一种索塔横梁安装支撑结构的制作方法

本发明属于建筑领域，具体涉及一种索塔横梁安装支撑结构。

背景技术：

由于索塔上的横梁高度较高、较重，在建造时现有的方式是采用落地支架、施工支架进行支撑再在上面建造横梁，横梁完工后再拆除支架，该方法耗的材比较多，高空拼装量比较大，安全风险比较高。现也有一些采用牛腿支撑的方式搭建，然现有的牛腿支撑强度低，且易松动，支撑强度不够，在实际使用时还是需要部分支架去辅助支撑。且现有的牛腿支撑强度低，易垮掉，一旦垮掉没有安全防护就会造成重大安全事故。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述问题提供一种索塔横梁安装支撑结构。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种索塔横梁安装支撑结构，包括预埋于索塔的塔身内的预埋组件，与预埋部件对接安装于所述塔身上的支撑组件，用于将支撑组件与预埋组件固定连接的连接组件；所述预埋组件包括立设预埋于塔身内侧面上且具有裸露的安装面的预埋钢板，垂直于塔身内侧面及预埋钢板板面深入所述塔身内的钢管；所述支撑组件包括与所述预埋钢板贴面设置的安装基板，垂直于固连于安装基板上的顶板，与所述安装基板和顶撑板两两相互垂直固连的若干平行排布的加劲肋；所述预埋钢板和所述安装基板上对应所述钢管管腔开设有与管腔相通的承重孔，所述预埋钢板和所述安装基板上还对应设有纠偏孔，所述塔身上对应所述纠偏孔同样设有贯穿所述塔身的预留孔；所述连接组件包括贯穿插设于所述预埋钢板和所述安装基板上的承重孔以及钢管管腔内的且至少靠近安装基板一端超出所述安装基板的承重钢棒，插设于所述预留孔和纠偏孔上且两端超出所述塔身的纠偏钢棒，所述承重钢棒直径大于所述纠偏钢棒，所述顶板顶部还设有分配梁。

本申请通过设置不同粗细的承重钢棒和纠偏钢棒分别承担顶部传下来的重力以及偏心产生的力，大大提高了牛腱承载力和稳定性。同时通过顶部的分配梁进行合理分配后传导到顶板上的力更均衡稳性定也更好，并且安装和组装也更方便。

安装时塔身上的预留孔内插入对应大小的套管件，然后再将纠偏钢棒插入所述套管件内。

其中承重钢棒从节能、承载力以及安装方便等方面的考虑可选用直径在110－140mm的钢棒,纠偏钢棒的同样可选用28－48mm的螺纹钢。

作为优选，所述安装基板上端超出所述顶板，至少相邻所述加劲肋之间设有一组连接组件，每组加接组件包括至少一个承重钢棒、至少两个分别设于所述承重钢棒上方和下方的纠偏钢棒、至少一个位于所述安装基板超出所述顶板部分上的纠偏钢棒。

上述结构方式的设置使得牛腿强度更高，结构更稳定。

作为优选，所述纠偏钢棒为精轧螺纹钢，且伸出塔身的两端螺接有压靠于所述塔身外侧以及安装基板上的螺帽；所述预埋钢板朝向塔身的一侧布设有若干预埋于塔身内的辅力钢筋，至少位于最上方和位于最下方的所述辅力钢筋深入所述塔身的一端上设有加强拉力钩。

辅力钢筋可大大增强预埋钢板与塔身之间吃力的牢固度，提高整个牛腿的支撑强度，同时加强拉力钩设置进一步提高了辅力钢筋在塔身内的吃力，设计时或将最上方即最高位位置的辅力钢筋端部向上弯折形成加强拉力钩，最下方即最低位置的辅力钢筋端部向下弯折形成加强拉力钩。

作为优选，所述钢管外套设有预埋于所述塔身内的弹簧钢筋，至少相邻所述加劲肋之间还垂直固连有加劲板。

加劲板进一步提高了牛腿的强度，防止牛腿在平行于加劲板面方向上的散架。

作为优选，所述弹簧钢筋远离预埋钢板的一端与所述钢管固连，且弹簧钢筋至少与分别位于钢管上方和下方的两根最近的辅力钢筋焊接或穿接。

弹簧钢筋增强了钢管周边塔身上混凝土的强度，以提高钢管在受力时的承载力，同时也在预埋时对钢管进行辅助定位，钢管与辅力钢筋连接也便于预埋时定位，并且进一步提高钢管周边强度，提高对承重钢棒的支撑力。

