专利名称：一种直升机组立输电线路铁塔的法兰连接塔段用导轨系统的制作方法
技术领域：
本发明属于架空输电线路铁塔组立施工装备领域，具体涉及一种直升机组立输电 线路铁塔中的法兰连接塔段用导轨系统。
背景技术：
自立式输电线路铁塔(图1为一种自立式铁塔的线框图)一般为由数百根乃至数 千根型钢通过螺栓或铆钉连接而成的桁架结构，其横断面多呈正方形或矩形，每一侧面均 为平面桁架，全塔可分为多段，自下而上包括塔腿11(基础上的第一段桁架)、塔身12(又可 分为多段桁架)和塔头13等三部分。根据使用环境、结构形式和受力特点等因素，某些输 电线路铁塔的塔段间使用法兰连接(如图2所示)，即上塔段21和下塔段23间使用法兰盘 22进行连接。自立式铁塔一般使用分解组塔法进行组立，即将铁塔拆分成单根、单片或单段，使 用起重设备进行单独吊装、空中对接、按序组立的一种施工方法。相比通常使用的抱杆、流 动式起重机、组塔专用塔式起重机等组塔设备进行组塔而言，直升机组塔是一种新颖、独特 的铁塔组立施工方法。使用直升机组塔时，首先在交通便利、场地开阔、距离适宜的合适地 点将铁塔分段组装，然后使用直升机将其吊运至安装位置上空，直升机驾驶员借助各型导 轨的辅助作用，将被吊塔段沿导轨滑入安装位置，最后施工人员登塔将被吊塔段与已就位 塔段使用螺栓等紧固件进行连接，从而完成铁塔组立。使用直升机组立铁塔中的法兰连接 塔段的一般施工过程如下(1)在被吊塔段32和已就位塔段35的四个连接位置处各安装一套导轨系统34， 并连接限位绳33 ；(2)使用悬挂装置31将组装好的被吊塔段32悬挂在直升机机腹下方，然后将其吊 运至已就位塔段35的上方并悬停；(3)直升机驾驶员逐渐降低悬停高度，使被吊塔段32借助导轨系统34的导向作用 缓慢下降，进入安装位置就位；(4)直升机松开与被吊塔段的连接并飞走，施工人员登塔，使用螺栓将塔段间的法 兰22连接，从而完成铁塔中法兰连接塔段的直升机组立施工。相比其它组塔设备而言，使用直升机组塔具有以下优点(1)由于塔段在地面组装，减少了高空作业量，安全性好；(2)勿需将组塔设备和塔材等运输至铁塔就位现场，减轻了施工人员的劳动强度， 同时减少了运输通道开辟和植被砍伐，保护了生态环境，特别适合于崇山峻岭等施工环境 恶劣的场所；(3)组塔效率高。使用直升机组塔对铁塔的分段重量、接头形式、接头位置等都有较高要求，而最大 的难点在于如何保证塔段在空中的准确、自动对接，尽可能避免人工干预，确保施工安全、 高效，因此塔段对接用导轨至关重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、安全可靠的导轨系统，满足输电线路铁塔中 法兰连接塔段的直升机组立施工。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案一种直升机组立输电线路铁塔中的法兰连接塔段用导轨系统，其特征在于该导 轨系统包括导轨、牛腿、限位装置和定位装置，所述牛腿位于已就位塔段，为导轨提供支撑； 所述导轨与牛腿相连接、为被吊塔段的就位提供导向作用；所述限位装置安装在被吊塔段 上并可沿导轨滑下，为被吊塔段的就位提供限位作用；所述定位装置包括连接在被吊塔段 上的上定位块和连接在已就位塔段上的下定位块，在被吊塔段即将进入安装位置前，上、下 定位块一起为其进行精确定位。其中，所述导轨包括导杆、导杆筋板和底板，所述导杆与导杆筋板相连接，且二者 一起焊接于底板上。其中，所述导轨包括小筋板，所述导杆的一侧焊接有导杆筋板、其另一侧焊接有小 筋板，所述小筋板的底端焊接于底板上；所述导杆筋板上开有减重孔。其中，所述导杆包括相互连接的倾斜杆和垂直杆。其中，所述倾斜杆和垂直杆的横截面均呈V字形；所述倾斜杆与铅垂线的夹角Y 为25° 40° ；所述倾斜杆的长度L为600mm 2000mm ；在已就位塔段的顶端设有法兰盘， 所述垂直杆高出法兰盘的高度h为50mm 300mm。其中，所述牛腿包括水平连接板、筋板I和侧面连接板，三者相互焊接在一起。其中，所述牛腿的水平连接板与导轨的底板通过螺栓相连接，所述侧面连接板通 过螺栓连接于已就位塔段上。其中，所述限位装置包括展开翼、连接板III和筋板II，所述连接板III与展开翼 相连接，所述筋板II焊接于展开翼和连接板III之间。