一种输电塔的横担的制作方法

本实用新型涉及一种电力输送领域的横担，具体涉及一种输电塔的横担。

背景技术：

架空输电线路是电力能源传输的物理载体，主要包括铁塔和导线，分别起到网架支撑和电力传输的作用。横担是铁塔上直接承担导线荷载的结构，是杆塔十分关键的部分。横担结构设计是否合理，直接关系铁塔的结构安全和技术经济性。横担是连接导线、地线和塔身的中间结构，传递了导地线自重、导地线上风荷载以及横担自重等荷载，与塔身连接的部位荷载大、受力状态复杂。因此，导致横担与塔身连接结构复杂，受力不清晰，规格众多。

受力状态复杂，导致连接构造复杂，进而增大了塔身杆件的规格，耗费更多的螺栓和布置空间，增加了重量。目前的铁塔横担与塔身的连接主要通过大量螺栓(角钢塔)或法兰(钢管塔)连接，把导地线传递过来的荷载转移到塔身上。这种横担连接形式，近似刚性连接，在不均匀覆冰、断线或安装等工况下，横担受到前后不平衡张力。这种不平衡张力，使横担本身收到巨大弯矩作用，同时刚性传递到塔身，使整塔收到扭转作用。结构设计中通过增大杆件的规格，加大尺寸来满足承载要求。尤其对拉线式抢修塔而言，塔身呈细长的立柱形式，抵抗整体扭转的能力先天不足。

技术实现要素：

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本实用新型提供一种输电塔的横担。

本实用新型提供的技术方案是：一种输电塔横担，所述横担设于输电塔的塔身(6)外侧，由竖向设于塔身(6)的固定组件、水平支撑杆(5)和斜拉杆(4)组成的三角形框架横担(2)，

所述水平支撑杆(5)与所述固定组件连接的一端设有供所述连接件贯通的竖向通孔，其另一端水平转动；

所述斜拉杆(4)与所述固定组件连接的一端设有供所述连接件贯通的竖向通孔，其另一端水平转动；

所述斜拉杆(4)与所述水平支撑杆(5)连接的一端设有供所述连接件贯通的水平通孔，所述斜拉杆(4)与所述支撑杆(5)通过所述连接件上下转动；

所述固定组件分别与所述水平支撑杆(5)和所述斜拉杆(4)的夹角范围均为0°～180°。

优选的，所述固定组件的外侧设有夹板和竖向贯通所述夹板的连接件。

优选的，所述斜拉杆(4)和所述支撑杆(5)均通过所述固定组件和所述夹板与塔身(6)连接；

所述固定组件与所述塔身(6)通过固定件连接；

所述水平支撑杆(5)分别通过连接件与所述斜拉杆(4)和所述夹板连接。

优选的，所述固定件的材质为高强度合金钢。

优选的，所述连接件用包括下述按质量百分比计的材质制得：C：0.7％；Si：0.3％；Mn：1.2％；Cr：1.5％；B：0.3％；P：0.02％；S：0.02％；Ti：0.04％；余量为Fe。

优选的，所述固定组件用包括下述按质量百分比计的材质制得：碳1.1％、硅0.55％、铬1.2％、钼1.5％、镍2.5％、铼0.37％、石英砂1.4％、氧化铝0.7％、磷≤0.03％、硫≤0.02％，余量为铁。

优选的，所述夹板用包括下述按质量百分比计的材质制得：C 0.22％，Si 0.35％，Mn 1.80％，P≤0.014％，S≤0.004％，Nb 0.030％，V 0.020％，Ti 0.020％，Mo 0.28％，Ni 0.25％，Cr 0.45％，Al 0.035％，B 0.0023％，N≤0.0045％，余量为Fe及不可避免的杂质。

优选的，所述水平支撑杆(5)和所述斜拉杆(4)用包括下述按质量百分比计的材质制得：碳:0.30％、硅:0.18％、锰:0.45％、铬:1.20％、镍:3.50％、钼:0.50％、磷:0.012％、硫:0-0.78％、氢:0.10ppm、钒:0.15％、钛:0.015％、铜:0.20％、铝:0.02％、0.25％残余元素，其余为Fe。