作为优选，所述加劲肋两侧各设有一组连接组件和1-4片平行排布的加劲板，至少夹设于两加劲肋之间的各加劲板上对应地设有底部敞口的便于安装承重钢棒的竖向设置的一字长通孔。

由于加劲板是事先焊接的，而承重钢棒和纠偏钢棒是后安装的，且由于承重钢棒较粗，所以插设时加劲板可能使得插位不准确不方便，本申请采用一字长通孔的设置，便于调整以及插设承重钢棒，同时也便于观察承重钢棒的插设情况。

作为优选，所述分配梁顶部架设有贝雷梁，所述贝雷梁上设有碗扣支架，所述分配梁底部两侧中至少朝向安装基板的一侧设有超出的扣接部，所述顶板上凸起设有具有可嵌入所述扣接部的嵌槽的嵌接部。

本申请通过扣接部与嵌接部的设置一是便于定位安装分配梁，防止其在安装和使用过程中的移位造成安全隐患，二是以防止分配梁过于靠边撞到纠偏钢棒，也影响分配梁与贝雷梁之间的接触面，确保分配梁顶部全接触贝雷梁，受力均衡，不易偏转，稳定性好。

作为优选，所述塔身上位于所述钢管下方还预留有若干个同一水平面上平行排布的保险孔，所述保险孔内设有直径小于所述保险孔孔径的保险翘杆，所述保险翘杆包括呈折角连接的内限位段和外支撑段，且折角位置位于所述保险孔内，所述外支撑段顶部位于所述顶板底部，所述外支撑段中部通过穿设于所述承重钢棒上的穿杆连接所述承重钢棒。

作为优选，所述穿杆与所述承重钢棒同轴设置，且穿过所述承重钢棒并从塔身的外侧穿出，所述外支撑段上设有套接于所述穿杆上的通孔，所述外支撑段两端螺接有防脱螺栓。

本申请通过保险翘杆的设置在紧急情况下，如牛腿崩塌或整形受力形变时可以起到一个保险作用，如牛腿崩塌后，由于外支撑段可顶住顶板继续支撑，且设计时由于内限位段与外支撑段之间一体且呈折角连接，外支撑段受力向压，内限位段则在折角位置的支点作用下上翘，从而形成更强的杠杆支撑。同时由于外支撑段与穿设于承重钢棒上的穿杆连接，从而保证承重钢棒、以及其他的安装基板等牛腿部件都被保险翘杆挡住不会造成高空坠物的安全事故。也防止在安装过程中，贝雷梁、碗扣支架及筑建中的横梁迅速垮掉，也给工人一个及时缓冲修理调整的时间，修整好后还可以继续在上部完成横梁的筑造。一字长通孔又更好可以用于通过保险翘杆。

作为优选，所述纠偏钢棒和穿杆上超出所述塔身外侧部分上下对应开设有防偏孔，上下对应的防偏孔上穿设有一防脱杆，所述外支撑段顶部铰接于所述顶板底部，所述外支撑段上的通孔为一字通孔，所述穿杆具有外螺纹，所述承重钢棒具有与所述穿杆螺接的内螺纹，所述保险翘杆上还固连有与所述贝雷梁固连的二次防护链条，所述保险翘杆的内限位段上固连有穿出于所述塔身外侧的防脱链，所防脱链外端固设有直径大于所述塔身上用于穿出所述防脱链的通孔的孔口口径的防脱球。

防脱杆一定位，二是只通过一个部件对其他更多部件进行牵制，纠偏钢棒与穿杆不易松动脱落，使用更安全。一字通孔的设置使得给外支撑段一个下掉空间，从而保证保险翘杆的主要承力点在保险孔的内限位段上，也降低了在正常状况下对穿杆的压力，又保证保险翘杆不脱落。二次防护链条的设置进一步保证了整个牛腿使用的安全性，即在牛腿整个架构以及保险翘杆都失去作用的时候，还可以通过二次防护链条的拉住下掉的贝雷梁，使用更安全。且防护链条可连接在保险链条的折角位置，通过防脱链和防脱球的设计也确保内限位段不会从孔中脱出，安全性更高。

