一种输电塔架角钢防屈曲加固装置的制作方法

本实用新型涉及输电塔架领域，尤其涉及一种输电塔架角钢防屈曲加固装置。

背景技术：

随着我国电力工业的发展，输电线路电压等级越来越高，档距越来越大，输电塔架高度随着增加。角钢是输电塔架结构中应用最为广泛的截面形式。

随着全球环境变化，极端天气条件，如强风、强震、低温等出现概率增大，部分输电塔架在服役过程中出现杆件失稳而导致塔架倒塌的事故。输电塔架一旦遭受破坏，不仅造成巨大的经济损失，严重的可能引起整个供电系统的瘫痪。为防止构件屈曲导致的强度和刚度退化，近年来人们开发了屈曲约束支撑，改善杆件在轴压作用下的整体屈曲问题，但防屈曲效果有限。

技术实现要素：

本实用新型实施例公开了一种输电塔架角钢防屈曲加固装置，提高了输电塔架角钢杆件的受压稳定承载力，防止角钢的局部及整体屈曲，同时在强风作用下，角钢杆件可以屈服而不屈曲，降低结构刚度，从而抵抗强风作用。

本实用新型实施例提供了一种输电塔架角钢防屈曲加固装置，包括：矩形截面方管A、矩形截面方管B、矩形截面方管C；

所述矩形截面方管A、所述矩形截面方管B、所述矩形截面方管C拼接形成夹持输电塔架角钢的空间；

所述矩形截面方管A、所述矩形截面方管B、所述矩形截面方管C之间通过螺栓连接。

优选地，所述矩形截面方管A的截面、所述矩形截面方管B的截面和所述矩形截面方管C的截面之间的相邻顶点部位设置有两个延伸出去的连接板。

优选地，所述连接板上设置有螺栓孔。

优选地，所述螺栓穿过所述螺栓孔连接所述连接板。

优选地，所述螺栓为高强螺栓。

优选地，所述矩形截面方管A的截面长边长度大于所述输电塔架角钢肢边长度。

优选地，所述矩形截面方管B的截面长边长度大于所述输电塔架角钢肢边长度和所述矩形截面方管A的截面短边长度的和。

优选地，所述矩形截面方管C的截面长边长度和所述矩形截面方管C的截面短边长度相等。

优选地，所述矩形截面方管C的截面长边长度大于所述输电塔架角钢肢边长度。

优选地，所述矩形截面方管A、矩形截面方管B、矩形截面方管C的矩形截面周长和是所述输电塔架角钢肢边长度和的0.6-1倍。

从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：

本实用新型实施例提供了一种输电塔架角钢防屈曲加固装置包括：矩形截面方管A、矩形截面方管B、矩形截面方管C；所述矩形截面方管A、所述矩形截面方管B、所述矩形截面方管C拼接形成夹持输电塔架角钢的空间；所述矩形截面方管A、所述矩形截面方管B、所述矩形截面方管C之间通过螺栓连接。本实施例中，在角钢四周设置约束构件，以增大角钢的截面面积，提高角钢的回转半径，增大其整体稳定和局部稳定承载力，同时又没有改变角钢的轴向刚度，不影响输电塔架的刚度和自振周期，提高了输电塔架角钢杆件的受压稳定承载力，防止角钢的局部及整体屈曲，同时在强风作用下，角钢杆件可以屈服而不屈曲，降低结构刚度，从而抵抗强风作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例中提供的一种输电塔架单根角钢按方案一加固装置截面示意图；

图2为本实用新型实施例中提供的一种输电塔架单根角钢按方案一加固示意图；

图3为本实用新型实施例中提供的一种输电塔架双拼角钢按方案一加固装置截面示意图；

图4为本实用新型实施例中提供的一种输电塔架角钢按方案二加固示意图；

图5为本实用新型实施例中提供的一种输电塔架角钢按方案二加固装置截面示意图；

图6a为本实用新型实施例中提供的一种输电塔架双拼角钢按方案二加固装置截面示意图；

图6b为本实用新型实施例中提供的一种输电塔架双拼角钢按方案二加固装置截面示意图；

图7为本实用新型实施例中提供的一种输电塔架的三维示意图；

图示说明：1第一约束构件，2第二约束构件，3第三约束构件，4第一螺栓，5第一单根输电塔架角钢，6第一输电塔架双拼角钢，7第四约束构件，8第五约束构件，9第六约束构件,10第二螺栓，11第三螺栓，12第七约束构件，13第二单根输电塔架角钢，14第八约束构件，15第四螺栓，16第九约束构件，17第十约束构件，18第十一约束构件，19第二输电塔架双拼角钢。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种输电塔架角钢防屈曲加固装置，提高了输电塔架角钢杆件的受压稳定承载力，防止角钢的局部及整体屈曲，同时在强风作用下，角钢杆件可以屈服而不屈曲，降低结构刚度，从而抵抗强风作用。