其中，所述展开翼共有两件，成90度夹角焊接，所述展开翼的长度b为300mm IOOOmm ；所述连接板III共有两件，两件连接板III平行的焊接在展开翼的尾部，两件连接 板III之间留有空隙；所述筋板II焊接在展开翼和连接板III之间，展开翼上开有供限位 绳穿过的限位孔。其中，所述上定位块由底板I和侧板I组成，所述侧板I包括一块直板I和两块梯 形板I，两块梯形板I连接到直板I的一侧后再与直板I 一起焊接于底板I上，所述底板I 上设有定位孔，所述直板I上设有与被吊塔段相连接的连接板I。其中，所述下定位块由底板II和侧板II组成，所述侧板II包括一块直板II和两 块梯形板II，两块梯形板II连接到直板II的一侧后再与直板II 一起焊接于底板II上，所 述底板II上设有定位销，所述直板II上设有与已就位塔段相连接的连接板II。本发明的直升机组立输电线路铁塔中法兰连接塔段用导轨系统具有如下有益效 果(1)该型导轨系统综合使用了导杆、限位装置和定位装置，就位精度高。(2)该型导轨系统的各部件均由角钢或钢板焊接而成，结构形式简单、加工制造方 便；各构件间及构件与铁塔间使用螺栓联接，安装、拆除方便。
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(3)该型导轨系统可用于各型铁塔中使用法兰连接塔段的直升机组立施工，其各 尺寸可根据直升机驾驶员的飞行技能、地形、气象等条件确定，适用范围广。使用本发明的导轨系统，可保证直升机组立输电线路铁塔的法兰连接塔段的安 全、准确、自动、可靠，具有很好的经济效益和社会效益。
为了使本发明的内容被更清楚的理解，并便于具体实施方式
的描述，下面给出与 本发明相关的附图，说明如下图1为现有技术中自立式铁塔的结构线框图，图中11-塔腿，12-塔身，13-塔头；图2为使用法兰连接的铁塔塔段的结构示意图，图中21-上塔段，22-法兰盘， 23-下塔段；图3为铁塔塔段的直升机组立示意图，图中31-悬挂装置，32-被吊塔段，33-限位 绳，34-导轨系统，35-已就位塔段；图4为本发明导轨系统的组成及连接关系示意图(图中标有部分主要尺寸参数)， 图中35-已就位塔段，36-肋板I，37-肋板II，38-肋板III，41-导轨，42-牛腿，43-限位装 置，44-定位装置；图5为本发明导轨系统中导轨41的结构示意图，图中51-导杆，52-导杆筋板， 53-小筋板，54-底板，55-减重孔，56-螺栓孔I，57-倾斜杆，58-垂直杆；图6为本发明导轨系统中牛腿42的结构示意图，图中61-水平连接板，62-筋板 I，63-侧面连接板，64-螺栓孔II ；图7为本发明导轨系统中限位装置43的结构示意图(图中标有部分主要尺寸参 数)，图中71-展开翼，72-连接板III，73-筋板II，74-螺栓孔III，75-限位孔，76-空隙；图8为本发明导轨系统中定位装置44的结构示意图，其中图8a为定位装置的侧 视图，图8b为上定位块的俯视图，图中22-法兰盘，32-被吊塔段，35-已就位塔段，81-上 定位块，811-底板I，812-直板I，813-梯形板I，814-连接板I ；82-定位孔，83-定位销， 84-下定位块，841-底板II，842-直板II，843-梯形板II，844-连接板II。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的用于直升机组立输电线路铁塔中法兰连接塔段的导轨 系统做进一步详细的说明。如图4所示，本发明所述的导轨系统包括导轨41、牛腿42、限位装置43和定位装 置44四部分。牛腿42位于已就位塔段35，导轨41与牛腿42相连接、为被吊塔段的就位提 供导向作用；限位装置43安装在被吊塔段32上并可沿导轨41滑下，为被吊塔段的就位提 供限位作用；定位装置44的上、下定位块分别连接于被吊塔段32和已就位塔段35上，保证 被吊塔段准确进入安装位置。各部件均由角钢或钢板焊接而成，结构形式简单、加工制造方 便；各构件间及构件与铁塔间使用螺栓联接，安装、拆除方便。如图5所示，导轨41通过螺栓与牛腿42连接，为被吊塔段的就位提供导向作用。 导轨41主要由导杆51、导杆筋板52、小筋板53和底板M四部分组成。导杆51由倾斜杆 57和垂直杆58连接而成，可采用角钢或钢板制成，倾斜杆57和垂直杆58的横截面均呈V形。