保险翘杆还可设计呈直条状，顶上同样与顶板底部铰接，底部直插入塔身上对应设置的斜孔，同样也可设置二次防护链条、防脱球、防脱链。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、本申请通过设置不同粗细的承重钢棒和纠偏钢棒分别承担顶部传下来的重力以及偏心产生的力，大大提高了牛腱承载力和稳定性。同时通过顶部的分配梁进行合理分配后传导到顶板上的力更均衡稳性定也更好，并且安装和组装也更方便。同时在保证高强度的支撑性和稳定性的前提下，本申请又通过多重保险结构进一步提高安全性，降低风险也意味着降低了成本预算。

2、本申请结构简单，不需要另外的支架支撑，加工方便，成本低。

附图说明

图1是本申请结构示意图一；

图2是本申请结构示意图二；

图3是具有保险翘杆本申请结构示意图；

图4是与整体塔身配合的本申请结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例一：

一种索塔横梁安装支撑结构，包括预埋于索塔的塔身1内的预埋组件，与预埋部件对接安装于所述塔身上的支撑组件，用于将支撑组件与预埋组件固定连接的连接组件；所述预埋组件包括立设预埋于塔身内侧面上且具有裸露的安装面21的预埋钢板2，垂直于塔身内侧面及预埋钢板板面深入所述塔身内的钢管3；所述支撑组件包括与所述预埋钢板贴面设置的安装基板4，垂直于固连于安装基板上的顶板5，与所述安装基板和顶撑板两两相互垂直固连的若干平行排布的加劲肋6；所述预埋钢板和所述安装基板上对应所述钢管管腔开设有与管腔相通的承重孔，所述预埋钢板和所述安装基板上还对应设有纠偏孔，所述塔身上对应所述纠偏孔同样设有贯穿所述塔身的预留孔；所述连接组件包括贯穿插设于所述预埋钢板和所述安装基板上的承重孔以及钢管管腔内的且至少靠近安装基板一端超出所述安装基板的承重钢棒7，插设于所述预留孔和纠偏孔上且两端超出所述塔身的纠偏钢棒8，所述承重钢棒直径大于所述纠偏钢棒，所述顶板顶部还设有分配梁51。

本申请通过设置不同粗细的承重钢棒和纠偏钢棒分别承担顶部传下来的重力以及偏心产生的力，大大提高了牛腱承载力和稳定性。同时通过顶部的分配梁进行合理分配后传导到顶板上的力更均衡稳性定也更好，并且安装和组装也更方便。

安装时塔身上的预留孔内插入对应大小的套管件，然后再将纠偏钢棒插入所述套管件内。

其中承重钢棒从节能、承载力以及安装方便等方面的考虑可选用直径在110－140mm的钢棒,纠偏钢棒的同样可选用28－48mm的螺纹钢。本实施例中承重钢棒选用120mm的钢棒，纠偏钢棒中以高度不同分，位于最高位的钢棒棒即位于安装基板超出所述顶板部分上的选用40mm的钢棒，其余可选用细一些的32mm钢棒。

所述安装基板上端超出所述顶板，至少相邻所述加劲肋之间设有一组连接组件，每组连接组件包括至少一个承重钢棒、至少两个分别设于所述承重钢棒上方和下方的纠偏钢棒、至少一个位于所述安装基板超出所述顶板部分上的纠偏钢棒。

上述结构方式的设置使得牛腿强度更高，结构更稳定。本实施例中包括四组连接结构，每组连接组件包括一个承重钢棒、两个分别设于所述承重钢棒上方和下方的纠偏钢棒、一个位于所述安装基板超出所述顶板部分上的纠偏钢棒。

所述纠偏钢棒为精轧螺纹钢，且伸出塔身的两端螺接有压靠于所述塔身外侧以及安装基板上的螺帽；所述预埋钢板朝向塔身的一侧布设有若干预埋于塔身内的辅力钢筋22，至少位于最上方和位于最下方的所述辅力钢筋深入所述塔身的一端上设有加强拉力钩23。

