一种多角度可调装配式钢管塔节点及钢管塔的制作方法

本发明涉及电力工程相关技术领域，具体的说，是涉及一种多角度可调装配式钢管塔节点及钢管塔。

背景技术：

随着国民经济的增长，输电线路体系日益发展。输电塔具有杆塔高、跨度大和负荷大等工作特点，尤其是特高压输电技术中，这些特点尤为突出，因此通常采用钢管塔作为输电塔。钢管塔在大跨越输电线路工程中日益占主导位置，具有良好的发展前景。

近年来自然灾害频繁，输电铁塔破坏严重，对输电钢管塔的强度和安全性提出了更高的要求。输电塔属于高空桁架结构，具有多个节点，其节点的强度决定着整个输电塔结构的安全。

目前，大型输电钢管塔主材与斜材、斜材与斜材之间比较常见的连接形式为钢管插板连接和法兰相贯连接。插板连接在钢管与连接板连接的部位会出现刚度突变，产生局部应力集中的现象，易在连接部位发生破坏。法兰相贯连接在加工过程中会出现相贯焊缝，相贯焊缝的焊缝长，焊接工艺要求高，导致加工难度增大，加工质量难控制，且加工周期长；此外，连接过程中需要设置加劲板和法兰，使得钢材用量多，节点成本高。

因此，如何设计一种新的连接节点结构，使其在便于调整连接角度的同时，还能够避免刚度突变及相贯焊缝，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种多角度可调装配式钢管塔节点。本发明通过设计全新的结构，可以自由决定杆件的数量及相对位置与角度，避免了刚度突变，同时避免了连接过程中的相贯焊缝，通过连接件实现节点多角度、多方向连接。

为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多角度可调装配式钢管塔节点，包括：

球型连接件，该球型连接件具有中心球及位于中心球上的多个凸起部；

每个凸起部的上边缘与中心球之间均设置有间隙；

相邻凸起部上边缘之间的空间为轨道；

所述间隙中设置有弧形卡板，弧形卡板与杆件固定连接，所述杆件的一端凸出于所述轨道。

优选的，所述弧形卡板至少为两个，所述杆件也至少为两个。

优选的，所述凸起部为8个，使得球型连接件上形成X向、Y向和Z向轨道。

优选的，所述弧形卡板为两个，杆件也为两个，两个杆件位于相同的轨道上。

优选的，所述弧形卡板为两个，杆件也为两个，两个杆件位于不同的轨道上。

优选的，所述弧形卡板为三个，杆件也为三个，三个杆件位于相同的轨道上。

优选的，所述弧形卡板为三个，杆件也为三个，三个杆件中其中的两个位于相同的轨道上。

优选的，所述弧形卡板为三个，杆件也为三个，三个杆件均位于不同的轨道上。

优选的，所述的杆件为空心管，空心管内侧和/或外侧具有螺纹。

在提供上述结构方案的同时，本发明还提供了一种钢管塔，该钢管塔内具有多根杆件及将所述杆件连接为一体的连接件，杆件及连接件形成钢管塔节点，其中，所述钢管塔节点为上述的任一种多角度可调装配式钢管塔节点。

本发明的工作原理如下：

使用时，本发明应用于钢管塔节点，由一个带轨道的球形连接件与端部带卡板的杆件共同工作。带卡板的杆件可以在球形连接件的轨道内自由滑动，杆件滑动到设计方位时，向轨道内灌注膨胀材料，固定杆件。

本发明的有益效果如下：

本发明可以通过球形连接件实现多根杆件多角度装配，该发明结构简单，安装简便，性价比高。生产过程中，可以通过生产某种或某几种规格的组装件实现不同规格的节点甚至输电塔的组装，有利于输电塔的模数化，便于实现批量化生产，加快生产速度，提高生产质量，降低生产成本。

附图说明

图1是本实用新型中球型连接件的结构示意图；

图2是本实用新型中弧形卡板与杆件的装配示意图；

图3是图1的a-a向剖视图；

图中：1X向轨道，2Y向轨道，3Z向轨道，4轨道内边沿，5轨道外边沿，6弧形卡板，7凸起部，8间隙，9中心球，10杆件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进行详细说明。

