专利名称：一种输电铁塔用横担的制作方法
技术领域：
本发明涉及输电线路设计领域，具体涉及一种输电铁塔用横担。
背景技术：
输电线路铁塔横担下平面主材一般由抗压稳定控制，上平面主材一般由抗拉强度控制。对于输电铁塔而言，抗拉强度控制有利于充分发挥构件的承载能力，而且受拉杆件不会发生稳定失稳破坏。传统输电线路铁塔用横担一直采用有一定厚度的直角三角板结构的形式，其结构示意图如图I所示，横担的下平面为三角形的一个直角边与三角板的厚度所在的边构成的 长方形，与地面平行，上平面为三角形的斜边与三角板的厚度所在的边构成的四边形斜面，上平面主要承受横担挂点的垂直荷重，而不承受纵向不平衡张力，因此连接横担上平面两根主材之间斜材需要在端部或根部断开，即端部或根部不布置交叉斜材，该种布置横担形式一定程度上导致横担上平面斜材的浪费。
发明内容
本发明提供的一种所述横担的第一个节间和最后一个节间之间有至少一个中间节间，所述第一个和最后一个节间的上平面为三角形，中间节点的上平面为连接所述两个三角形顶点的直线。本发明提供的第一优选实施例中任意两个相邻所述节间之间的截面为三角形本发明提供的第二优选实施例中所述横担包括下平面前侧直线形主材(I)、下平面后侧直线形主材(2)、上平面直线形主材(3)、上平面上端三角形主材(4)、上平面下端三角形主材(5)、下平面斜线形主材(6)、正面斜线形主材(7)、后面斜线形主材(8)、鸭嘴形挂线杆件(9)和塔身直线形主材(10)；所述下平面前侧直线形主材(I)和所述下平面后侧直线形主材(2)通过所述下平面斜线形主材(6)进行螺栓连接或焊接，形成横担下平面；所述上平面直线形主材(3)分别与所述上平面上端三角形主材(4)和所述上平面下端三角形主材(5)进行螺栓连接或焊接；所述正面斜线形主材(7)和所述后面斜线形主材(8)上端交于一点与上平面主材进行螺栓连接或焊接，下端分别与所述下平面前侧直线形主材(I)和所述下平面后侧直线形主材(2)进行螺栓连接或焊接；所述上平面上端三角形主材(4)、所述下平面前侧直线形主材(I)和所述下平面后侧直线形主材(2)分别与所述塔身主材(10)进行螺栓连接或焊接；所述上平面下端三角形主材(5)、所述下平面前侧直线形主材(I)和所述下平面后侧直线形主材(2)分别与所述鸭嘴形挂线杆件(9)进行螺栓连接或焊接。本发明提供的第三优选实施例中所述横担为尖嘴型横担，所述最后一个节间的上平面为直线形，所述横担的下平面为三角形。
本发明提供的第四优选实施例中任意两个相邻所述节间之间的截面为三角形。本发明提供的第五优选实施例中所述横担的节间数为至少四个，所述至少四个节间上平面的形状包括四边形、三角形和直线形。本发明提供的第六优选实施例中所述横担的节间数为四个，所述横担包括下平面前侧直线形主材(I)、下平面后侧直线形主材(2)、上平面上端四边形主材(14)、上平面直线形主材(3)、上平面上端三角形主材(4)、上平面下端三角形主材(5)、下平面斜线形主材(6)、正面斜线形主材(7)、后面斜线形主材(8)、鸭嘴形挂线杆件(9)和塔身直线形主材
(10)；所述第一节间的上平面为所述上平面上端四边形主材(14)，所述上平面上端四边形主材(14)与位于第二节间的上平面上端三角形主材(4)进行螺栓连接或焊接；
所述位于第三节间的上平面直线形主材(3)分别与位于第二节间的上平面上端三角形主材(4)及位于第四节间的上平面下端三角形主材(5)进行螺栓连接或焊接。本发明提供的第七优选实施例中两个相邻所述节间之间的截面为三角形或四边形。本发明提供的一种输电铁塔用横担的有益效果包括I、本发明提供的一种输电铁塔用横担，横担上平面直线形主材与塔身直线形主材连接采用上平面上端三角形主材进行过渡；横担上平面直线形主材与鸭嘴形挂线杆件连接采用上平面下端三角形主材进行过渡；横担正侧面斜材上端交于一点分别与横担上平面主材进行连接，充分考虑横担各杆件的受力特点，结构布置简洁合理，上平面避免了布置交叉斜材，降低横担重量。2、所有杆件可以采用螺栓连接也可以采用焊接；新型横担适用于角钢、钢管、角钢钢管混合及复合材料等任意材质的杆塔；适用于任意电压等级输电线路。3、同样适用于尖嘴型横担，即鸭嘴形挂线杆件9长度等于零，此时最后一个节间的上平面为直线形，下平面为三角形。4、本发明提供的一种横担可以对上平面的结构进行混合式的搭配，考虑四边形、三角形、直线形均存在的情况，可以对输电铁塔的具体情况进行分析，适应选择不同的横担。