辅力钢筋可大大增强预埋钢板与塔身之间吃力的牢固度，提高整个牛腿的支撑强度，同时加强拉力钩设置进一步提高了辅力钢筋在塔身内的吃力，设计时或将最上方即最高位位置的辅力钢筋端部向上弯折形成加强拉力钩，最下方即最低位置的辅力钢筋端部向下弯折形成加强拉力钩。

所述钢管外套设有预埋于所述塔身内的弹簧钢筋9，至少相邻所述加劲肋之间还垂直固连有加劲板91。

加劲板进一步提高了牛腿的强度，防止牛腿在平行于加劲板面方向上的散架。

所述弹簧钢筋远离预埋钢板的一端与所述钢管固连，且弹簧钢筋至少与分别位于钢管上方和下方的两根最近的辅力钢筋焊接或穿接。

弹簧钢筋增强了钢管周边塔身上混凝土的强度，以提高钢管在受力时的承载力，同时也在预埋时对钢管进行辅助定位，钢管与辅力钢筋连接也便于预埋时定位，并且进一步提高钢管周边强度，提高对承重钢棒的支撑力。

所述加劲肋两侧各设有一组连接组件和2片平行排布的加劲板，至少夹设于两加劲肋之间的各加劲板上对应地设有底部敞口的便于安装承重钢棒的竖向设置的一字长通孔911。

由于加劲板是事先焊接的，而承重钢棒和纠偏钢棒是后安装的，且由于承重钢棒较粗，所以插设时加劲板可能使得插位不准确不方便，本申请采用一字长通孔的设置，便于调整以及插设承重钢棒，同时也便于观察承重钢棒的插设情况。

所述分配梁顶部架设有贝雷梁111，所述贝雷梁上设有碗扣支架112，索塔的横梁在碗扣支架上筑造。所述分配梁底部两侧中至少朝向安装基板的一侧设有超出的扣接部511，所述顶板上凸起设有具有可嵌入所述扣接部的嵌槽的嵌接部52。

本申请通过扣接部与嵌接部的设置一是便于定位安装分配梁，防止其在安装和使用过程中的移位造成安全隐患，二是以防止分配梁过于靠边撞到纠偏钢棒，也影响分配梁与贝雷梁之间的接触面，确保分配梁顶部全接触贝雷梁，受力均衡，不易偏转，稳定性好。

本实施例中分配梁为上下各有一钢板且之间又通过立设钢板连接的中空梁，顶板上固设设安装板，分配梁设在安装板上且通过穿入分配梁的中空腔内的螺栓与安装板连接。

实施例二：

与上述实施例不同处在于所述塔身上位于所述钢管下方还预留有若干个同一水平面上平行排布的保险孔11，所述保险孔内设有直径小于所述保险孔孔径的保险翘杆12，所述保险翘杆包括呈折角连接的内限位段和外支撑段，且折角位置位于所述保险孔内，所述外支撑段顶部位于所述顶板底部，所述外支撑段中部通过穿设于所述承重钢棒上的穿杆13连接所述承重钢棒。

所述穿杆与所述承重钢棒同轴设置，且穿过所述承重钢棒并从塔身的外侧穿出，所述外支撑段上设有套接于所述穿杆上的通孔，所述外支撑段两端螺接有防脱螺栓。

本申请通过保险翘杆的设置在紧急情况下，如牛腿崩塌或整形受力形变时可以起到一个保险作用，如牛腿崩塌后，由于外支撑段可顶住顶板继续支撑，且设计时由于内限位段与外支撑段之间一体且呈折角连接，外支撑段受力向压，内限位段则在折角位置的支点作用下上翘，从而形成更强的杠杆支撑。同时由于外支撑段与穿设于承重钢棒上的穿杆连接，从而保证承重钢棒、以及其他的安装基板等牛腿部件都被保险翘杆挡住不会造成高空坠物的安全事故。也防止在安装过程中，贝雷梁、碗扣支架及筑建中的横梁迅速垮掉，也给工人一个及时缓冲修理调整的时间，修整好后还可以继续在上部完成横梁的筑造。