请参阅图1，本实用新型实施例中提供的一种输电塔架角钢防屈曲加固装置的一个实施例包括：

矩形截面方管A即第一约束构件1、矩形截面方管B即第二约束构件2、矩形截面方管C即第三约束构件3；

所述矩形截面方管A即第一约束构件1、所述矩形截面方管B第二约束构件2、所述矩形截面方管C即第三约束构件3拼接形成夹持输电塔架角钢的空间；

所述矩形截面方管A即第一约束构件1、所述矩形截面方管B即第二约束构件2、所述矩形截面方管C即第三约束构件3之间通过螺栓即第一螺栓4连接。

进一步地，所述矩形截面方管A即第一约束构件1的截面、所述矩形截面方管B即第二约束构件2的截面和所述矩形截面方管C即第三约束构件3的截面之间的相邻顶点部位设置有两个延伸出去的连接板。

进一步地，所述连接板上设置有螺栓孔。

进一步地，所述螺栓即第一螺栓4穿过所述螺栓孔连接所述连接板。

进一步地，所述螺栓即第一螺栓4为高强螺栓。

进一步地，所述矩形截面方管A即第一约束构件1的截面长边长度大于所述输电塔架角钢即第一单根输电塔架角钢5肢边长度。

进一步地，所述矩形截面方管B即第二约束构件2的截面长边长度大于所述输电塔架角钢即第一单根输电塔架角钢5肢边长度和所述矩形截面方管A即第一约束构件1的截面短边长度的和。

进一步地，所述矩形截面方管C即第三约束构件3的截面长边长度和所述矩形截面方管C即第三约束构件3的截面短边长度相等。

进一步地，所述矩形截面方管C即第三约束构件3的截面长边长度大于所述输电塔架角钢即第一单根输电塔架角钢5肢边长度。

进一步地，所述矩形截面方管A即第一约束构件1、矩形截面方管B即第二约束构件2、矩形截面方管C即第三约束构件3的矩形截面周长和是所述输电塔架角钢即第一单根输电塔架角钢5肢边长度和的0.6-1倍。

本实用新型实施例提供的一种输电塔架角钢防屈曲加固装置的另一个实施例包括位于被约束角钢外侧的约束构件和位于被约束角钢内侧的约束构件。

方案一，如图1：

约束构件为三个矩形截面的方管，钢管采用普通低碳结构钢；

所述的方管拼接形成夹持所述的角钢间隙，且方管拼接后形成矩形外包加固装置。所述角钢为第一单根输电塔架角钢5或第一双根输电塔架角钢6。

进一步的，方管截面长边比角钢肢边长度长。

进一步的，方管截面长边长度比角钢肢边长度和方管短边长度的总长要长。

进一步的，方管截面长短边等长，但都长于角钢的肢边长度。

进一步的，所有方管的截面边界部位设置90°拐角延伸段，并在延伸段上设置螺栓孔，用于安装固定。

进一步的，所述方管之间通过螺栓连接，螺纹为结构用高强螺栓。

进一步的，所述约束构件的长度为被约束角钢的4/5左右，位于被约束构件的中部。

方案一的加固示意图如图2所示。

方案二，如图5所示：

约束构件可以为一个半圆形支撑板，所述的内侧约束构件为一个圆管，圆板和圆管均采用结构用普通低碳钢。所述的内约束圆管和外约束支撑板之间形成夹持所述角钢的间隙，且两个半圆形支撑板组装在一起形成圆形外包加固装置。所述角钢为第二单根输电塔架角钢13或第二双根输电塔架角钢19。

进一步的，所述半圆形支撑板的肢宽大于待约束角钢的肢宽，在待约束角钢的肢宽边缘设置螺栓孔。

进一步的，所述半圆形支撑板的直径大于角钢双肢顶点间距，在半圆形支撑板的肢末端设置90°的连接板，并在连接板上设置螺栓孔，用于安装固定。

进一步的，两个半圆形支撑板通过螺栓拼接，螺纹为结构用高强螺栓。

进一步的，所述外约束构件和内置圆管的长度约被约束角钢的4/5左右，位于被约束角钢的中部。

方案二的加固示意图如图4所示。

本实施例中公开了一种输电塔架角钢防屈曲加固装置，分为对于单肢角钢和双肢角钢的加固。在角钢四周设置约束构件，以增大角钢的截面面积，提高角钢的回转半径，增大其整体稳定和局部稳定承载力，同时又没有改变角钢的轴向刚度，不影响输电塔架的刚度和自振周期，避免了传统加固方式对塔架振动特性的影响，进而影响其抗震性能。约束构件有半圆形截面，矩形截面等；为防止角钢的局部屈曲，同时还设置有内约束构件。约束构件通过高强螺栓连接，从而避免了焊接对服役期间塔架受力性能的影响。加固后的角钢回转半径大，有效增强了防屈曲能力。

