dāng)螺栓為M16時(shí)，間距為50mm ;當(dāng)螺栓為M20時(shí)，間距為60mm ;當(dāng)螺栓為M24時(shí)，間距為80mm。螺栓端距即螺栓距離連接管13端部的距離，不小于下列值，當(dāng)螺栓為M12時(shí)，端距為20mm ;當(dāng)螺栓為M16時(shí)，端距為25mm ;當(dāng)螺栓為M20時(shí)，端距為30mm ;當(dāng)螺栓為M24時(shí)，端距為40mm。
[0041]連接管13的長(zhǎng)度L7根據(jù)緊固件14的規(guī)格、數(shù)量、間距和端距而得到。
[0042]當(dāng)下段鋼管11的直徑大于上段鋼管12的直徑，即D5>D6，如圖5至圖8所示，連接管13與上段鋼管12之間需要增加墊片15，墊片15的博U t =D'廠2)-D(、，墊片15為弧

^ 2
形鋼片或?yàn)橄嗤穸鹊匿摴?。為了便于上段鋼?2與連接管13連接，需要根據(jù)緊固件14的規(guī)格，先在工廠將套管16與上段鋼管12進(jìn)行焊接，然后在施工現(xiàn)場(chǎng)，將連接管13套在下段鋼管11外側(cè)，緊固件14從鋼管內(nèi)側(cè)穿過(guò)下段鋼管11和連接管13，并在鋼管外側(cè)擰緊緊固件14 ;然后，將上段鋼管11與下段鋼管12中心線對(duì)齊，并插入連接管13內(nèi)，將墊片15放置于上段鋼管12和連接管13之間，將堅(jiān)固件14穿過(guò)連接管13、墊片15和上段鋼管12，與套管16連接。
[0043]當(dāng)下段鋼管11與上段鋼管12的直徑相等，即D5 = D6，如圖9至圖11所示，上段鋼管12與連接管13直接通過(guò)緊固件14連接；根據(jù)緊固件14的規(guī)格，先在工廠中將套管16焊接于上段鋼管12中相應(yīng)的位置，然后在施工現(xiàn)場(chǎng)將連接管13套在下段鋼管11外側(cè)，緊固件14從鋼管內(nèi)側(cè)穿過(guò)下段鋼管11和連接管13，并在鋼管外側(cè)擰緊緊固件14 ;然后，將上段鋼管12與下段鋼管11中心線對(duì)齊，并插入連接管13內(nèi)，緊固件14穿過(guò)連接管13和上段鋼管12，并與套管16連接。
[0044]實(shí)施例1
[0045]當(dāng)下段鋼管11的直徑大于上段鋼管12的直徑時(shí)，即D5>D6，上段鋼管12的規(guī)格為Φ480Χ12，下段鋼管11的規(guī)格為Φ508Χ14，連接端的壓力為5933.76kN，連接管13采用鋼管，緊固件14選用規(guī)格為M24的螺栓。
[0046]下段鋼管11、上段鋼管12和連接管13的化學(xué)成分，按質(zhì)量百分比計(jì)為，C:0.18%, S1:0.55%, Mn:1.68%, P:0.025%, s:0.017%, TAl:0.044%, Nb:0.043%, V:0.066%，余量為Fe。通過(guò)上述材料制備的鋼管具有較高的強(qiáng)度，良好的抗疲勞性能；高韌性和低的脆性轉(zhuǎn)變溫度；良好的冷成型性能和焊接性能；具有較好的搞腐蝕性能和一定的耐磨性能，使用壽命也大大提高。
[0047]單個(gè)螺栓承受的最大剪力為135.72kN,孔壁承壓力為161.28kN,需要螺栓的個(gè)數(shù)
、 5933.76K
為n ^ min(135.72，161.28)=44;上段鋼管 12 騎能 UZimRrmm n 騎能
13之間布置3排螺栓，每排螺栓的個(gè)數(shù)為16個(gè)，螺栓14的總數(shù)為48個(gè)，滿足要求。



Ji * 480
[0048]上段鋼管12的螺栓間距為S = ^^ = 94.248".? >80_〃滿足要求，下段鋼管5的


1.508
螺栓間距為S - ' = 99.746/?/? > 80.?，滿足要求。

16
[0049]連接管13 的長(zhǎng)度為 L7 = (40+80 X 2+40) X 2 = 480mm,厚度 t7 = 14+2 = 16mm，直
"一508-480 η
徑07 = 508+16X2 = 540mm ;墊片 15 的厚度為4 =——-——=\4mm。
[0050]實(shí)施例2
[0051]當(dāng)上段鋼管12與下段鋼管11直徑相同時(shí)，即D5 = D6,上段鋼管12規(guī)格為Φ 508 X 12，下段鋼管11規(guī)格為Φ 508 X 14，節(jié)點(diǎn)壓力5933.76kN，連接管13采用鋼管，緊固件14選用規(guī)格為M24的螺栓。
[0052]下段鋼管11、上段鋼管12和連接管13的化學(xué)成分，按質(zhì)量百分比計(jì)為，C:
0.18%, S1:0.55%, Mn:1.68%, P:0.025%, s:0.017%, TAl:0.044%, Nb:0.043%, V:
0.066%，余量為Fe。通過(guò)上述材料制備的鋼管具有較高的強(qiáng)度，良好的抗疲勞性能；高韌性和低的脆性轉(zhuǎn)變溫度；良好的冷成型性能和焊接性能；具有較好的搞腐蝕性能和一定的耐磨性能，使用壽命也大大提高。
[0053]單個(gè)螺栓承受的最大剪力為135.72kN,孔壁承壓力為161.28kN,需要螺栓個(gè)數(shù)為
59^3 76
//2.min(135.12, 161.28) =44，上段鋼管 12 騎能 UZimRTmm 11 騎能 13之間布置3排螺栓，每排螺栓個(gè)數(shù)為16個(gè)，螺栓總數(shù)為48個(gè)，滿足要求。
[0054]上段鋼管12的螺栓間距為5 == 99.746mm > 80,爾滿足要求，下段鋼管11
16