实施例三：

与上述实施例不同处在于所述纠偏钢棒和穿杆上超出所述塔身外侧部分上下对应开设有防偏孔，上下对应的防偏孔上穿设有一防脱杆14，所述外支撑段顶部铰接于所述顶板底部，所述外支撑段上的通孔为一字通孔，所述穿杆具有外螺纹，所述承重钢棒具有与所述穿杆螺接的内螺纹，所述保险翘杆上还固连有与所述贝雷梁固连的二次防护链条15，所述保险翘杆的内限位段上固连有穿出于所述塔身外侧的防脱链16，所防脱链外端固设有直径大于所述塔身上用于穿出所述防脱链的通孔的孔口口径的防脱球17。

防脱杆一定位，二是只通过一个部件对其他更多部件进行牵制，纠偏钢棒与穿杆不易松动脱落，使用更安全。一字通孔的设置使得给外支撑段一个下掉空间，从而保证保险翘杆的主要承力点在保险孔的内限位段上，也降低了在正常状况下对穿杆的压力，又保证保险翘杆不脱落。二次防护链条的设置进一步保证了整个牛腿使用的安全性，即在牛腿整个架构以及保险翘杆都失去作用的时候，还可以通过二次防护链条的拉住下掉的贝雷梁，使用更安全。且防护链条可连接在保险链条的折角位置，通过防脱链和防脱球的设计也确保内限位段不会从孔中脱出，安全性更高。

以下是根据本申请结构设置的牛腿的验算数据。

一、钢牛腿验算

3.1预埋钢板连接承重钢棒验算

a)钢棒抗剪

钢棒材质选用q345，抗剪强度设计值120mpa。由牛腿承受的剪力为1814kn，由牛腿结构知由4根钢棒承受，每个钢棒承受453.5kn。

式中：—单个钢棒的抗剪承载力设计值；

—单个钢棒的受剪面数目，=1；

—单个钢棒的抗剪强度设计值；

—单个高强度钢棒的直径；

钢棒抗剪满足要求，安全系数1357.2/453.5=3.0。

b)混凝土局部承压

根据《混凝土结构设计规范》局部受压承载力计算：

fl＝1.35βcβlfcaln

式中fl—局部受压面上的作用的局部荷载或局部压力设计值（kn）；

fc—混凝土轴心抗压强度设计值（28.5n/mm²）；

βc—混凝土强度影响系数（查值为0.94）；

βl—混凝土局部受压时的强度提高系数（2）；

aln—混凝土局部受压净面积（300×120=36000mm²）；

所以：fl＝1.35βcβlfcaln

=1.35×0.94×2×28.5×36000/1000

=2604.0kn>453.5kn

满足要求,安全系数5.7。

穿钢棒处安装基板强度检算

满足要求。

加劲肋焊缝验算

加劲肋板厚t=30mm,材料q345，剪切强度120mpa，采用k型坡口熔透焊。焊缝等强设计，共有三条焊缝，每条长度1m，焊缝应力如下：

安全系数=12000/1814=6.6。

牛腿腹板即加劲板稳定性验算

加劲板局部稳定验算

加劲板高度1000mm，厚度30mm,高厚比为33小于70，稳定性满足要求。

加劲肋验算

a)承压应力

满足要求。

竖直方向应力

满足要求。

精轧螺纹钢即纠偏钢棒验算

支架斜支撑牛腿与索塔采用ф32mmpsb930精轧螺纹钢筋及配套螺母按承压型进行连接，精轧螺纹钢筋受拉强度设计值为547mpa,单根精轧螺纹钢筋有效截面积：an=804.2mm²。

分配梁中心线距离塔臂0.5m，分配梁传递到钢牛腿上反力绕钢棒产生的力矩：

m1=1814×0.5=907kn·m。

由第1排4根精扎螺纹钢最大平衡力矩为：

m21=4×547×804.2/1000×0.63=1109kn·m。

由第2排4根精扎螺纹钢最大平衡力矩为：

m22=4××804.2/1000×0.40=447kn·m。

精扎螺纹钢提供的平衡力矩：

m2=m21+m22=1109+447=1556kn·m

安全系数为：m2/m1=1556/907=1.72。