本实施例可用于加固现有输电塔架的角钢，如图7，提高输电塔架角钢杆件的受压稳定承载力，防止角钢的局部及整体屈曲；同时在强风作用下，角钢杆件可以屈服而不屈曲，降低结构刚度，从而抵抗强风作用。本实施例的加固方案不需焊接，满足钢结构工程中对受力构件不可焊接的规定，同时避免产生残余应力及局部损伤。该实施例通过约束构件对角钢进行加固，不会造成内力重分布。操作简单，安装速度快，性价比高，可用于各类需要加固的输电塔架角钢，并实现大批量角钢塔的加固。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6(a、b)所示，本实用新型实施例提供的一种输电塔架角钢防屈曲加固装置，包括第一约束构件1、第二约束构件2、第三约束构件3、第四约束构件7、第五约束构件8、第六约束构件9、第七约束构件12、第八约束构件14、第九约束构件16、第十约束构件17、第十一约束构件18采用普通低碳钢制作；第一螺栓4,第二螺栓10,第三螺栓11,第四螺栓15，螺栓为结构用高强螺栓，结构用高强螺栓即为高强螺栓，其可承受的载荷比同规格的普通螺栓要大，其材料为45#钢、合金钢(如20MnTiB、35VB)或其它优质材料，制成后进行热处理，提高了强度。第一约束构件1、第二约束构件2、第三约束构件3、第四约束构件7、第五约束构件8、第六约束构件9位于第一单根输电塔架角钢5和第一输电塔架双拼角钢6的外侧，约束构件肢宽均大于角钢肢宽，在约束构件肢宽边缘设置螺栓孔，约束构件之间通过第一螺栓4和第二螺栓10连接，形成方形的外包加固体系，所有约束构件的长度约为角钢总长度的4/5左右，约束构件位于角钢长度的中间位置。约束构件的长度即指的是每一段需要加固的角钢处安装的加固装置的长度，约束构件的长度约为角钢长度的4/5左右能够比较好的分散受力，起到更好地加固作用。约束构件位于角钢长度的中间位置是需要加固的角钢外部安装加固装置时，将加固装置安装在该段角钢的中间，由于加固装置长度约为角钢长度的4/5左右，所以在角钢的两端各留1/10的距离。

其中所有图中所显示的约束构件的示意图为约束构件的横截面示意图，此装置是一种套筒类的装置，将需要加固的角钢包裹起来起到支撑作用，每一座输电塔上需要安装此装置的位置可能有不止一处，要根据需要安装此装置的角钢的横截面以及长度来确定此装置的尺寸。

第一约束构件1、第二约束构件2、第三约束构件3、第四约束构件7、第五约束构件8、第六约束构件9、第七约束构件12、第八约束构件14、第九约束构件16、第十约束构件17、第十一约束构件18的厚度需根据防屈曲要求确定。

第一约束构件1、第二约束构件2、第三约束构件3、第四约束构件7、第五约束构件8、第六约束构件9、第七约束构件12、第八约束构件14、第九约束构件16、第十约束构件17、第十一约束构件18位于被加固角钢的4/5左右，在角钢的两端各留1/10的距离。

第一约束构件1、第二约束构件2、第三约束构件3、第四约束构件7、第五约束构件8、第六约束构件9、第七约束构件12、第八约束构件14、第九约束构件16、第十约束构件17、第十一约束构件18之间形成夹持角钢的间隙，

第一约束构件1、第二约束构件2、第三约束构件3、第四约束构件7、第五约束构件8、第六约束构件9、第七约束构件12、第八约束构件14、第九约束构件16、第十约束构件17、第十一约束构件18设置连接板，并在连接板上设置螺栓孔，用于安装固定。

本实用新型在输电塔架角钢四周设置约束构件进行包裹，外包的约束构件通过螺栓连接，实现在无焊接的情况下，对正在服役的输电塔架的角钢进行加固的目的。

本实用新型提供的一种输电塔架角钢防屈曲加固装置的另一个实施例，包括：被约束构件芯材角钢，设置在芯材角钢四周的约束构件，约束构件采用高强螺栓连接。所述芯材为单肢角钢或双肢角钢。所述约束构件支撑板在端部有连接板，并在连接板上设置螺栓孔，用于安装固定。约束构件采用普通低碳结构钢。所述约束构件之间通过螺栓连接。所述约束构件的长度约为芯材角钢的4/5左右，位于待约束角钢的中部。

本实用新型提供的一种输电塔架角钢防屈曲加固装置的制造方法，具体步骤如下：

1)放置内约束圆管，拧紧螺栓；

2)安装半圆形约束支撑板，拧紧螺栓。

本实用新型提供的一种输电塔架角钢防屈曲加固装置的另一种制造方法，具体步骤如下：

将三个矩形截面约束构件放置到位，拧紧三组螺栓。

以上对本实用新型所提供的一种输电塔架角钢防屈曲加固装置进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。