一种便于监测应力状况的变电构架梁柱连接结构的制作方法

本实用新型涉及一种供变电设施的连接结构，更具体地说，它涉及一种便于监测应力状况的变电构架梁柱连接结构。

背景技术：

国内部分500kV、330kV、220kV和110kV屋外变电构架采用钢管人字柱+单钢管梁结构，此种结构型式，在梁柱连接出会产生很大的内力，特别是在柱顶有避雷针的情况下，梁柱连接处的内力更大，这就会导致此连接处的应力很大，极易造成结构破坏。而梁柱连接处的受力情况从外观上难以直观看出，因此往往待出现变形、开裂等情形时才能察觉梁柱连接处应力失控，而此时已发生了不可逆的结构破坏，必须进行维修，由此又会影响供电线路运行，造成一系列工商业经济损失和民生的不便。因此，变电构架梁柱连接结构有必要进行改进，以提高梁柱间的连接可靠性和应力状况监测便利性。公开号为CN201515151U的实用新型专利于2010年6月23日公开了一种变电钢管构架滑动支座,钢架柱上连接钢梁柱头顶板,钢梁柱头顶板上连接固定钢管梁,固定钢管梁与滑动钢管梁套装在一起,固定钢管梁外部连接有加劲板构件。钢梁柱头顶板上设置有滑动距离限制构件。固定钢管梁与滑动钢管梁的两端连接有法兰。钢架柱与钢梁柱头顶板之间连接加劲板构件。该实用新型采用的无温度缝钢管构架钢管构架滑动支座形式可以减少变电站占地面积、减少构架柱和基础数量、降低工程造价,具有明显的经济效益和社会效益。但该实用新型并不能提高梁柱连接强度，也无法便利地对梁柱连接处的应力情况进行监测。

技术实现要素：

现有的变电构架梁柱连接结构的连接强度及可靠性较低，且梁柱连接处的应力情况也无法进行监测，为克服这些缺陷，本实用新型提供了一种可提高梁柱间的连接可靠性和应力状况监测便利性的变电构架梁柱连接结构。

本实用新型的技术方案是：一种便于监测应力状况的变电构架梁柱连接结构，包括人字柱主材钢管、梁主材钢管和梁顶钢管，人字柱主材钢管与梁主材钢管固连，梁顶钢管与梁主材钢管固连，人字柱主材钢管、梁主材钢管和梁顶钢管上均固设有加强结构，梁顶钢管顶部设有梁顶钢管法兰，所述加强结构包括竖向加劲板、横向加劲板和梁顶加劲板，竖向加劲板焊接在人字柱主材钢管、梁主材钢管和梁顶钢管的外壁上，竖向加劲板与梁主材钢管的轴线垂直，横向加劲板沿梁主材钢管轴向焊接在梁主材钢管外壁上，梁顶加劲板焊接在梁主材钢管和梁顶钢管的外壁上，梁顶加劲板位于梁主材钢管和梁顶钢管的轴线所确定的平面内，梁顶钢管基部设有顶部为环形平面的环形凸台，环形凸台与梁顶钢管法兰之间设有压力传感器。竖向加劲板可提高梁柱节点的承载能力，保证变电构架在人字柱平面内出现较大弯矩时，人字柱主材钢管不出现应力集中。横向加劲板可提高梁柱连接节点的承载能力，保证变电构架在梁所在水平面内出现较大弯矩时，梁主材钢管不出现应力集中。梁顶加劲板可提高梁主材钢管和梁顶钢管的结合强度，使梁顶钢管具有更强的抗弯能力，从而对地线柱、避雷针等器件具有更好的承载力。因此人字柱主材钢管、梁主材钢管和梁顶钢管上的加强结构有助于变电构架的梁柱连接节点在各个方向承受较大的内力时，人字柱主材钢管、梁主材钢管不发生屈曲变形，防止人字柱主材钢管、梁主材钢管出现应力集中，从而提高梁柱连接节点的主体承载能力。环形凸台可提供一基准位置，压力传感器设置于该基准位置上，与梁顶钢管法兰相抵产生压力，通过对梁顶钢管法兰的不同位置点的压力监测获取梁顶钢管法兰形变信息，进而及时掌握梁顶钢管各个方位的应力分布情况，一段时间后如果梁顶钢管法兰某些部位压力值异常，表明该处应力状况不同于别处。应力监测的异常信息可通过不同的方式让维护人员获取，从而及时了解掌握变电构架梁柱连接结构使用过程中的应力状况。

作为优选，所述压力传感器固定于传感器支柱上，传感器支柱固设于环形凸台顶部。压力传感器一般有标准外形尺寸，而环形凸台与梁顶钢管法兰间存在一定距离，可通过传感器支柱的高度抵消该距离，使得压力传感器能够与梁顶钢管法兰保持正常接触。