与最接近的现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有以下有益效果：

(1)本实用新型提供的技术方案，解决因横担结构形式导致的现有的输电线路抢修塔横担连接部位受力集中、整塔受力不合理的技术问题，采用单个横担时，通过采用固定组件与支撑杆的水平转动以及斜拉杆与支撑杆的上下转动，从而改变荷载的传递方式，使铁塔具有不平衡张力自平衡能力，改善输电塔的受力状态；

(2)本实用新型提供的技术方案，横担设计合理，结构简单，有效改善铁塔受力，降低了塔重，并方便施工。

附图说明

图1为本实用新型的横担的整体结构示意图；

图2为本实用新型的不平衡张力自平衡横担结构示意图；

图3为本实用新型的横担绕轴心线转动示意图，其中(a)为横担绕轴心线转动的正视图，(b)为(a)的俯视图；

图4为本实用新型的横担与塔身连接节点结构示意图；

图5为本实用新型的水平支撑杆和斜拉杆连接点结构示意图；

图6为现有横担受力简图；

图7为本实用新型的横担受力简图；

图8为本实用新型的横担产生不平衡张力示意图；

图9为本实用新型的横担转动时，不平衡张力消失，结构自平衡示意图；

图10为本实用新型的输电塔结构示意图；

其中，1-地线架；2-横担；4-斜拉杆；5-水平支撑杆；6-塔身；7-转动轴心线；8-导线；9-斜拉杆与塔身的连接节点；10-水平杆支撑杆与塔身的连接节点；11-水平支撑杆与斜拉杆的连接节点；12-不平衡张力；13-轴力；14-剪力；15-整塔扭转；16-弯矩；17-通孔；18-夹板；19-固定组件；20-转动连接节点。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步详细说明。

如图1至图9所示，本实用新型提供的输电塔横担，所述输电塔包括塔身6、地线架1和设于塔身6外侧的由竖向设于塔身6的固定组件、水平支撑杆5和斜拉杆4组成的三角形框架横担2，固定组件可采用固定板，水平支撑杆5和斜拉杆4外壁均匀涂覆耐腐蚀防水材料，所述固定组件的外侧设有夹板和竖向贯通所述夹板的连接件；所述水平支撑杆5与所述固定组件连接的一端设有供所述连接件贯通的竖向通孔，其另一端水平转动；所述斜拉杆4与所述固定组件连接的一端设有供所述连接件贯通的竖向通孔，其另一端水平转动；所述斜拉杆4与所述水平支撑杆5连接的一端设有供所述连接件贯通的水平通孔，所述斜拉杆4与所述支撑杆5通过所述连接件上下转动；所述固定组件分别与所述水平支撑杆5和所述斜拉杆4的夹角范围均为0°～180°；所述斜拉杆4和所述支撑杆5均通过所述固定组件和所述夹板与塔身6连接；所述固定组件与所述塔身6通过固定件连接；所述水平支撑杆5分别通过连接件与所述斜拉杆4和所述夹板连接；所述固定件的材质为高强度合金钢；连接件可采用高碳高硼耐磨钢，所述连接件用包括下述按质量百分比计的材质制得：C：0.7％；Si：0.3％；Mn：1.2％；Cr：1.5％；B：0.3％；P：0.02％；S：0.02％；Ti：0.04％；余量为Fe。所述固定组件用包括下述按质量百分比计的材质制得：碳1.1％、硅0.55％、铬1.2％、钼1.5％、镍2.5％、铼0.37％、石英砂1.4％、氧化铝0.7％、磷≤0.03％、硫≤0.02％，余量为铁。夹板可采用双相耐磨钢板，所述夹板用包括下述按质量百分比计的材质制得：C 0.22％，Si 0.35％，Mn 1.80％，P≤0.014％，S≤0.004％，Nb 0.030％，V 0.020％，Ti 0.020％，Mo 0.28％，Ni 0.25％，Cr 0.45％，Al 0.035％，B 0.0023％，N≤0.0045％，余量为Fe及不可避免的杂质；夹板不但具高的硬度(布氏硬度为520HB)，而且具有良好的低温韧性(-40℃Akv≥23J)；一定量的铁素体存在，可以降低磨损是的应力集中，吸收一定的能量，阻碍裂纹的扩展，从而有利于耐磨性能的提高。因此，本发明不但具有良好的强韧性配合，而且还具有高的耐磨性能。所述水平支撑杆5和所述斜拉杆4用包括下述按质量百分比计的材质制得：碳:0.30％、硅:0.18％、锰:0.45％、铬:1.20％、镍:3.50％、钼:0.50％、磷:0.012％、硫:0-0.78％、氢:0.10ppm、钒:0.15％、钛:0.015％、铜:0.20％、铝:0.02％、0.25％残余元素，其余为Fe；本发明采用单个横担时，其横担可以转动，解决因横担结构形式导致的现有的输电线路抢修塔横担连接部位受力集中、整塔受力不合理的技术问题；当采用多个横担的时，其横担不可转动。

