一種用于輸電鐵塔無(wú)填板四組合角鋼截面的塔腳節(jié)點(diǎn)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)輸電鐵塔塔腿與地面基礎(chǔ)連接的節(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塔腳節(jié)點(diǎn)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，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。
[0003]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。為更好發(fā)揮四組合角鋼承載能力強(qiáng)，山區(qū)運(yùn)輸便利的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)盡量克服四組合角鋼填板多帶來(lái)的弊端，在國(guó)內(nèi)首次運(yùn)用了取消填板的無(wú)填板四組合角鋼鐵塔，改變其連接方式。該方式具有塔重較輕、焊接量少、加工便利、施工方便的優(yōu)勢(shì)。無(wú)填板四組合角鋼鐵塔主要受力節(jié)點(diǎn)型式是其工程運(yùn)用的關(guān)鍵，塔腳節(jié)點(diǎn)是鐵塔與基礎(chǔ)連接的關(guān)鍵點(diǎn)，其連接型式是其工程運(yùn)用需解決的首要問(wèn)題。
[0004]以往常規(guī)四組合角鋼鐵塔在塔腳板上方焊接鋼板(專業(yè)術(shù)語(yǔ)稱為“靴板”，下均按此簡(jiǎn)稱)與四角鋼構(gòu)件通過(guò)螺栓連接，此方式塔腳節(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，力口工和施工不便。塔腳節(jié)點(diǎn)是鐵塔與地面基礎(chǔ)連接的關(guān)鍵點(diǎn)，也是整個(gè)鐵塔組立的關(guān)鍵點(diǎn)，目前采用的此類塔腳節(jié)點(diǎn)靴板直接與四角鋼主材相連，塔腳節(jié)點(diǎn)處無(wú)加強(qiáng)措施，剛度相對(duì)較弱，塔腳點(diǎn)安全性能儲(chǔ)備相對(duì)較低。
[0005]目前常規(guī)四組合角鋼鐵塔，四肢構(gòu)件間主要通過(guò)填板進(jìn)行連接，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)四組合角鋼塔腳處由四組合角鋼與靴板通過(guò)螺栓連接，同時(shí)塔腳節(jié)點(diǎn)上部所有鐵塔主材構(gòu)件需設(shè)置與靴板相同厚度的填板。常規(guī)四組合角鋼鐵塔塔腳節(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，塔腳上部鐵塔主材各節(jié)間均需設(shè)置與塔腳節(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(guò)填板連接，存在填板厚度大小的縫隙)，四組合角鋼與塔腳節(jié)點(diǎn)靴板直接相連導(dǎo)致剛度突變的節(jié)點(diǎn)處無(wú)加強(qiáng)措施，其剛度相對(duì)較弱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)目前四組合角鋼鐵塔塔腳節(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塔腳節(jié)點(diǎn)，具體技術(shù)方案如下: 一種用于輸電鐵塔無(wú)填板四組合角鋼截面的塔腳節(jié)點(diǎn)，包括靴板1，設(shè)置有內(nèi)包角鋼2、無(wú)填板四組合角鋼3，所述無(wú)填板四組合角鋼3的端部與靴板I的端部對(duì)齊設(shè)置，所述無(wú)填板四組合角鋼3、靴板I的外部設(shè)置內(nèi)包角鋼2，所述內(nèi)包角鋼2上段與無(wú)填板四組合角鋼3連接，所述內(nèi)包角鋼2下段與靴板I連接，所述無(wú)填板四組合角鋼3兩兩直接接觸設(shè)置。
[0007]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塔腳節(jié)點(diǎn)，所述內(nèi)包角鋼2的安裝方向與上部無(wú)填板四組合角鋼3方向一致，內(nèi)包角鋼2的安裝方向與下部靴板I方向一致。
[0008]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塔腳節(jié)點(diǎn)，所述靴板I連接在塔腳板5上。
