专利名称：：高强度输电铁塔的制作方法
技术领域：
：本发明涉及电力输送设备，尤其是输电铁塔。
背景技术：
：现有输电铁塔的构件多为角钢，我们知道角钢的抗弯性能是较差的，再用角钢组合为正四边形的塔身，这又使角钢被放置于截面力学性能不算好的X—-X方向上使用，就更不合理了。有为改善输电铁塔强度而将塔身立柱改为钢管的，如专利申请号为99112190.2的《输电铁塔》中就有了这样的结构，虽说单根钢管的强度可比单根同面积角钢强度高20%左右，这样可使输电铁塔的强度有所提高，但提高的程度仍不尽人意。为要提高电力电缆的抗冰雪凝冻能力，就必然要增加电力电缆的重量，并增加对输电铁塔的相应力矩，当然可以再增加输电铁塔构件的几何尺寸和增加输电铁塔的几何尺寸以提高输电铁塔的强度，但增加的量就显得不经济。因而现有输电铁塔在使用中存在着增加整塔强度与经济性有矛盾的不足。
发明内容为了解决现有输电铁塔在使用中存在的增加整塔强度与经济性有矛盾的不足，本发明提供一种高强度输电铁塔，用这种高强度输电铁塔能解决现有输电铁塔在使用中存在的增加整塔强度与经济性有矛盾的不足。本发明解决其存在不足所采取的技术方案是在用钢质型材构造的输电铁塔中，其特征在于将输电铁塔的塔身水平截面结构和塔头横担垂直截面结构均设置为梯形，塔身截面梯形下底边背向输电铁塔的最大受力方向，塔头横担截面梯形下底边朝上，塔身截面梯形下底边立柱及塔头横担截面梯形下底边的横梁均用工字钢或槽形钢制做，塔身截面梯形上底边立柱及塔头横担截面梯形上底边横梁均用钢管制做，塔身立柱部位的工字钢或槽形钢最大抗弯能力方向与塔身截面梯形高度方向相同，横担横梁部位的工字钢或槽形钢最大抗弯能力方向与横担截面梯形高度方向相同。本发明高强度输电铁塔的设计原理是梯形结构的稳定性要优于正四边形结构，故将构件截面设计为梯形。在受拉、弯力工况下，工字钢或槽形钢的抗拉弯性能要优于其他型材，在细长杆件受压、弯力工况下，管材的抗压弯性能要优于其他型材，故在构件的受拉力面设置工字钢或槽形钢，在构件的受压力面设置管材。从型材梁的最大正应力公式^nax-M/Wz可以看出，在给定的截面上，抗弯截面模量WZ越大，截面上最大工作应力^皿就越小，截面也就越安全，通常用截面系数K-Wz/A来衡量所选截面的合理性，在面积A—定的条件下，K值越大说明抗弯截面模量Wz越大因而截面就越安全、越经济，由截面形状及K值表和工字钢、角钢的主要力学性能比较表可以看出，在工作条件相同的情况下，选用工字形或槽形截面梁要比选用其他形状截面梁强度较好、用料节省。截面形状及K值表<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>由表中数值可以看出，用同等数量的材料制作的各种型材中，工字钢或槽形钢的最合理使用方向的K值比其他形状的K值大，工字钢的抗弯截面模量要比角钢的抗弯截面模量大约高一倍，因此，用工字钢或槽形钢代替角钢制作输电铁塔的主要受力构件，在不增加用料的情况下整塔强度可提高约一倍，从力学角度看是合理的，在强度提高约一倍的情况下用料并不增加，从经济角度看是节约的。工字钢或槽形钢、管材的截面面积不小于所在部位原设置角钢的截面面积。本发明的有益效果是，解决了现有输电铁塔在使用中存在的增加整塔强度与经济性有矛盾的不足，可使输电铁塔获得较好的强度但增加的成本不多。附图1为本发明高强度输电铁塔塔身水平截面结构示意图。附图2为本发明高强度输电铁塔塔头横担垂直截面结构示意图。图中1.工字钢；2.横撑杆；3.斜撑杆；4.钢管。具体实施例方式下面结合本发明高强度输电铁塔的结构细节及具体实施方式。如图1所示，工字钢(1)、横撑杆(2)、斜撑杆(3)与钢管(4)经焊接组成输电铁塔的梯形截面塔身，塔身截面梯形下底边立柱用工字钢(1)制做，塔身截面梯形上底边立柱用钢管(4)制做，塔身的横撑杆(2)、斜撑杆(3)用角钢制做。塔身立柱部位的工字钢(1)最大抗弯能力方向与塔身截面梯形高度方向相同。塔身内部空间中垂直方向和水平方向均可设置适量斜拉杆。如图2所示，工字钢(1)、横撑杆(2)、斜撑杆(3)与钢管(4)经焊接组成梯形截面的塔头横担，横担截面梯形下底边的横梁用工字钢(1)制做，横担截面梯形上底边横梁用钢管(4)制做，横担的横撑杆(2)、斜撑杆(3)用角钢制做。横担横梁部位的工字钢最大抗弯能力方向与横担截面梯形高度方向相同。横担内部空间中长度方向可设置适量斜拉杆。为便于运输，可将塔身、横担分别成段建造，到现场用螺栓组合或焊接组合为部件再组装为整塔。权利要求1、一种高强度输电铁塔，由钢质型材构成，其特征在于将输电铁塔的塔身水平截面结构和塔头横担垂直截面结构均设置为梯形，塔身截面梯形下底边背向输电铁塔的最大受力方向，塔头横担截面梯形下底边朝上。2、根据权利要求1所述的高强度输电铁塔，其特征在于塔身截面梯形下底边立柱及塔头横担截面截面梯形下底边的横梁均用工字钢或槽形钢制做，塔身梯形上底边立柱及塔头横担截面梯形上底边横梁均用钢管制做。3、根据权利要求1所述的高强度输电铁塔，其特征在于塔身立柱部位的工字钢或槽形钢最大抗弯能力方向与塔身截面梯形高度方向相同，横担横梁部位的工字钢或槽形钢最大抗弯能力方向与横担截面梯形高度方向相同。全文摘要现有输电铁塔的构件多为抗弯性能较差的角钢，且存在着增加整塔强度与经济性有矛盾的不足。为解决其存在不足所采取的技术方案是将输电铁塔的塔身水平截面结构和塔头横担垂直截面结构均设置为梯形，塔身截面梯形下底边背向输电铁塔的最大受力方向，塔头横担截面梯形下底边朝上，塔身截面梯形下底边立柱及塔头横担截面梯形下底边的横梁均用工字钢或槽形钢制做，塔身截面梯形上底边立柱及塔头横担截面梯形上底边横梁均用钢管制做。工字钢的抗弯截面模量要比角钢的抗弯截面模量大约高一倍，因此，用工字钢或槽形钢代替角钢制作输电铁塔的主要受力构件，从力学角度看是合理的，从经济角度看是节约的。文档编号E04H12/00GK101532344SQ200810068649公开日2009年9月16日申请日期2008年3月10日优先权日2008年3月10日发明者刘华友申请人:刘华友