实施例1：一种多角度可调装配式钢管塔节点，其结构如图1-3所示，包括：

球型连接件，该球型连接件具有中心球9及与中心球一体成型或固定连接的凸起部7。

每个凸起部7的与中心球9接触的地方为轨道内边沿4，凸起部7顶部外侧为轨道外边沿5，轨道外边沿5与中心球9之间为间隙8。

所述凸起部7为8个，使得相邻凸起部7的外边沿之间的空间形成X向轨道1、Y向轨道2和Z向轨道3。

至少两个弧形卡板6位于所述间隙8中，且每个弧形卡板6均与一个杆件10固定连接，所述杆件10的一端凸出于所述X向轨道1、Y向轨道2或Z向轨道3。弧形卡板6的厚度根据强度要求设置，其形状为圆型壳体的一部分。

通常情况下，所述弧形卡板6至少为两个，所述杆件10也至少为两个。

作为一种选择，所述弧形卡板6为两个，杆件10也为两个，两个杆件10位于相同的轨道上，该轨道可以是X向轨道1、Y向轨道2或Z向轨道3其中之一。

因为具有X、Y和Z三个方向的轨道，本方案可以实现节点多根杆件、多方位布置。轨道的尺寸根据强度要求设置，相邻的轨道外边沿5的宽度稍大于杆件10外径2mm左右，相邻的轨道内边沿4的宽度约为杆件外径的1.2到1.4倍，便于杆件10的安装和固定。

间隙8的高度应稍大于弧形卡板6的厚度2mm左右，确保弧形卡板6可以在轨道里滑动，便于安装。

出于便于后续连接方便的角度考虑，所述杆件10为空心管，空心管内侧和/或外侧具有螺纹，使得杆件10不与弧形卡板6连接的一端便于与其他杆件或装置固定连接。

应用时，杆件10通过弧形卡板6安装在带轨道中，杆件10滑动至设计位置，使用膨胀材料填充所有轨道，就将杆件10固定在设计位置，完成杆件10的定位。

本实施方案中需要注意以下几个方面：

第一：灌注过程中，尽量保证灌注材料填充轨道与弧形卡板间的所有缝隙；第二：轨道厚度应稍大于弧形卡板厚度2mm左右，便于杆件10的安装；第三：膨胀材料应选用颗粒较小的材料，便于更好的填充轨道与卡板之间的缝隙；

本发明设置带三向轨道的球形连接件，通过弧形卡板6将杆件10安装在球形连接件上，实现多根杆件多方位装配连接。本发明有利于输电塔模数化设计，批量化生产，该节点结构简单，性价比高，大大增大了工作效率。

实施例2：一种多角度可调装配式钢管塔节点，其结构如图1-3所示，包括：

球型连接件，该球型连接件具有中心球9及与中心球一体成型或固定连接的凸起部7。

每个凸起部7的与中心球9接触的地方为轨道内边沿4，凸起部7顶部外侧为轨道外边沿5，轨道外边沿5与中心球9之间为间隙8。

所述凸起部7为8个，使得相邻凸起部7的外边沿之间的空间形成X向轨道1、Y向轨道2和Z向轨道3。

至少两个弧形卡板6位于所述间隙8中，且每个弧形卡板6均与一个杆件固定连接，所述杆件10的一端凸出于所述X向轨道1、Y向轨道2或Z向轨道3。弧形卡板6的厚度根据强度要求设置，其形状为圆型壳体的一部分。

通常情况下，所述弧形卡板6至少为两个，所述杆件10也至少为两个。

作为一种选择，所述弧形卡板6为两个，杆件10也为两个，两个杆件10位于不相同的轨道上，该轨道可以是X向轨道1、Y向轨道2或Z向轨道3其中的任意两个。

因为具有X、Y和Z三个方向的轨道，本方案可以实现节点多根杆件、多方位布置。轨道的尺寸根据强度要求设置，相邻的轨道外边沿5的宽度稍大于杆件10外径2mm左右，相邻的轨道内边沿4的宽度约为杆件外径的1.2到1.4倍，便于杆件10的安装和固定。

间隙8的高度应稍大于弧形卡板6的厚度2mm左右，确保弧形卡板6可以在轨道里滑动，便于安装。

出于便于后续连接方便的角度考虑，所述杆件10为空心管，空心管内侧和/或外侧具有螺纹，使得杆件10不与弧形卡板6连接的一端便于与其他杆件或装置固定连接。

应用时，杆件10通过弧形卡板6安装在带轨道中，杆件10滑动至设计位置，使用膨胀材料填充所有轨道，就将杆件10固定在设计位置，完成杆件10的定位。

本实施方案中需要注意以下几个方面：

第一：灌注过程中，尽量保证灌注材料填充轨道与弧形卡板间的所有缝隙；第二：轨道厚度应稍大于弧形卡板厚度2mm左右，便于杆件10的安装；第三：膨胀材料应选用颗粒较小的材料，便于更好的填充轨道与卡板之间的缝隙；