图I为本发明提供的传统输电铁塔用横担的结构示意图；图2为本发明提供的一种输电铁塔用横担的实施例一的结构示意图；图3为本发明提供的一种输电铁塔用横担的实施例二的结构示意图；图4为本发明提供的一种输电铁塔用横担的实施例三的结构示意图；图5为传统输电铁塔用横担的上平面的布置方式图；图6为输电铁塔用横担吊杆连接式上平面的布置方式图；图7为输电铁塔用横担单格交叉式上平面的布置方式图；图8为输电铁塔用横担头尾交叉式上平面的布置方式图；图9为输电铁塔用横担一侧双交叉式上平面的布置方式图；图10为本发明提供的一种输电铁塔用横担的上平面的布置方式图。
具体实施例方式本发明提供的一种输电铁塔用横担，针对输电线路铁塔的受力特点，横担结构布置更加简洁合理，同时可以减小构件数量，降低横担重量。横担的主材节间数大于2，即横担的第一个节间和最后一个节间之间有至少一个中间节间，其中，第一个和最后一个节间的上平面为三角形，中间节点的上平面为连接两个三角形顶点的直线，即两个节间之间的连接处上平面为一个点，下平面为一条直线，任意两个相邻节间之间的截面为一个三角形。实施例一如图2所示为本发明提供的一种输电铁塔用横担的实施例的结构示意图，实施例一中的横担的节间数为4，横担包括下平面前侧直线形主材I、下平面后侧直线形主材2、上平面直线形主材3、上平面上端三角形主材4、上平面下端三角形主材5、下平面斜线形主材6、正面斜线形主材7、后面斜线形主材8、鸭嘴形挂线杆件9和塔身直线形主材10。 横担下平面前侧直线形主材I和下平面后侧直线形主材2通过下平面斜线形主材6进行螺栓连接或焊接，形成横担下平面；上平面直线形主材3分别与上平面上端三角形主材4及上平面下端三角形主材5进行螺栓连接或焊接；正面斜线形主材7和后面斜线形主材8上端交于一点与上平面主材进行螺栓连接或焊接，下端分别与下平面前侧直线形主材I和下平面后侧直线形主材2进行螺栓连接或焊接；上平面上端三角形主材4、下平面前侧直线形主材I及下平面后侧直线形主材2分别与塔身主材10进行螺栓连接或焊接；上平面下端三角形主材5、下平面前侧直线形主材I及下平面后侧直线形主材2分别与鸭嘴形挂线杆件9进行螺栓连接或焊接。实施例二 本发明提供的一种输电铁塔用横担同样适用于尖嘴型横担即鸭嘴形挂线杆件9长度等于零，本发明提供的一种输电铁塔用横担的实施例二为一种尖嘴型横担，其结构示意图如图3所示，由图3可知，该尖嘴型横担上平面主材向下延伸代替上平面下端三角形主材，即上平面直线形主材3代替上平面下端三角形主材5与下平面连接，下平面为三角形。实施例三本发明提供的一种输电铁塔用横担的上平面的结构可以进行混合式的搭配，考虑四边形、三角形、直线形均存在的情况，如图4所示为本发明提供的一种输电铁塔用横担的实施例三，由图4可知，实施例三中的横担的节间数为4，横担包括下平面前侧直线形主材
I、下平面后侧直线形主材2、上平面上端四边形主材14、上平面直线形主材3、上平面上端三角形主材4、上平面下端三角形主材5、下平面斜线形主材6、正面斜线形主材7、后面斜线形主材8、鸭嘴形挂线杆件9和塔身直线形主材10。第一节间的上平面为上平面上端四边形主材14，该上平面上端四边形主材14与位于第二节间的上平面上端三角形主材4进行螺栓连接或焊接，位于第三节间的上平面直线形主材3分别与位于第二节间的上平面上端三角形主材4及位于第四节间的上平面下端三角形主材5进行螺栓连接或焊接。在工程设计中常需要将空间结构的塔架分解成平面桁架后进行内力分析，对不同结构横担的受力进行近似计算，但这些近似计算已经过许多工程的实践和试验验证，基本上可满足工程实际的需要。鸭嘴形横担的近似计算中一般假定横向荷载由横担下平面主材承受，垂直荷载由前后两片桁架平均分担，纵向张力可只由下平面承受，也可由上、下平面分担。尖嘴型横担一般假定横向荷载由下平面的两根主材承受，垂直荷载由前后片桁架承受，纵向张力可有两种假设，即纵向张力完全由下平面承担或由上下平面按刚度分担。无论鸭嘴形横担尖或是嘴型横担的上平面在受力近似计算中可能不受力或是与下平面分担纵向张力，考虑横担的这个受力特性，减少横担上平面的构件数量，降低横担重量。如图5至图10所示为横担不同布置方式的上平面的结构示意图导线横担上平面斜材布置方式。图5所示为交叉斜材布置到横担根部，连接在横担的吊杆主材上，当鸭嘴形挂线杆件9的挂点受重力或受纵向力作用时，荷载通过上平面的主材或斜材传递。图6和图7分别为吊杆连接式和单格交叉式布置方式，图6和图7的布置方式中，采用吊杆连接式和单格交叉斜材连接式，易造成横担上平面的整体刚度减弱。