作为优选，所述传感器支柱至少为四个且均布在环形凸台顶部，压力传感器与一带报警器的电器盒电连接。各压力传感器获得的形变信号在电器盒内进行信号处理，当稳定的形变值出现超出设定阈值的情况时，报警器报警，提示维护人员及时检修。

作为优选，所述加强结构还包括环形加劲板，环形加劲板焊接在梁主材钢管内壁上。环形加劲板可提高梁柱连接的强度和稳定性，保证梁在承受较大内力的情况下，梁主材钢管不发生局部屈曲。

作为优选，梁主材钢管和人字柱主材钢管通过相贯焊结构连接。梁主材钢管和人字柱主材钢管采用相贯焊方式连接后，提高了梁柱连接的内力传递连续性，以及连接结构的整体稳定性。

作为优选，梁主材钢管两端设有梁主材法兰。梁主材法兰便于梁主材钢管间进行拼接。

本实用新型的有益效果是：

提高梁柱间的连接可靠性。本实用新型中人字柱主材钢管、梁主材钢管和梁顶钢管上的加强结构有助于变电构架的梁柱连接节点在各个方向承受较大的内力时，人字柱主材钢管、梁主材钢管、梁顶钢管不发生屈曲变形，防止人字柱主材钢管、梁主材钢管、梁顶钢管出现应力集中，从而提高梁柱连接节点的承载能力。

提高梁柱连接节点应力状况监测便利性。本实用新型通过压力传感器监测获取梁顶钢管形变信息，便于维护人员及时掌握梁顶钢管各个方位的应力分布情况，可以早发现，早消除应力失控的问题。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图；

图2为本实用新型的正视图；

图3为本实用新型的俯视图；

图4为本实用新型的仰视图；

图5为应用本实用新型的变电构架的正视图；

图6为应用本实用新型的变电构架的侧视图。

图中，1-人字柱主材钢管，2-梁主材钢管，3-梁顶钢管，4-梁主材法兰，5-梁顶钢管法兰，6-环形加劲板，7-竖向加劲板，8-横向加劲板，9-梁顶加劲板，10-压力传感器，11-梁柱连接节点，12-传感器支柱，13-环形凸台。

具体实施方式

下面结合附图具体实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1：

如图1至图6所示，一种便于监测应力状况的变电构架梁柱连接结构，设于变电构架梁柱连接节点11上，包括人字柱主材钢管1、梁主材钢管2和梁顶钢管3，人字柱主材钢管1与梁主材钢管2固连，梁顶钢管3与梁主材钢管2固连，人字柱主材钢管1、梁主材钢管2和梁顶钢管3上均固设有加强结构。梁主材钢管2和人字柱主材钢管1通过相贯焊结构连接。梁主材钢管2两端设有梁主材法兰4。所述加强结构包括竖向加劲板7、横向加劲板8、环形加劲板6和梁顶加劲板9，竖向加劲板7焊接在人字柱主材钢管1、梁主材钢管2和梁顶钢管3的外壁上，竖向加劲板7与梁主材钢管2的轴线垂直，人字柱主材钢管1、梁顶钢管3的轴线位于竖向加劲板7所在平面内。环形加劲板6焊接在梁主材钢管2内壁上，环形加劲板6位于梁主材钢管2的横断面上。横向加劲板8沿梁主材钢管2轴向焊接在梁主材钢管2外壁上并位于水平面内。梁顶加劲板9焊接在梁主材钢管2和梁顶钢管3的外壁上，梁顶加劲板9位于梁主材钢管2和梁顶钢管3的轴线所确定的平面内。竖向加劲板7与梁顶加劲板9构成十字形分布在梁顶钢管3四周。梁顶钢管3顶部设有梁顶钢管法兰5。梁顶钢管3基部设有顶部为环形平面的环形凸台13，环形凸台13与梁顶钢管3一体成型，环形凸台13与梁顶钢管法兰5之间设有四个压力传感器10，压力传感器10与一带报警器的电器盒电连接，四个压力传感器10分别固定于四根传感器支柱12上，传感器支柱12螺纹连接于环形凸台13顶部并围绕环形凸台13轴心均布。

在梁顶钢管法兰5上完成地线柱或避雷针安装并调校水平后，将此时的各压力传感器10的监测数值存入所述控制器，作为基准数值。通过控制器设定各压力传感器10的报警阈值，一旦某个压力传感器10的监测数值超过报警阈值，即可触发报警器，报警器的报警反映梁顶钢管3在该压力传感器10的方位上发生了超过容许值的弯曲。通过对梁顶钢管法兰的不同位置点的形变监测获取梁顶钢管法兰形变信息，便于维护人员及时掌握梁顶钢管各个方位的应力分布情况，可以早发现，早消除应力失控的问题。

实施例2：

压力传感器10为八个，传感器支柱12为八根。其余同实施例1。