本发明设置带三向轨道的球形连接件，通过弧形卡板6将杆件10安装在球形连接件上，实现多根杆件多方位装配连接。本发明有利于输电塔模数化设计，批量化生产，该节点结构简单，性价比高，大大增大了工作效率。

实施例3：一种多角度可调装配式钢管塔节点，其结构如图1-3所示，包括：

球型连接件，该球型连接件具有中心球9及与中心球一体成型或固定连接的凸起部7。

每个凸起部7的与中心球9接触的地方为轨道内边沿4，凸起部7顶部外侧为轨道外边沿5，轨道外边沿5与中心球9之间为间隙8。

所述凸起部7为8个，使得相邻凸起部7的外边沿之间的空间形成X向轨道1、Y向轨道2和Z向轨道3。

至少两个弧形卡板6位于所述间隙8中，且每个弧形卡板6均与一个杆件固定连接，所述杆件10的一端凸出于所述X向轨道1、Y向轨道2或Z向轨道3。弧形卡板6的厚度根据强度要求设置，其形状为圆型壳体的一部分。

通常情况下，所述弧形卡板6至少为两个，所述杆件10也至少为两个。

作为一种选择，所述弧形卡板6为三个，杆件10也为三个，三个杆件10位于相同的轨道上，该轨道可以是X向轨道1、Y向轨道2或Z向轨道3其中的一个。

因为具有X、Y和Z三个方向的轨道，本方案可以实现节点多根杆件、多方位布置。轨道的尺寸根据强度要求设置，相邻的轨道外边沿5的宽度稍大于杆件10外径2mm左右，相邻的轨道内边沿4的宽度约为杆件外径的1.2到1.4倍，便于杆件10的安装和固定。

间隙8的高度应稍大于弧形卡板6的厚度2mm左右，确保弧形卡板6可以在轨道里滑动，便于安装。

出于便于后续连接方便的角度考虑，所述杆件10为空心管，空心管内侧和/或外侧具有螺纹，使得杆件10不与弧形卡板6连接的一端便于与其他杆件或装置固定连接。

应用时，杆件10通过弧形卡板6安装在带轨道中，杆件10滑动至设计位置，使用膨胀材料填充所有轨道，就将杆件10固定在设计位置，完成杆件10的定位。

本实施方案中需要注意以下几个方面：

第一：灌注过程中，尽量保证灌注材料填充轨道与弧形卡板间的所有缝隙；第二：轨道厚度应稍大于弧形卡板厚度2mm左右，便于杆件10的安装；第三：膨胀材料应选用颗粒较小的材料，便于更好的填充轨道与卡板之间的缝隙；

本发明设置带三向轨道的球形连接件，通过弧形卡板6将杆件10安装在球形连接件上，实现多根杆件多方位装配连接。本发明有利于输电塔模数化设计，批量化生产，该节点结构简单，性价比高，大大增大了工作效率。

实施例4：一种多角度可调装配式钢管塔节点，其结构如图1-3所示，包括：

球型连接件，该球型连接件具有中心球9及与中心球一体成型或固定连接的凸起部7。

每个凸起部7的与中心球9接触的地方为轨道内边沿4，凸起部7顶部外侧为轨道外边沿5，轨道外边沿5与中心球8之间为间隙8。

所述凸起部7为8个，使得相邻凸起部7的外边沿之间的空间形成X向轨道1、Y向轨道2和Z向轨道3。

至少两个弧形卡板6位于所述间隙8中，且每个弧形卡板6均与一个杆件固定连接，所述杆件10的一端凸出于所述X向轨道1、Y向轨道2或Z向轨道3。弧形卡板6的厚度根据强度要求设置，其形状为圆型壳体的一部分。

通常情况下，所述弧形卡板6至少为两个，所述杆件10也至少为两个。

作为一种选择，所述弧形卡板6为三个，杆件10也为三个，三个杆件10中，其中的两个杆件10位于相同的轨道上，另一个杆件10位于另一个轨道上。

因为具有X、Y和Z三个方向的轨道，本方案可以实现节点多根杆件、多方位布置。轨道的尺寸根据强度要求设置，相邻的轨道外边沿5的宽度稍大于杆件10外径2mm左右，相邻的轨道内边沿4的宽度约为杆件外径的1.2到1.4倍，便于杆件10的安装和固定。

