抗倾覆高压输电线路铁塔的制作方法

该发明涉及铁塔技术领域，具体地说是一种具有优良抗震性能的抗倾覆高压输电线路铁塔安装结构。

背景技术：

地震给各种输电线路带来严重破坏，尤其是超高压输电线路，由于电压等级较高，塔高和自重较大，在强震的作用下容易发生倒塌，而这种倒塌往往伴随着大面积的连锁反应，造成大面积的倒塌。隔震技术是近三十年来抗震领域发展较快的且不断完善的一门技术。

在震级较大或某些原因下结构“硬抗”已经难以满足预期的防震要求时，采用隔震技术减小结构的输入地震能量，能够达到很好的效果。隔震的本质作用是使结构或部件与可能引起破坏的地震地面运动或支座运动分离开来，隔断地震能量的传播途径，使输入到房屋结构上的地震力和能量减少，从而减小上部结构的地震反应，达到预期的设防要求。

这种分离或解耦是通过在工程结构的特定部位设置隔震层，设置隔震器、阻尼器或其他附属装置，以延长整个结构体系的自振周期，增大结构阻尼，从而使结构在地震作用下的动力反应(加速度、速度、位移)得到合理控制，确保结构本身及结构中的人、仪器、设备、装修等地安全和处于正常的使用环境。

现有的铁塔存在水平剪切力不能有效分散和消耗的问题，且抗震、抗风、抗雪能力较差。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种抗倾覆高压输电线路铁塔，要解决现有结构下，铁塔由于不能有效分解和消耗水平剪切力而造成的铁塔中部倾覆折弯的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

抗倾覆高压输电线路铁塔，包括铁塔本体和过渡件，其特征在于，铁塔本体中部是断开的，且通过转角处具有缓冲、减震作用的过渡件进行活动连接，所述过渡件包括自上而下平行设置的第一板、第二板和第三板；

其中，在第一板的上表面设置有第一安装部，在第一板的下表面设置有第一插接板和第一缓冲组件，其中第一插接板为多个且等间距的固定在第一板的下侧，第一插接板上端与第一板彼此垂直；所述第一缓冲组件固定在第一插接板的两侧，且位于第一插接板阵列的两端；

在第一插接板阵列两侧设置第一辅助夹板，第一辅助夹板为梯形结构，在第一插接板阵列两侧设置第一辅助夹板，在第一辅助夹板的下端面设有两个沿着第一插接板方向的T形槽，对应的在第二板上设置有向上延伸的T形滑块，在T形滑块的水平部位上嵌入若干钢球并在T形块和T形滑槽之间形成滑动配合；

在两两第一插接板之间的第一板的下表面设置有居中的第一圆柱滚子凹槽；

所述第一安装部居中设置，并在第一安装部表面设置有橡胶隔垫以及销钉安装孔，在装配式房屋承重立柱的底端设置有一个与第一安装部配合的凹槽，所述第一安装部位于凹槽内并通过销钉连接；

所述第三板上设置有第三插接板、第三缓冲组件、第二辅助夹板和第二安装部，第三插接板和第一插接板结构相同，所述第三缓冲组件和第一缓冲组件结构相同，所述第三插接板为多个且等间距固定在第三板的上侧，在第三插接板阵列两侧设置第二辅助夹板，第二辅助夹板与第一辅助夹板结构相同，形成放倾覆结构；

在两两第三插接板之间的第一板的下表面中设置有居中的第三圆柱滚子凹槽；

所述第二安装部为焊接在第三板下侧的钢板，居中设置，并在第二安装部表面锚栓，通过预浇筑的方式固定在地基上；

在第二板的上表面表面设置有第二插接板、第二圆柱滚子凹槽和第二缓冲组件，所述第二缓冲组件与第一缓冲组件结构相同，所述第二插接板和第一插接板之间进行连接插接连接并在侧面进行贴合；所述第二插接板中具有一个贯穿的通道，在第二插接板的两侧设置有竖向设置的卡槽，且在卡槽和通道之间具有一个方孔进行连通，在每一卡槽中放置一个活动刹车片，所述活动刹车片包括钢背和刹车材料涂层，其中钢背放置在卡槽中，且在钢背的背面设置有一个和上述的方孔配合的滑块，在通道中设置有一个拉筋，且在拉筋的两侧设有间断布置的楔子，楔子朝同向设置，且每一个楔子分别与对应位置的滑块接触，在拉筋的端部设置有一个螺纹孔并安装拉栓进行拉紧连接，