垂直杆58的后部焊有小筋板53，可提高导轨局部的抗撞击能力；导杆51的内下部焊 有导杆筋板52，为导杆51提供支撑，可提高导杆51的刚度和强度；导杆51、导杆筋板52和 小筋板53—起焊接于底板M上，底板M上开设有用于连接牛腿的螺栓孔I 56。如图4所 示，倾斜杆57与铅垂线的夹角Y、倾斜杆57的长度L和垂直杆58高出法兰盘的高度h可 根据直升机驾驶员的飞行技能和施工环境确定，其中Y角的取值范围为25° 40°，长度 L的取值范围为600mm 2000mm，高度h的取值范围为50mm 300mm。根据结构尺寸的具 体数值，导杆筋板52上开有若干减重孔55，可以有效减轻导轨的整体重量，方便运输和现 场使用。如图6所示，所述牛腿42包括水平连接板61、筋板I 62和侧面连接板63三部分， 三者相互焊接在一起。水平连接板61和侧面连接板63上均设有螺栓孔1164，导轨41的底 板M上的螺栓孔56与牛腿42的水平连接板61上的螺栓孔1164使用螺栓连接，侧面连接 板63上的螺栓孔1164与已就位塔段35使用螺栓连接。因此，牛腿42可为导轨41提供支 撑，将导轨41受到的撞击力传递至已就位塔段。如图7所示，限位装置43通过其上的连接板III72安装在被吊塔段32上，其可沿 导轨41的导杆51滑下，为被吊塔段32的吊装就位提供限位。该限位装置43包括展开翼 71、连接板III 72和筋板1173。展开翼71共有两件，成90度夹角焊接，其宽度b根据直升 机驾驶员的飞行技能和施工环境确定，取值范围为300mm IOOOmm ；连接板III72共有两 件，两者平行地焊接在展开翼71的尾部，被吊塔段32的下端设有法兰22，该法兰22上焊 接有肋板136，两件连接板III72之间留有空隙76，该空隙恰好插入该肋板I 36上，连接板 III72上开设有螺栓孔III 74，使用螺栓将肋板I 36连接于两件连接板III72之间以此将 限位装置43安装在被吊塔段32上；每件连接板III72与展开翼71之间均焊接有两件筋板 II 73，可提高展开翼的抗撞击性能，展开翼71上还开有限位孔75，通过该限位孔来安装限 位绳，从而可将四套导轨系统的展开翼两两连接起来，为被吊塔段32提供更大范围内的限 位作用。如图8所示，定位装置44包括上定位块81和下定位块84，两者的结构形式基本相 同且以对称形式分别安装于被吊塔段32和已就位塔段35上。上定位块81由底板1811和侧板I组成，侧板I包括一块直板I 812和两块梯形 板I 813，两块梯形板I 813平行的连接到直板I 812的左侧后再与直板I 一起焊接于底 板I上，直板I 812的右侧安装有两件连接板1814，被吊塔段32的底端设有一法兰22，该 法兰22上焊接有肋板1137，两件连接板I与肋板II采用螺栓连接以此将上定位块81固定 于被吊塔段32上，底板1811上还设有定位孔82。下定位块84由底板II841和侧板II组 成，侧板II包括一块直板II 842和两块梯形板II 843，两块梯形板II 843平行的连接到 直板II 842的左侧后再与直板II 一起焊接于底板II上，直板II 842的右侧安装有两件 连接板II 844，已就位塔段35的顶端也设有法兰22，该法兰22上焊接有一肋板III 38， 两件连接板II 844与肋板III 38采用螺栓连接以此将下定位块84固定于已就位塔段35 上，底板II 841上设有定位销83，通过定位销83穿入定位孔82的限位作用，可在吊装末端 为被吊塔段32和已就位塔段35的法兰22提供精确定位。此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来 说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。
权利要求
1.一种直升机组立输电线路铁塔中的法兰连接塔段用导轨系统，其特征在于该导轨 系统包括导轨(41)、牛腿(42)、限位装置03)和定位装置(44)，所述牛腿02)位于已就 位塔段(3 上，为导轨Gl)提供支撑；所述导轨Gl)与牛腿0 相连接、为被吊塔段的 就位提供导向作用；所述限位装置G3)安装在被吊塔段(32)上并可沿导轨Gl)滑下，为 被吊塔段的就位提供限位作用；所述定位装置G4)包括连接在被吊塔段(3 上的上定位 块(81)和连接在已就位塔段(3 上的下定位块(84)，在被吊塔段(3 即将进入安装位置 前，上、下定位块(81、84) —起为其进行精确定位。