如图1所示，本实用新型提供的横担用于电杆、钢管杆、拉线抢修塔及其他适合的塔型上，用作地线支架1和横担2。

如图2所示，本实用新型提供的横担包括斜拉杆4、水平支撑杆5，斜拉杆4和水平支撑杆5一端连接点通过连接件连接，连接件可采用螺栓，朝向塔身外侧。斜拉杆4的另一端通过固定组件和夹板与塔身6连接，水平支撑杆5的另一端通过固定组件和夹板与塔身6连接。

如图3所示，本实用新型提供的斜拉杆4和水平支撑杆5与所述固定组件连接的一端设有供所述连接件贯通的竖向通孔，其另一端水平转动，从而保证横担能够水平转动，转动轴心线7为斜拉杆与塔身的连接节点9与水平杆支撑杆与塔身的连接节点10的连线。转动轴心线7与导线8垂直。

如图6所示，现有横担通过螺栓或法兰与塔身1固定连接，导线8产生的不平衡张力在横担2中产生轴向力、弯矩和剪力，传递到塔身6，使塔身6整体发生扭转，对结构不利。

如图7所示，导线8产生的不平衡张力在横担2中仅产生轴向力，传递到塔身6，仅产生节点力，显著改善了塔身的受力。

如图8至图9所示，因为夹板与水平支撑杆5和斜拉杆4通过连接件实现的的可转动设计，当张力大的一侧导线和张力小的一侧导线产生不平衡张力时，横担2能够小角度向张力大的一侧转动，直到平衡。因为风荷载、不均匀覆冰等原因，导致导线先后侧张力不同，产生不均匀张力，使横担转动。横担转动后，张力大的一侧导线张力减小，张力小的一侧导线张力变大，此消彼长，实现两侧导线和横担的再平衡。当产生不平衡力的风荷载、不均匀覆冰等因素消失后，再平衡状态再次打破，生成不平衡张力，通过横担转动，自动调节前后导线张力平衡，实现两侧导线和横担的再平衡。

基于同一实用新型构思，本实施例还提供一种夹板的制备方法，包括：

(1)采用所需成分含量的原料制备成钢坯；

(2)将步骤(1)所得钢坯进行热处理；

(3)将步骤(2)所得钢坯进行一阶段或两阶段控制轧制处理；

(4)将步骤(3)所得钢板进行控制冷却处理；

(5)将步骤(4)所得钢板进行热处理；所述热处理包括淬火和回火；所述淬火温度为Ac3温度以下5～20℃，优选为Ac3温度以下8～22℃；所述回火温度为0～230℃，优选为100～230℃，进一步优选为150～200℃。

本实用新型夹板的制备方法包括采用特定的温度进行淬火，能够得到具有特殊组织结构的双相钢板，配合以特定的回火温度，能够进一步大幅提高钢的刚性、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。

所述步骤(1)采用所需成分含量的原料通过电炉吹炼或转炉吹炼和真空处理方式制备成钢坯。电炉吹炼或转炉吹炼和真空处理，目的是确保钢液的基本成分要求，去除钢中的氧、氢等有害气体，并可加入锰、钛等必要的合金元素，进行合金元素的调整。

所述步骤(1)中钢坯为连铸坯或钢锭。

所述步骤(2)中热处理温度控制在1150～1250℃，优选为1175～1225℃。

采用特定温度对钢坯进行加热处理，有利于其后期顺利进行控制轧制工艺，减少夹层及层间撕裂现象的发生，提高钢材的心部质量和抗疲劳性能，降低钢材可能产生的尺寸差异。

所述步骤(3)中两阶段控制轧制处理包括粗轧和精轧；所述粗轧终轧温度控制在1030～1050℃；所述精轧温度控制在820～940℃，优选为840～900℃。

本发明夹板的制备方法采用特殊的两阶段轧制手段，结合特殊的温度控制，可以破坏钢坯的铸造组织，细化钢材的晶粒，并消除显微组织的缺陷，从而使钢材组织密实，力学性能得到改善。