在第二板的下表面设置有第四插接板、第四圆柱滚子凹槽和第四缓冲组件，所述第四插接板、第四缓冲组件与所述第二插接板、第一缓冲组件结构相同，所述第四插接板和第三插接板进行插接连接并在侧面进行贴合；

所述第二插接板和第四插接板彼此垂直设置；

在第一插接板和第三插接板的两侧镶嵌有等距离间隔设置的刹车片，中间为光滑部位，且光滑部位宽度等于刹车片的宽度；所述第一插接板上的刹车片与第二插接板上的刹车片错位设置；所述第三插接板上的刹车片与第四插接板上的刹车片错位设置；并在第一板和第二板之间、以及第二板和第三板之间设置安全销和密封套筒。

进一步地，所述第一插接板为20厘米的钢板，第一插接板的尺寸为40厘米宽、10厘米高，两个相邻第一插接板的间隙为20毫米；所述第二插接板、第三插接板、第四插接板与第一插接板规格相同。

进一步地，所述第一缓冲组件包括自第一板向下延伸的突起，所述突起内侧固定一个板簧，所述板簧的两端通过固定销固定在突起上。

本发明的有益效果是：

1、在铁搭的中下部位置断开，并安装过渡件，过渡件的存在使得铁塔中易折弯的部位产生水平方向的位移，在位移的过程中，可以有效的摩擦消耗振动能，改变振动频率和幅度，避免发生折弯，改变了传统通过增加型材用钢的方式提高强度的做法，在用钢不变的情况下，抗震能力提高40％以上。

2、过渡件三个板之间通过彼此交叉设置的插接板进行接触配合，且在插接板和三个板之间为圆柱滚子配合，具有很好的滚动性能和导向性能，使得地震、暴风、雪的初始阶段，可以迅速启动，提高抗震效能的灵敏度，并提高使用寿命。

2、两两相邻的插接板之间通过间隔设置的刹车片进行配合，且是间断的，非连续的配合，在地震发生时，可以将地震的水平力的振幅进行分解，分解为高频低幅的振动，有效的提高了抗震性能。

3、三个板之间通过彼此交叉设置的插接板进行接触配合，且在插接板和三个板之间为圆柱滚子配合，在竖向上具有较好的刚度，可以承受较大的承载物。

4、为纯机械结构，能够满足长期免维护运营，且主要摩擦力发生在插接板之间的摩擦片处，摩擦片选用汽车刹车片，终身免维护，且刹车片的摩擦力可以方便的进行调节，能够通过自身位移并摩擦耗能降低铁塔振动。

附图说明

图1为专用过渡件的结构示意图。

图2为第一板的结构图。

图3为图1的侧视图。

图4为相邻插接板之间的初始加速状态展开图。

图5为相邻插接板之间的减速状态展开图。

图6为第一插接板的断面图。

图7为第一插接板的立体图。

图8为地震过程中相邻插接板之间的加速度。

图9为本发明的结构图。

图中：1第一板，11第一安装部，111橡胶隔垫，12第一插接板，121第一圆柱滚子凹槽，122刹车片，122’活动刹车片，13第一缓冲组件，131突起，132板簧，14第一辅助夹板，141T形槽，142T形滑块，143钢球，2第二板，21第二插接板，211通道，212卡槽，213滑块，22第二圆柱滚子凹槽，23第二缓冲组件，24第四插接板，25第四圆柱滚子凹槽，26第四缓冲组件，3第三板，31第三缓冲组件，32第二安装部，33第三插接板，331第三圆柱滚子凹槽，4圆柱滚子，4’圆柱滚子，5拉筋，51拉栓，52楔子，6密封套筒，10铁塔上构件，101铁塔下构件，9过渡件。

具体实施方式

如图1至图8所示，针对现有缺陷，本发明的保护主体如下：

开发的是抗倾覆高压输电线路铁塔，在铁塔的抗震单元中，往往是中部先行被折弯，制造成事故。

申请人通过分析，发现事故原因多是一下造成的：在铁塔的顶部固定有电缆，底部固定在地基上，这样在两端形成外力作用，在风、雪、地震等外在载荷的作用下，铁塔会发生倾覆，其中，百分之九十以上的倾覆的首先折弯点在铁塔的中下部，在地基处的折弯比较少见，这是因为，从受力的角度分析，铁塔的摆动与静止的分界线就在这个位置，容易造成疲劳损伤，所以大部分的折弯点发生在此位置也就不足为奇了。

