专利名称：高压送电均刚度铁塔的制作方法
技术领域：
涉及输配电工程用塔领域，特别是一种高压送电均刚度铁塔。
技术背景现行输配电工程中，大量使用的铁塔均为格构式钢结构桁架， 由腹杆将主材连缀而成。图1示现行四棱台塔的塔面展开单线图。主材〔1〕、
〔2〕、 〔3〕、 〔4〕之间由若干腹杆〔5〕连接。相邻塔面上的腹杆与主材构成若 干节点A卜A2、 A3......Bb B2、 B3、 ......d、 C2、 C3……D卜D2、 D3......
铁塔在线路方位受有电线张力，电线覆冰还加冰载，会使铁塔顺线路方位 产生弯矩。垂直线路的风载会使铁塔顺风向产生弯矩。电力行业把铁塔抵抗弯 矩的能力称为塔刚度，是塔横截面惯性矩与塔材弹性系数之积。其力学意义是 横截面惯性矩越大，材料弹性系数越大，塔在此处的抗弯力越强。
格构式铁塔是非均质体，铁塔的每个横截面都是由四棱的主材横截面和塔 的四面的腹杆斜截面组成的不连续组合截面。沿塔中轴线各相邻横截面的抗弯 惯性矩各不相同主材与腹杆所成节点的横截面的惯性矩最大(图IE-E剖面)；
过腹杆中心(塔受电线张力、垂直电线风载弯曲中性层)横截面的惯性矩最小(图 1G-G剖面)；此二特殊横截面之间的横截面(如图1F-F剖面)的惯性矩居中。这
样就形成铁塔横截面上四个塔面的惯性矩呈"大、大、大、大"、"中、中、中、 中"、"小、小、小、小"周期性变化。这种情况是因为相邻塔面的腹杆在主材 上配置的不均衡造成的。因此，在铁塔受弯损坏时，便从腹杆中心，特别是塔
身上部腹杆中心，惯性矩最小的截面处折弯。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是缩小铁塔相邻横截面的抗弯惯
性矩差，提高腹杆中心点及其附近薄弱截面的惯性矩，从而提高铁塔整体抗弯
刚度。缩小铁塔相邻横截面的抗弯惯性矩差的技术方案是沿塔高均衡配置塔面腹杆。
图2示均刚度铁塔塔面展开单线图。四支主材〔6〕、 〔7〕、 〔8〕、 〔9〕之间, 由若干腹杆[10]用螺栓连接，相邻塔面上的腹杆与主材构成若干组节点a卜a2、
a3......bi、 b2、 b3......ci、 c2、 c3......di、 d2、 d3......ei、 e2、 e3......f\、 f2、 f3......
gl、 g2、 g3……th、 h2、 h3……主材上的同组节点均布，其间距L相等，并把塔 面间隔成段。腹杆在主材上的配置四主材〔6〕、 〔7〕、 〔8〕、 〔9〕按逆时针展开，第一 塔面〔11〕的顶段腹杆齐顶配置，尔后下段腹杆首与上段腹杆尾重合配置；第 二塔面〔12〕上的各段腹杆较第一塔面〔11〕上的各段腹杆下移节点间距L的1/4; 第三塔面〔13〕上的各段腹杆较第二塔面〔12〕上的各段腹杆也下移节点间距L 的1/4;第四塔面〔14〕上的各段腹杆较第三塔面〔13〕上的各段腹杆同样下移 节点间距L的1/4。
均刚度铁塔的优点是塔刚度沿中轴线均衡化，大大增强塔的整体刚度， 提高塔的抗弯能力。由材料力学知组合截面F的惯性矩等于各组成截面Fh F2 F3……的惯性矩J!、 J2、 J3……之和，即J-J! + J2 + J3……故铁塔每个横截面的 惯性矩等于四支主材的横截面惯性矩与四面腹杆的斜截面的惯性矩之和。由材 料力学知同 一面积F对X轴的惯性矩Jx,当面积F平移轴距a到X！轴时，对X丄 轴的惯性矩Jxl = Jx + a2F,即平移后惯性矩随轴距a的平方显著增大。由于"均 衡配置塔面腹杆"，使塔的横截面上的腹杆斜截面距弯曲中性层的轴距a合理 调整，进而使其惯性矩合理组合，使铁塔相邻横截面的惯性矩均衡化，由现行 不均衡配置腹杆(图l)形成的塔四面惯性矩由"大、大、大、大"(图1E-E剖面)， 到"中、中、中、中，，(图1F-F剖面)，到"小、小、小、小"(图1G-G剖面) 周期性变化，改善成均衡配置腹杆(图2)形成的塔四面惯性矩由"小、中、 大、中"(图2K-K剖面),到"大、中、小、中"(图2P-P剖面)，到"小、中、 大、中"(图2Q-Q剖面)均衡化。
图l是现行四棱台塔塔面展开单线图。图2是均刚度铁塔塔面 展开单线图。
具体实施方式
塔身腹杆均衡配置。塔身与塔头衔接的塔颈和与塔腿连接段的 塔面不够整长腹杆处，分别用1/4长腹杆〔15〕、 1/2长腹杆〔16〕、 3/4长腹杆 〔17〕连接。塔身上连塔头沿用现行塔头，塔身下连塔腿、塔脚沿用现行塔腿、 塔脚。
权利要求1、一种高压送电均刚度铁塔，由均刚度塔身和塔头、塔腿、塔脚组成，其特征是a、四支主材〔6〕、〔7〕、〔8〕、〔9〕之间，由若干腹杆〔10〕用螺栓连接，相邻塔面上的腹杆与主材构成若干组节点，主材上的同组节点均布，其间距L相等，并把塔面间隔成段；b、腹杆在主材上的配置，四主材〔6〕、〔7〕、〔8〕、〔9〕按逆时针展开，第一塔面〔11〕的顶段腹杆齐顶配置，尔后下段腹杆首与上段腹杆尾重合配置；第二塔面〔12〕上的各段腹杆较第一塔面〔11〕上的各段腹杆下移节点间距L的1/4；第三塔面〔13〕上的各段腹杆较第二塔面〔12〕上的各段腹杆也下移节点间距L的1/4；第四塔面〔14〕上的各段腹杆较第三塔面〔13〕上的各段腹杆同样下移节点间距L的1/4；c、塔身与塔头衔接的塔颈和与塔腿连接段的塔面，不够配置整长腹杆处，分别用1/4长腹杆〔15〕、1/2长腹杆〔16〕、3/4长腹杆〔17〕配置。
专利摘要高压送电均刚度铁塔属于输配电技术领域。均刚度铁塔的腹杆在四个塔面均衡配置，使铁塔各横截面主材与腹杆组成的惯性矩均衡化，提高了塔的整体刚度，耐狂风重冰，用于高压送电线路。
文档编号E04H12/00GK201411940SQ200920146708
公开日2010年2月24日 申请日期2009年5月4日 优先权日2009年5月4日
发明者徐光第, 徐志军, 岩 王 申请人:山西省电力公司太原供电分公司;徐光第;徐志军