Ji * 508
的螺栓間距為=…,=99.746mm > SOmm，滿足要求。

16
[0055]連接管13 的長(zhǎng)度為 L7 = (40+80 X 2+40) X 2 = 480mm，厚度 t7 = 14+2 = 16mm，直徑 D7 = 508+16X2 = 540mm。
[0056]最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，參照上述實(shí)施例可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換均在申請(qǐng)待批的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鋼管連接節(jié)點(diǎn)，所述連接件用于輸電線路鋼管塔的連接，所述鋼管塔包括塔身(4)和在所述塔身(4)由上而下依次水平設(shè)置的地線支架(I)、上導(dǎo)線橫擔(dān)(2)、下導(dǎo)線橫擔(dān)(3);橫截面為正方形的所述塔身(4)包括分別設(shè)置在其四個(gè)頂點(diǎn)的主柱(5)，所述主柱(5)之間設(shè)有斜桿(6)和橫桿(7)，所述主柱(5)與橫桿(7)之間設(shè)有斜桿￠)，所述斜桿(6)與主柱(5)之間設(shè)有輔桿(8)，所述輔桿(8)水平和/或傾斜設(shè)置； 其特征在于:所述主柱(5)通過(guò)在上段鋼管(12)與下段鋼管(11)連接端設(shè)置的鋼管連接件固定連接；所述連接件包括設(shè)置在連接端外壁并與其同軸的金屬連接管(13);所述連接端和連接管(13)對(duì)應(yīng)間隔設(shè)置垂直其軸心的通孔，所述通孔中設(shè)置緊固件(14)。
2.如權(quán)利要求1所述的鋼管連接件，其特征在于，所述上段鋼管(12)連接端內(nèi)壁設(shè)有與其同軸的套管(16)，所述套管(16)設(shè)有與上段鋼管(12)相對(duì)應(yīng)的通孔。
3.如權(quán)利要求2所述的鋼管連接件,其特征在于,所述套管(16)為鐵管或招合金管或鋼管，所述套管(16)與上段鋼管(12)通過(guò)焊接連接。
4.如權(quán)利要求1所述的鋼管連接件，其特征在于，所述上段鋼管(12)的直徑D6小于等于下段鋼管(11)的直徑D5;所述連接管(13)的厚度& = !^1&536)+2，所述連接管(13)的直徑D7 = max(D5，D6)+2t7，所述下段鋼管(11)厚度為t5，所述上段鋼管(12)厚度為t6。
5.如權(quán)利要求4所述的鋼管連接件，其特征在于，當(dāng)所述上段鋼管(12)的直徑D6小于下段鋼管(11)的直徑D5，在所述連接管(13)與上段鋼管(12)之間設(shè)置墊片(15)，所述墊片(15)設(shè)有與上段鋼管(12)相對(duì)應(yīng)的通孔，所述墊片的厚度t9 = h- _ D(' ,
6.如權(quán)利要求1所述的鋼管連接件，其特征在于，所述緊固件(14)為螺栓，數(shù)量；、下段鋼管的軸壓力n — niin(螺栓受剪承載力，孔壁承壓力)°
7.如權(quán)利要求6所述的鋼管連接件，其特征在于，所述螺栓之間等距設(shè)置，所述螺栓為M12?M24，強(qiáng)度為4.8?8.8級(jí)，螺栓間距為40?80mm，螺栓與連接管(13)端部的最小端距為20mm?40mm η
8.如權(quán)利要求7所述的鋼管連接件，其特征在于，所述螺栓為Μ12、強(qiáng)度為4.8級(jí)、螺栓間距為40mm、螺栓與連接管(13)端部的最小端距為20mm ;所述螺栓為M16、強(qiáng)度為5.8級(jí)、螺栓間距為50mm、螺栓與連接管(13)端部的最小端距為25mm ;所述螺栓為M20、強(qiáng)度為6.8級(jí)、螺栓間距為60mm、螺栓與連接管(13)端部的最小端距為30mm ;所述螺栓為M24、強(qiáng)度為8.8級(jí)、螺栓間距為80mm、螺栓與連接管(13)端部的最小端距為40mm。
9.如權(quán)利要求1所述的鋼管連接件，其特征在于，傾斜設(shè)置的所述主柱(5)的傾斜角度相等；所述主柱(5)底部設(shè)有與塔基連接的法蘭(10)。
10.如權(quán)利要求9所述的鋼管連接件，其特征在于，所述斜桿(6)、橫桿(7)和輔桿(8)的兩端扁平并設(shè)有螺栓孔；所述主柱(5)、斜桿(6)、橫桿(7)和輔桿(8)之間分別通過(guò)設(shè)置在其兩端的插板(9)連接，并通過(guò)連接螺栓固定。
【文檔編號(hào)】E04H12/08GK104179381SQ201410438283
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】韓軍科, 楊靖波, 劉海峰, 吳軍華 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司