目前的解决思路通常还是增加铁塔用钢的厚度，选用更大尺寸的、更高强度的用钢，但是仍然不能解决上述的问题，例如在特大冰雪、冻雨、暴风的作用下，依然会发生倾覆和折弯。

本发明的就是从另一个角度出发，解决上述问题。

为从根本上解决容易折弯和倾覆的问题，本发明从消耗能量入手，通过铁塔自身的结构，来消耗点铁塔自身的风载等外在载荷，提高铁塔的自身抗震、抗风、抗雪压等性能指标。

其基本的原理是，在铁塔高度的三分之一处设置具有缓冲、减震作用的专用过渡件9进行过渡安装，提高抗震性能，其中作为一种最佳的方式，上述的专用过渡件9安装在上部的铁塔和下部的铁塔之间，设置为多个，用于支撑，并提供抗震性能。

下面详细的对专用过渡件进行详细的介绍：

专用过渡件，包括自上而下设置的第一板1、第二板2和第三板3。

其中，第一板1采用厚度至少为20或者30毫米的钢板，并在第一板1的上表面设置有第一安装部11，两者之间焊接连接，第一安装部11用于和铁塔上构件10进行连接，其中铁塔上构件10的连接点位置固定一个水平的法兰盘，法兰盘数量为四个，且分别设置在铁塔的四个转角处，形成四个连接点。第二安装部用于和铁塔下构件101进行连接。

在第一板1的下表面设置有第一插接板12和第一缓冲组件13。其中第一插接板12为多个，均匀的焊接在第一板1的下侧。上述的第一插接板12采用厚度为20厘米的钢板，所述第一插接板12的尺寸为40厘米宽，10厘米高，第一插接板12上端与第一板1焊接连接，且两者之间是彼此垂直的关系，两个第一插接板12的间隙控制在20毫米，第一插接板12之间的平行度控制在正负0.1毫米之间。

上述的多个第一插接板之间是彼此平行的，且规律排布。

在第一插接板12阵列两侧设置第一辅助夹板14，第一辅助夹板为梯形结构，厚度大于第一插接板12的厚度，在第一插接板12的下端面设有一排圆柱滚子4，圆柱滚子并列设置，且圆柱滚子的最低端露出第一插接板的外侧，形成滚动配合。

在第一辅助夹板14的下端面设有两个沿着第一插接板方向的T形槽141，该T形槽的断面为T形，对应的在第二板上设置有向上设置的向上延伸的T形滑块142，在T形滑块的水平部位上嵌入若干钢球143，其中钢球的直径较大，钢球的三个点与T形槽进行接触，另一边与T形滑块进行接触，参考图1，形成滚动配合，具有防脱、导向的作用，使得第一板和第二板之间形成一个防脱结构。

在两两第一插接板12之间的第一板的下表面中设置有居中的第一圆柱滚子凹槽121，用于和第三板上的圆柱滚子进行配合。

第一缓冲组件13的最佳方式之一为：包括自第一板向下延伸的突起131，突起内侧固定一个板簧132，板簧132的两端通过固定销固定在突起上。上述的第一缓冲组件固定在第一插接板的两侧，且位于第一插接板阵列的两端，用于第一板和第二板之间极限位置的缓冲。

第一安装部11为焊接在第一板上部的钢板，居中设置，并在第一安装部表面设置有橡胶隔垫111，以及销钉安装孔，对应的，在上部铁塔的底端设置有一个与第一安装部配合的法兰，和销钉安装孔进行配合。

第三板3与第一板结构基本相同，第三板3采用厚度至少为20毫米的钢板，并在第三板3的下表面设置有第二安装部32，第三安装部用于和装配式房屋进行连接，在第三板3的上表面设置有第三插接板33和第三缓冲组件31。其中第三插接板33为多个，均匀的焊接在第三板的上侧。上述的第三插接板33采用厚度为20厘米的钢板，第三插接板33的尺寸为40厘米宽，10厘米高，第三插接板下端与第三板焊接连接，且两者之间是彼此垂直的关系，两个第三插接板33的间隙控制在20毫米，第三插接板之间的平行度控制在正负0.1毫米之间。

上述的多个第三插接板之间是彼此平行的，且规律排布。

在第三插接板33阵列两侧设置第二辅助夹板34，第二辅助夹板34为梯形结构，厚度大于第三插接板的厚度，且第二辅助夹板的结构与第一辅助夹板的结构相同，实现第二板和第三板之间的防脱落。

在两两第三插接板33之间的第一板的下表面中设置有居中的第三圆柱滚子凹槽331，用于和第二板上的圆柱滚子进行配合。

第三缓冲组件31的最佳方式之一为：包括自第三板向上延伸的突起，突起内侧固定一个板簧，板簧的两端通过固定销固定在突起上。上述的第三缓冲组件固定在第三插接板的两侧，且位于第三插接板阵列的两端，结构与第一缓冲组件相同。