间隙8的高度应稍大于弧形卡板6的厚度2mm左右，确保弧形卡板6可以在轨道里滑动，便于安装。

出于便于后续连接方便的角度考虑，所述杆件10为空心管，空心管内侧和/或外侧具有螺纹，使得杆件10不与弧形卡板6连接的一端便于与其他杆件或装置固定连接。

应用时，杆件10通过弧形卡板6安装在带轨道中，杆件10滑动至设计位置，使用膨胀材料填充所有轨道，就将杆件10固定在设计位置，完成杆件10的定位。

本实施方案中需要注意以下几个方面：

第一：灌注过程中，尽量保证灌注材料填充轨道与弧形卡板间的所有缝隙；第二：轨道厚度应稍大于弧形卡板厚度2mm左右，便于杆件10的安装；第三：膨胀材料应选用颗粒较小的材料，便于更好的填充轨道与卡板之间的缝隙；

本发明设置带三向轨道的球形连接件，通过弧形卡板6将杆件10安装在球形连接件上，实现多根杆件多方位装配连接。本发明有利于输电塔模数化设计，批量化生产，该节点结构简单，性价比高，大大增大了工作效率。

实施例5：一种多角度可调装配式钢管塔节点，其结构如图1-3所示，包括：

球型连接件，该球型连接件具有中心球9及与中心球一体成型或固定连接的凸起部7。

每个凸起部7的与中心球9接触的地方为轨道内边沿4，凸起部7顶部外侧为轨道外边沿5，轨道外边沿5与中心球9之间为间隙8。

所述凸起部7为8个，使得相邻凸起部7的外边沿之间的空间形成X向轨道1、Y向轨道2和Z向轨道3。

至少两个弧形卡板6位于所述间隙8中，且每个弧形卡板6均与一个杆件固定连接，所述杆件10的一端凸出于所述X向轨道1、Y向轨道2或Z向轨道3。弧形卡板6的厚度根据强度要求设置，其形状为圆型壳体的一部分。

通常情况下，所述弧形卡板6至少为两个，所述杆件10也至少为两个。

作为一种选择，所述弧形卡板6为三个，杆件10也为三个，三个杆件10中，每个杆件10均位于不同的轨道上。

因为具有X、Y和Z三个方向的轨道，本方案可以实现节点多根杆件、多方位布置。轨道的尺寸根据强度要求设置，相邻的轨道外边沿5的宽度稍大于杆件10外径2mm左右，相邻的轨道内边沿4的宽度约为杆件外径的1.2到1.4倍，便于杆件10的安装和固定。

间隙8的高度应稍大于弧形卡板6的厚度2mm左右，确保弧形卡板6可以在轨道里滑动，便于安装。

出于便于后续连接方便的角度考虑，所述杆件10为空心管，空心管内侧和/或外侧具有螺纹，使得杆件10不与弧形卡板6连接的一端便于与其他杆件或装置固定连接。

应用时，杆件10通过弧形卡板6安装在带轨道中，杆件10滑动至设计位置，使用膨胀材料填充所有轨道，就将杆件10固定在设计位置，完成杆件10的定位。

本实施方案中需要注意以下几个方面：

第一：灌注过程中，尽量保证灌注材料填充轨道与弧形卡板间的所有缝隙；第二：轨道厚度应稍大于弧形卡板厚度2mm左右，便于杆件10的安装；第三：膨胀材料应选用颗粒较小的材料，便于更好的填充轨道与卡板之间的缝隙；

本发明设置带三向轨道的球形连接件，通过弧形卡板6将杆件10安装在球形连接件上，实现多根杆件多方位装配连接。本发明有利于输电塔模数化设计，批量化生产，该节点结构简单，性价比高，大大增大了工作效率。

实施例6：一种钢管塔，该钢管塔内具有多根杆件及将所述杆件连接为一体的连接件，杆件及连接件形成钢管塔节点，其中，所述钢管塔节点为实施例1-5任一项中所述的多角度可调装配式钢管塔节点。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，未予以详细说明和局部放大呈现的部分，为现有技术，在此不进行赘述。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和特点相一致的最宽的范围。