[0009]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塔腳節(jié)點(diǎn)，所述內(nèi)包角鋼2緊貼靴板I和無(wú)填板四組合角鋼3。
[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塔腳節(jié)點(diǎn)，所述無(wú)填板四組合角鋼3的厚度與靴板I厚度相同。
[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塔腳節(jié)點(diǎn)，所述內(nèi)包角鋼2上段采用連接部件4與無(wú)填板四組合角鋼3連接。
[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塔腳節(jié)點(diǎn)，所述內(nèi)包角鋼2下段采用連接部件4與靴板I連接。
[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塔腳節(jié)點(diǎn)，所述連接部件4為螺栓。
[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塔腳節(jié)點(diǎn)，所述內(nèi)包角鋼2長(zhǎng)度大于或者等于被連接的無(wú)填板四組合角鋼3的寬度。
[0015]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:
無(wú)填板四組合角鋼塔腳節(jié)點(diǎn)與常規(guī)四組合塔腳節(jié)點(diǎn)相比，設(shè)置了內(nèi)包角鋼連接靴板和四角鋼，有效傳遞節(jié)點(diǎn)內(nèi)力的同時(shí)增強(qiáng)了節(jié)點(diǎn)剛度，提高了節(jié)點(diǎn)安全性能；在充分滿足節(jié)點(diǎn)連接需要的同時(shí)，成功取消了常規(guī)四組合角鋼構(gòu)件間的所有填板，有效降低了整塔重量，減少了焊接工作，加工便利、施工方便，縮短了建設(shè)周期，節(jié)約成本，具有一定的經(jīng)濟(jì)性，為山區(qū)輸電線路四組合角鋼鐵塔運(yùn)用提供了便利。
【附圖說(shuō)明】
[0016]本發(fā)明將通過(guò)例子并參照附圖的方式說(shuō)明，其中:
圖1為輸電鐵塔塔腳節(jié)點(diǎn)位置示意圖正面圖；
圖2為輸電鐵塔塔腳節(jié)點(diǎn)位置示意圖側(cè)面圖；
圖3為現(xiàn)有常規(guī)四組合角鋼塔腳節(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為本發(fā)明中無(wú)填板四組合角鋼塔腳節(jié)點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8為圖7中1-1的截面圖；
圖9為圖7中2-2的截面圖； 圖10為圖7中3-3的截面圖；
圖11為圖7中4-4的截面圖；
圖12為無(wú)填板四組合角鋼塔腳節(jié)點(diǎn)有限元實(shí)體仿真模型；
圖13為無(wú)填板四組合角鋼塔腳節(jié)點(diǎn)無(wú)填板四組合主材有限元實(shí)體仿真模型；
圖14為無(wú)填板四組合角鋼塔腳節(jié)點(diǎn)內(nèi)包角鋼有限元實(shí)體仿真模型；
圖15為無(wú)填板四組合角鋼塔腳節(jié)點(diǎn)螺栓有限元實(shí)體仿真模型；
圖16為無(wú)填板四組合角鋼塔腳節(jié)點(diǎn)靴板有限元實(shí)體仿真模型；
圖17為無(wú)填板四組合角鋼塔腳節(jié)點(diǎn)塔腳板有限元實(shí)體仿真模型。
[0017]附圖標(biāo)記:1為靴板、2為內(nèi)包角鋼、3為無(wú)填板四組合角鋼、4為連接部件、5為塔腳板、6為填板、7為常規(guī)四組合角鋼、8為鐵塔塔身主材、9為鐵塔塔腿主材、10為鐵塔塔腳節(jié)點(diǎn)、11為一號(hào)角鋼、12為二號(hào)角鋼、13為三號(hào)角鋼、14為四號(hào)角鋼、15為第一倒角、16為第二倒角、17為第三倒角、18為角鋼外側(cè)面、19為角鋼內(nèi)側(cè)面、20為靴板外側(cè)面、21為為一號(hào)內(nèi)包角鋼、22為為二號(hào)內(nèi)包角鋼、23為為三號(hào)內(nèi)包角鋼、24為為四號(hào)內(nèi)包角鋼、25為截面外側(cè)邊、26為截面內(nèi)側(cè)邊。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本說(shuō)明書中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)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。
