一种输电铁塔角钢的补强构件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及输电铁的补强技术，尤其设及一种输电铁塔角钢的补强构件。
【背景技术】
[0002] 我国工业与民用等各领域对电力资源的需求日益增加。然而，由于我国独特的地 理特征，电力资源充沛的地区与电力需求紧张的地区往往相隔甚远，运就使得大规模、长距 离、跨越复杂环境区的高压、特高压输电线路，成为保障经济社会发展的必备基础设施，而 输电铁塔结构的安全可靠，更是输电线路正常运行的基本保障。因此，维持输电铁塔结构的 安全可靠十分重要。
[0003] 《电网技术》于2009年7月刊登的文章《输电铁塔主材加固方法试验》一文，提出在 单角钢背后添加相同规格角钢，组成"十"字双肢格构截面的方法，对输电铁塔角钢主材构 件进行补强，如图2所示。该方法对主材角钢产生如下补强效果：1)增大主材角钢截面面积， 提升构件抗压强度;2)增大主材角钢截面抗弯刚度，提升构件整体稳定承载力。
[0004] 然而，由于"十"字双肢格构角钢存在整体性差、组合截面抗扭刚度弱等缺点，现有 角钢补强技术存在如下不足:1)有研究表明，"十"字双肢格构角钢构件，其实际承载力低于 按现行《钢结构设计规范》算得的计算值。现有补强技术获得的补强后构件承载力较差;2) 不同于新加工构件，现有补强方法，需在已承受较大荷载的原主材角钢上打孔，运将使原角 钢存在的不利情况进一步加重，从而降低补强效果;3)增补角钢后形成的组合截面，仅有原 角钢与铁塔结构产生连接，而其截面扩展方向则背离荷载作用点。运意味着荷载作用线远 远偏离组合截面的形屯、线，使得组合构件成为偏屯、率较大的偏压构件，不利于其承载力的 发挥；
[000引4)新增补强角钢占用较大空间，使得施工安装十分不便。在节点较复杂，杆件较密 集的结构部位，难W实施。运使得改补强技术的使用范围受到限制。
[0006] 值得说明的是，《工业建筑》于2010年刊登的《输电铁塔加固补强承载力研究》一 文，对上述补强技术进行了进一步验证，并将其使用范围扩展到除主材W外的其它角钢构 件，但仍受到上述第3)条的限值。除上述补强技术外，目前尚无其它针对输电铁塔角钢构件 的补强技术。
【发明内容】
[0007] 本发明目的在于克服W上现有技术之不足，提供一种输电铁塔角钢的补强构件， 具体有W下技术方案实现：
[0008] -种输电铁塔角钢的补强构件，包括输电铁塔角钢构件与管状构件，所述管状构 件分别与输电铁塔角钢构件两侧壁固接。
[0009] 所述补强构件的进一步设计在于，所述管状构件为圆管构件。
[0010] 所述补强构件的进一步设计在于，所述圆管构件分别对应于与输电铁塔角钢构件 两侧壁下接触位置设有焊缝。
[0011]所述补强构件的进一步设计在于，所述圆管构件分别与输电铁塔角钢构件两侧壁 焊接。
[001引本发明的优点如下：
[0013] 本发明提供的输电铁塔角钢的构件，其截面形屯、距原角钢构件截面形屯、很近。角 钢补强后，组合截面的荷载偏屯、率变化十分微小，甚至会有所降低。输电铁塔角钢的构件， 其截面回转半径的提升幅度为55.6%，超过了50%，将极大改善被补强构件的稳定性。输电 铁塔角钢的构件，其截面惯性矩提升幅度高达358.5%，达原角钢构件惯性矩的4.5倍，使得 补强后构件刚度得到明显提升，进一步提高了结构的适用性与安全性。
【附图说明】
[0014] 图1是本发明提供的输电铁塔角钢的补强构件的结构示意图。
[0015] 图2是现有的的输电铁塔角钢的补强结构示意图。
[0016] 图3为原塔角钢截面的结构示意图。（采用常用截面规格型号）
[0017] 图4为焊后组合构件截面的结构示意图。（采用常用截面规格型号）
[0018] 图5为原塔角钢截面的结构示意图。
[0019] 图6为焊后组合构件截面的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图对本发明方案进行详细说明。
[0021] 本实施例提供的一种输电铁塔角钢构件，包括输电铁塔角钢构件与管状构件，所 述管状构件分别与输电铁塔角钢构件两侧壁固接。本实施例中采用的管状构件为圆管构 件。圆管构件分别对应于与输电铁塔角钢构件两侧壁下接触位置设有焊缝。圆管构件分别 与输电铁塔角钢构件两侧壁对应的焊缝处焊接。