图8和图9分别为头尾交叉式和一侧双交叉式布置方式，图8和图9的布置方式中斜材不受力，利用TTA2. O对图8和图9两种布置方式进行运算，发现横担主材的受力相同。当鸭嘴形挂线杆件9的挂点受到的外荷载较大时，扭转突变会发生在没有布置交叉的斜材处，此情况下，斜材应尽量布置在头尾；当横担较长，采用图8的布置方式；在纵向荷载的作用下，横担下平面会带动上平面发生转动，此情况下，采用图9的布置方式更合适。图10为本发明提供的一种横档上平面布置方式，考虑图6和图7的布置方式中，易造成横担上平面的整体刚度减弱，适当删除图8图9中的不受力的斜材，综合考虑受力结构后，减小构件数量，降低横担重量。上平面还可以布置成考虑四边形、三角形、直线形均存在的情况以适应不同特点的输电铁塔。本发明提供的一种输电铁塔用横担适用于角钢、钢管、角钢钢管混合及复合材料等任意材质的杆塔；适用于任意电压等级输电线路。最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种输电铁塔用横担，所述横担的第一个节间和最后一个节间之间有至少一个中间节间，其特征在于，所述第一个和最后一个节间的上平面为三角形，中间节点的上平面为连接所述两个三角形顶点的直线。
2.如权利要求I所述的横担，其特征在于，任意两个相邻所述节间之间的截面为三角形。
3.如权利要求I所述的横担，其特征在于，所述横担包括下平面前侧直线形主材(I)、下平面后侧直线形主材(2)、上平面直线形主材(3)、上平面上端三角形主材(4)、上平面下端三角形主材(5)、下平面斜线形主材(6)、正面斜线形主材(7)、后面斜线形主材(8)、鸭嘴形挂线杆件(9)和塔身直线形主材(10)； 所述下平面前侧直线形主材(I)和所述下平面后侧直线形主材(2)通过所述下平面斜线形主材(6)进行螺栓连接或焊接，形成横担下平面； 所述上平面直线形主材(3)分别与所述上平面上端三角形主材(4)和所述上平面下端三角形主材(5)进行螺栓连接或焊接； 所述正面斜线形主材(7)和所述后面斜线形主材(8)上端交于一点与上平面主材进行螺栓连接或焊接，下端分别与所述下平面前侧直线形主材(I)和所述下平面后侧直线形主材(2)进行螺栓连接或焊接； 所述上平面上端三角形主材(4)、所述下平面前侧直线形主材(I)和所述下平面后侧直线形主材(2)分别与所述塔身主材(10)进行螺栓连接或焊接； 所述上平面下端三角形主材(5)、所述下平面前侧直线形主材(I)和所述下平面后侧直线形主材(2)分别与所述鸭嘴形挂线杆件(9)进行螺栓连接或焊接。
4.如权利要求I所述的横担，其特征在于，所述横担为尖嘴型横担，所述最后一个节间的上平面为直线形，所述横担的下平面为三角形。
5.如权利要求4所述的横担，其特征在于，任意两个相邻所述节间之间的截面为三角形。
6.如权利要求I所述的横担，其特征在于，所述横担的节间数为至少四个，所述至少四个节间上平面的形状包括四边形、三角形和直线形。
7.如权利要求6所述的横担，其特征在于，所述横担的节间数为四个，所述横担包括下平面前侧直线形主材(I)、下平面后侧直线形主材(2)、上平面上端四边形主材(14)、上平面直线形主材(3)、上平面上端三角形主材(4)、上平面下端三角形主材(5)、下平面斜线形主材(6)、正面斜线形主材(7)、后面斜线形主材(8)、鸭嘴形挂线杆件(9)和塔身直线形主材(10)； 所述第一节间的上平面为所述上平面上端四边形主材(14)，所述上平面上端四边形主材(14)与位于第二节间的上平面上端三角形主材(4)进行螺栓连接或焊接； 所述位于第三节间的上平面直线形主材(3)分别与位于第二节间的上平面上端三角形主材(4)及位于第四节间的上平面下端三角形主材(5)进行螺栓连接或焊接。
8.如权利要求6所述的横担，其特征在于，两个相邻所述节间之间的截面为三角形或四边形。
全文摘要
本发明提供一种输电铁塔用横担，所述横担的第一个节间和最后一个节间之间有至少一个中间节间，所述第一个和最后一个节间的上平面为三角形，中间节点的上平面为连接所述两个三角形顶点的直线。本发明提供的一种输电铁塔用横担，充分考虑横担各杆件的受力特点，结构布置简洁合理，降低横担重量。
文档编号E04H12/24GK102900260SQ20121032652
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月5日 优先权日2012年9月5日
发明者韩军科, 杨靖波, 李清华 申请人:中国电力科学研究院, 国家电网公司