所述步骤(4)中将步骤(3)所得钢板经过空冷或层流冷却至室温。

所述步骤(4)中厚度规格不大于16mm的钢板采用空冷，大于16mm的钢板采用冷速不低于10℃/s的冷速冷却至500-650℃区间，然后空冷至室温。

基于同一实用新型构思，本实施例还提供一种用于水平支撑杆和斜拉杆的耐腐蚀防水材料及其制备方法；

所述材料包括如下重量份数的成分：醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液35份、水性环氧树脂乳液25份、氢氧化铝4份、甲基丙烯酸12份、硫化橡胶8份、马来酸酐6份、4-甲氧基肉桂酸辛酯10份、环己基异硫氰酸酯11份、香芹酚4份、聚酰胺5份、硬脂酸锡2份、乙酰丙酮钙2份、硅铝酸钠镁2份、蒙脱石3.2份、N-甲乙胺10份。

所述方法包括如下步骤：

S1：将醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液35份、水性环氧树脂乳液25份、氢氧化铝4份、甲基丙烯酸12份和硫化橡胶8份混合，匀速搅拌，并加热至温度64℃；随后将蒙脱石3.5份和硬脂酸锡2份依次加入，滴加时间为7min，之后再继续搅拌反应24min，得混合液A；

S2：将马来酸酐6份、4-甲氧基肉桂酸辛酯10份、环己基异硫氰酸酯11份和香芹酚4份混合，升高温度至54℃，将N-甲乙胺10份和硅铝酸钠镁2份依次加入，滴加时间为12.5min；随后继续搅拌反应35min，得混合液B；

S3：将混合液A和混合液B混合，并将乙酰丙酮钙2份和聚酰胺5份依次加入其中，升高温度至110℃，搅拌反应1.5h，即可得到所述耐腐蚀防水材料。

基于同一实用新型构思，本实施例还提供一种输电塔，所述输电塔主体6由角铁拼接制成，所述角铁的型号为300mmX35mm；所述输电塔主体6包括多个主筋，两个相邻的所述主筋形成平面，所述平面内还包括第一加强筋，所述第一加强筋形成菱形；所述输电塔主体6包括输电塔主体的第一段和输电塔主体的第二段，所述输电塔主体的第一段低于所述输电塔主体的第二段，所述输电塔主体的第一段的各所述主筋的平行水平面的横截面为四个角铁；所述输电塔主体的第二段的各所述主筋的平行水平面的横截面为一个角铁；所述输电塔主体的第一段和所述输电塔主体的第二段通过连接板过渡连接；所述菱形的边框和所述主筋之间还设置有第二加强筋。

如图10所示，在本实施例的技术方案中，输电塔主体6由角铁拼接制成，角铁的型号为300mmX35mm。上述结构的角铁保证了强度。采用角铁架设输电塔主体6一方面保证了强度，另一方面减少了输电塔主体6的质量。

如图10所示，在本实施例的技术方案中，输电塔主体6包括多个主筋，两个相邻的主筋形成平面，平面内还包括第一加强筋，第一加强筋形成菱形。菱形为多个，由下至上逐渐变小，这样使得输电塔主体6的结构更加稳固，而且尽量降低了输电塔主体6的质量。

如图10所示，在本实施例的技术方案中，输电塔主体6包括输电塔主体的第一段和输电塔主体的第二段，输电塔主体的第一段低于输电塔主体的第二段，输电塔主体的第一段的各主筋的平行水平面的横截面为四个角铁。4个角铁保证了输电塔主体6的强度。输电塔主体6由下至上逐渐收缩，即输电塔主体6底部的水平横截面积大于输电塔主体6上部的水平横截面积。

如图10所示，在本实施例的技术方案中，输电塔主体的第二段的各主筋的平行水平面的横截面为一个角铁。这样使得输电塔主体的质量较轻。

如图10所示，在本实施例的技术方案中，输电塔主体的第一段和输电塔主体的第二段通过连接板过渡连接。上述结构保证了输电塔主体的第一段和输电塔主体的第二段平稳过渡，不会出现应力集中的情况。

如图10所示，在本实施例的技术方案中，菱形的边框和主筋之间还设置有第二加强筋。上述结构加强了输电塔的强度。

以上仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。