[0022] 现W工程常用截面型号为例，进行计算说明：
[0023] 原角钢截面规格为L50X4.0,见图3。补强钢管Wq>45X2.5为例，见图4所示。
[0024] 两构件各项截面参数见表1所示。
[0025] 表1原角钢截面与补强钢管截面参数表
[0027]通过表1可W看出，补强钢管的单位重量要小于原塔角钢。同时，由于补强钢管与 原塔角钢采用焊缝连接，可省去节点板的重量及高强螺栓的消耗。因此，采用贴焊钢管补强 技术进行加固，所耗材料要小于现有"十"字双肢角钢加固法，具有更好的经济性。
[0028] 通过表1还可W看出，钢管的截面回转半径、惯性矩，均远大于角钢构件，通过贴焊 组合，可使组合后的构件充分发挥钢管的截面优势。
[0029] 如图4及图5所示，分别为贴焊补强实施前后的构件截面，打心、(：，分别代表原塔角 钢、钢管、贴焊后组合构件的形屯、。
[0030] 组合后构件截面特性，按下式进行计算。
[0031] 式中，下角标"1"、"2"，分别代表原塔角钢与贴焊钢管，无下角标的各符号，代表组 合构件。
[0032] (1)面积八：
[0033] A=Ai+A2 (1)
[0034] (2)对X，y轴面积矩：
[0037] 同理可知：
[0039] 式中：Zo为角钢截面重屯、距，本例中Z〇=13.8mm;d为钢管直径，本例中d = 45mm;t为 角钢肢厚，本例中t = 4mm。
[0040] (3)形屯、的x，y坐标：
[0043] (4)通过形屯、的X、y方向截面惯性矩：
[004引同理可知：
[0046] ]；y=]；yi+(yu-yc)2Ai+Iy2+(yc2-yc)2A2 (4-2)
[0047] (5)截面惯性积：
[004引 Ixy = JjAXydxdy (5)
[0049] (6)截面弱主轴惯性矩：
[0051] (7)截面绕弱主轴回转半径：
[0053] 由上述计算式，可获得贴焊钢管补强后组合角钢的各项截面特性，将计算结构列 于表2。由表中可知，贴焊钢管能极大提高构件的各项截面参数。
[0054] 表2原角钢截面与补强后组合截面参数对比表
[0056] 通过表2及图6可W看出，
[0057] 1、贴焊补强后的组合构件，其截面形屯、距原角钢构件截面形屯、很近。角钢补强后， 组合截面的荷载偏屯、率变化十分微小，甚至会有所降低。
[0058] 2、贴焊补强后的组合构件，其截面回转半径的提升幅度为55.6%，超过了 50%，将 极大改善被补强构件的稳定性；
[0059] 贴焊补强后的组合构件，其截面惯性矩提升幅度高达358.5%，达原角钢构件惯性 矩的4.5倍，使得补强后构件刚度得到明显提升，进一步提高了结构的适用性与安全性。
【主权项】
1. 一种输电铁塔角钢的补强构件，其特征在于所述补强构件包括输电铁塔角钢构件与 管状构件，所述管状构件分别与输电铁塔角钢构件两侧壁固接。2. 根据权利要求1所述的补强构件，其特征在于所述管状构件为圆管构件。3. 根据权利要求2所述的补强构件，其特征在于所述圆管构件分别对应于与输电铁塔 角钢构件两侧壁下接触位置设有焊缝。4. 根据权利要求3所述的补强构件，其特征在于所述圆管构件分别与输电铁塔角钢构 件两侧壁焊接。
【专利摘要】本实用新型涉及一种输电铁塔角钢的补强构件，包括输电铁塔角钢的补强构件与管状构件，所述管状构件分别与输电铁塔角钢的补强构件两侧壁固接。有益效果为：极大改善被补强构件的稳定性，该输电铁塔角钢的构件，补强后构件刚度得到明显提升，进一步提高了结构的适用性与安全性。
【IPC分类】E04H12/08
【公开号】CN205259680
【申请号】CN201520023806
【发明人】黄士君, 朱海峰, 刘海, 朱小龙, 许奇, 洪莎莎
【申请人】国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司电力经济技术研究院
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年1月13日