2.根据权利要求1所述的导轨系统，其特征在于所述导轨Gl)包括导杆(51)、导杆 筋板(5 和底板(M)，所述导杆(51)与导杆筋板(5 相连接，且二者一起焊接于底板 (54)上。
3.根据权利要求2所述的导轨系统，其特征在于所述导轨Gl)包括小筋板(53)，所 述导杆(51)的一侧焊接有导杆筋板(52)、其另一侧焊接有小筋板(53)，所述小筋板(53) 的底端焊接于底板(54)上；所述导杆筋板(5 上开有减重孔(55)。
4.根据权利要求2或3所述的导轨系统，其特征在于所述导杆(51)包括相互连接的 倾斜杆(57)和垂直杆(58)。
5.根据权利要求4所述的导轨系统，其特征在于所述倾斜杆(57)和垂直杆(58)的 横截面均呈V字形；所述倾斜杆(57)与铅垂线的夹角Y为25° 40° ；所述倾斜杆(57) 的长度L为600mm 2000mm ；在已就位塔段(3 的顶端设有法兰盘，所述垂直杆(58)高 出法兰盘的高度h为50mm 300mm。
6.根据权利要求1所述的导轨系统，其特征在于所述牛腿G2)包括水平连接板 (61)、筋板I (6 和侧面连接板(63)，三者相互焊接在一起。
7.根据权利要求6所述的导轨系统，其特征在于所述牛腿的水平连接板(61)与导轨 的底板(54)通过螺栓相连接，所述侧面连接板(6 通过螺栓连接于已就位塔段(3 上。
8.根据权利要求1所述的导轨系统，其特征在于所述限位装置G3)包括展开翼 (71)、连接板III (72)和筋板II (73)，所述连接板III (72)与展开翼(71)相连接，所述筋板 11(73)焊接于展开翼(71)和连接板111(72)之间。
9.根据权利要求8所述的导轨系统，其特征在于所述展开翼(71)共有两件，成90度 夹角焊接，所述展开翼的长度b为300mm IOOOmm ；所述连接板III (72)共有两件，两件连 接板III平行的焊接在展开翼(71)的尾部，两件连接板111(72)之间留有空隙(76)；所述 筋板II (73)焊接在展开翼(71)和连接板III (72)之间，展开翼(71)上开有供限位绳穿过 的限位孔(75)。
10.根据权利要求1所述的导轨系统，其特征在于所述上定位块(81)由底板1(811) 和侧板I组成，所述侧板I包括一块直板I (81 和两块梯形板I (813)，两块梯形板I (813) 连接到直板1(812)的一侧后再与直板I 一起焊接于底板I上，所述底板1(811)上设有定 位孔(82)，所述直板I (81 上设有与被吊塔段(3 相连接的连接板I (814)。
11.根据权利要求1所述的导轨系统，其特征在于所述下定位块(84)由底板II(841) 和侧板II组成，所述侧板II包括一块直板II (842)和两块梯形板II (843)，两块梯形 板II (843)连接到直板II (842)的一侧后再与直板II 一起焊接于底板II上，所述底板 11(841)上设有定位销(83)，所述直板II (84 上设有与已就位塔段(3 相连接的连接板11(844)。
全文摘要
本发明提供了一种直升机组立输电线路铁塔中法兰连接塔段的导轨系统，包括导轨、牛腿、限位装置和定位装置，所述牛腿位于已就位塔段，为导轨提供支撑；所述导轨与牛腿相连接、为被吊塔段的就位提供导向作用；所述限位装置安装在被吊塔段上并可沿导轨滑下，为被吊塔段的就位提供限位作用；所述定位装置包括连接在被吊塔段上的上定位块和连接在已就位塔段上的下定位块，在被吊塔段即将进入安装位置前，上、下定位块一起为其提供精确定位。该导轨系统结构简单、制造方便，定位精度高，且其各尺寸根据直升机驾驶员的飞行技能、地形、气象等条件确定，可用于各种自立式铁塔中法兰连接塔段的直升机吊装，通用性强、适用范围广。
文档编号E04H12/34GK102127987SQ20111000873
公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月17日 优先权日2011年1月17日
发明者夏拥军, 朱艳君, 缪谦, 黄克信 申请人:中国电力科学研究院