[0019]輸電鐵塔塔身如圖1、圖2所示，鐵塔塔腳節(jié)點(diǎn)10設(shè)置在塔腿底部，其上部依次為鐵塔塔腿主材9、鐵塔塔身主材8。
[0020]現(xiàn)目前，對(duì)于常規(guī)四組合角鋼塔腳節(jié)點(diǎn)如圖3所示，所述塔腳節(jié)點(diǎn)10處設(shè)置有塔腳板5，在塔腳板5上方連接靴板1，上部鐵塔塔腿主材9為常規(guī)四組合角鋼7。如圖4、圖5所示，所述常規(guī)四組合角鋼7通過(guò)螺栓與靴板I相連，所述鐵塔塔腿主材9內(nèi)力通過(guò)常規(guī)四組合角鋼7主材-靴板1-塔腳板5的順利傳遞。為滿足上部塔腿常規(guī)四組合角鋼7連接的需要，此種方式四肢構(gòu)件須設(shè)置大量填板6，所述填板焊接成十字填板，如圖6所示，十字填板的設(shè)置增加了焊接工作量，同時(shí)使得鐵塔較重，加工和施工均不便。
[0021]塔腳節(jié)點(diǎn)是鐵塔與地面基礎(chǔ)連接的關(guān)鍵點(diǎn)，也是整個(gè)鐵塔組立的關(guān)鍵點(diǎn)，目前采用的此類塔腳節(jié)點(diǎn)靴板直接與四角鋼主材相連，塔腳節(jié)點(diǎn)處無(wú)加強(qiáng)措施，剛度相對(duì)較弱，塔腳點(diǎn)安全性能儲(chǔ)備相對(duì)較低。
[0022]針對(duì)以往型式的不足，本發(fā)明采用內(nèi)包角鋼2的方式加強(qiáng)塔腳節(jié)點(diǎn)剛度，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)件連接所需的填板6，有效降低了整塔重量，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。
[0023]如圖7所示，無(wú)填板四組合角鋼截面的鐵塔塔腳節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，該輸電鐵塔無(wú)填板四組合角鋼截面的塔腳節(jié)點(diǎn)10處設(shè)置塔腳板5，所述塔腳板5上部連接靴板I。
[0024]如圖7、圖8所示,本結(jié)構(gòu)還設(shè)置有內(nèi)包角鋼2、無(wú)填板四組合角鋼3,所述無(wú)填板四組合角鋼3的端部與靴板I的端部對(duì)齊設(shè)置。所述內(nèi)包角鋼2設(shè)置在塔腳板5上方，包圍在所述無(wú)填板四組合角鋼3和靴板I的外部。如圖9所示，所述內(nèi)包角鋼2下段通過(guò)連接部件4，例如螺栓，與靴板I連接。如圖10所示，所述內(nèi)包角鋼2上段通過(guò)連接部件4，例如螺栓，與無(wú)填板四組合角鋼3連接。所述內(nèi)包角鋼2的安裝方向與上部無(wú)填板四組合角鋼3和下部靴板I方向一致。所述內(nèi)包角鋼2緊貼靴板I和無(wú)填板四組合角鋼3。
[0025]如圖10所示，所述無(wú)填板四組合角鋼3為一號(hào)角鋼11、二號(hào)角鋼12、三號(hào)角鋼13、四號(hào)角鋼14。所述一號(hào)角鋼11、二號(hào)角鋼12、三號(hào)角鋼13、四號(hào)角鋼14的截面形狀為L(zhǎng)型或者直角型。所述L型的邊A的長(zhǎng)度與邊B的長(zhǎng)度相同，也可以不相同。所述L型的邊A的厚度與邊B的厚度相同，也可以不相同。所述直角型的邊A的長(zhǎng)度與邊B的長(zhǎng)度相同，也可以不相同。所述直角型的邊A的寬度與邊B的寬度相同，也可以不相同。所述一號(hào)角鋼11、二號(hào)角鋼12、三號(hào)角鋼13、四號(hào)角鋼14設(shè)置倒第一倒角15、第二倒角16、第三倒角17，也可以不設(shè)置倒角。因此所述一號(hào)角鋼11、二號(hào)角鋼12、三號(hào)角鋼13、四號(hào)角鋼14的角鋼外側(cè)面18兩兩接觸，拼合在一起形成十字形，直接采用螺栓進(jìn)行連接。
[0026]所述無(wú)填板四組合角鋼3的十字形邊的厚度與靴板I厚度相同或者相當(dāng)，保證無(wú)填板四組合角鋼3的端部與靴板I的端部對(duì)齊，所述角鋼內(nèi)側(cè)面19、靴板外側(cè)面20處于同一平面，以便于內(nèi)角包鋼2緊貼靴板I的靴板外側(cè)面20和無(wú)填板四組合角鋼3角鋼內(nèi)