第二安装部32为焊接在第三板下侧的钢板，居中设置，并在第二安装部表面设置有橡胶隔垫以及安装孔，与下侧的铁塔进行连接。

第二板2采用厚度为20或者30毫米的钢板，并在第二板的上表面表面设置有第二插接板21、第二圆柱滚子凹槽22和第二缓冲组件23，第二缓冲组件与上述的第一缓冲组件结构完全相同，不再赘述，第二插接板21中具有一个通道211，该通道为方形通孔，贯穿第二插接板21，在第二插接板21的两侧设置有竖向设置的卡槽212，且在卡槽212和通道之间具有一个方孔进行连通，在每一卡槽中放置一个活动刹车片122’，该活动刹车片122’包括钢背和刹车材料涂层，其中钢背放置在卡槽212中，且在钢背的背面设置有一个和上述的方孔配合的滑块213。在通道中设置有一个拉筋5，拉筋断面为方形，且在拉筋5的两侧设有间断布置的楔子52，楔子朝同向设置，且每一个楔子分别与对应位置的滑块接触。在拉筋5的端部设置有一个螺纹孔，并在螺纹孔中旋合一个拉栓51，拉栓自一端拉紧拉筋，并在拉栓和第二插接板之间，在调节拉栓的情况下，第二插接板中的活动刹车片有一个外移的趋势，并压紧在相邻的第一插接板上，形成一个调节刹车力度的作用，上述的活动刹车片是对称设置的，可以使得受力达到最佳的状态。

在第二板2的下表面设置有第四插接板24、第四圆柱滚子凹槽25和第四缓冲组件26，第四插接板和第四缓冲组件与上述的第而插接板和第三缓冲组件结构完全相同，不再赘述，且用于和第三插接板进行连接插接连接。

上述的第二插接板和第四插接板彼此垂直设置。

作为一种最佳的方式，上述的第一插接板至第四插接板的结构完全相同，以第一插接板为例进行说明，在第一插接板12的两侧镶嵌有刹车片122，参考图6，上述的刹车片122为平板状，镶嵌在第一插板的两侧，彼此对称设置，刹车片彼此间隔设置，中间为光滑部位123，且间隔距离等于刹车片的宽度，形成图2所示的样式。

第一插接板12上的刹车片122与第二插接板21上的活动刹车片122’错位设置，即，第一插接板的光滑部位123对应第二插接板的活动刹车片122’，同时，第二插接板的光滑部位123’对应第一插接板的刹车片122，形成图4展开图，这种配合方式可以形成快速的启动模式，有利于第一插接板和第二插接板相对滑动的启动

为了使得专用过渡件具有防尘效果，在第一板和第二板以及第二板第三板之间使用密封套筒6进行封装，形成一种无尘结构。

在地震发生时，第一插接板和第二插接板之间会形成一种相对滑动，在滑动初期，第一插接板12上的刹车片会和第二插接板上的光滑部位配合.参考图4，启动时的摩擦力较小，可以实现快速启动，避免卡死，同时，由于上述的第一插接板和第二插接板之间，以及第三插接板和第四插接板之间是多组交叉设置的，刚性、稳定性和倾覆力矩都很好，安全要求，在第一、第二插接板启动滑动后，紧接着，第一、第二插接板上的刹车片开始接触，形成滑动摩擦，由于刚开始，两个插接板上的刹车片接触面积较小，由摩擦力公式可知，此时加速较大，相对滑动仍然处于加速阶段，当刹车片重叠过半之后，由于刹车片之间的摩擦力增大，会有一个减速动作，并大量的消耗地震能量，当量插接板上的刹车片完全脱离后，完成减速动作，由于地震时，水平方向的振幅一般较大，进入下一个周期，在此过程中，保证两侧的插接板之间使用处于反复的加速和减速过程，其中加速度a形成脉冲样式，正负往复切换，可以将一个大的地震振幅分割为多个小的过渡件自振振幅，并消耗地震带来的能量。同时将地震的低幅高振幅动作，切换为建筑物的高频低幅动作，有利于建筑物的自我保护。

强风作用下，铁塔上构件会发生摇摆，在过渡件的作用下，发生微量的水平运动，并克服其中的刹车片的作用，进行刹车，有效的改变风载荷的振幅和频率，提高抗震效果。

上述的圆柱滚子的存在可以保证启动的顺畅，并避免低温插接板与第一板之间的摩擦损耗，同时具有导向作用，防止两个相邻的板之间发生卡死现象。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。