输电塔十字加固装置的制作方法

本实用新型涉及输电塔技术领域，具体而言，涉及一种输电塔十字加固装置。

背景技术：

在高压输电线路中，输电塔起着支撑高压输电线的作用。在现行高压输电线路中，大部分输电塔是由等肢角钢建造而成的格构式结构，简称铁塔结构。

铁塔结构为高宽比很大高耸结构，对于风的作用特别敏感，常常由于风的作用导致结构发生倒塌。高压输电线路是重要的生命线工程，一旦发生倒塔事故，将会导致较大范围的电力供应中断，给国家经济建设及生命财产安全带来重大损失。在现行高压输电线路中，许多铁塔结构是按照旧的结构设计规范设计的，且经过多年运行使用铁塔结构的抗风极限承载能力下降。

为了保证高压输电线路正常运行与安全输送电力，提高高压输电线路的抗风能力，采取对现有老旧铁塔进行加固改造是一种经济有效方法，避免线路重建所带来的供电上及经济上不利影响。目前的加固方式主要是通过夹具、螺栓或者焊接方式添加副角钢主材的方式进行安装，其存在的问题主要是：采用传统夹具连接，由于存在原斜材和原横隔材肢宽的影响，需添加副角钢主材后，无法做到与原角钢主材密贴，铁塔承载力提高幅度有限；采用螺栓连接，由于在已建杆塔上开孔，且为高空作业，存在打孔不准、扩孔较大的现象，大大影响了加固效果；采用焊接方式进行连接，由于杆塔本身存在应力状态，焊接对角钢主材构件产生高温作用，增加角钢主材的脆性，致使角钢主材易裂、铁塔结构发生倒塌。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型提出了一种输电塔十字加固装置，旨在解决现有夹具对输电塔进行加固效果差的问题。

本实用新型提出了一种输电塔十字加固装置，该装置包括：与所述输电塔的角钢主材相对应的加固件，其在所述角钢主材外角侧与所述角钢主材相背设置形成十字型结构，用于对所述输电塔进行加固；若干对外夹持件，每对所述外夹持件分别设置于所述加固件外角侧与所述角钢主材外角侧之间的两个连接空间，用于将所述加固件固定至所述角钢主材上。

进一步地，上述输电塔十字加固装置，各所述外夹持件均包括：第一夹持部，其与所述角钢主材的一边并列设置且连接；与所述第一夹持部呈夹角设置的第二夹持部，其与所述加固件的侧边并列设置且连接。

进一步地，上述输电塔十字加固装置，所述第一夹持部和所述第二夹持部之间的夹角与所述角钢主材的内角相余。

进一步地，上述输电塔十字加固装置，所述角钢主材与所述输电塔的斜材相交位置处设有至少一对所述外夹持件，所述输电塔的斜材设置于所述外夹持件的内角侧，并通过所述外夹持件的第一夹持部固定于所述角钢主材上。

进一步地，上述输电塔十字加固装置，所述装置还包括：设置于所述角钢主材内角侧的第一内夹持件，其设置于所述角钢主材上下接头位置和/或所述角钢主材的受力段处，用于将所述角钢主材夹设在所述第一内夹持件和所述外夹持件之间。

进一步地，上述输电塔十字加固装置，设置于所述角钢主材上下接头位置处的所述第一内夹持件为两个平板结构，其分别设置于所述角钢主材的不同侧边上。

进一步地，上述输电塔十字加固装置，所述第一内夹持件和所述外夹持件在所述角钢主材上下接头位置处上均开设有与所述角钢主材相对应的安装孔，用于将所述第一内夹持件和所述外夹持件固定至所述角钢主材上。

进一步地，上述输电塔十字加固装置，设置于所述角钢主材的受力段处的第一内夹持件为一个与所述角钢主材相对应的角钢，其两边分别抵接于所述角钢主材的不同侧边上。

进一步地，上述输电塔十字加固装置，设置在所述角钢主材的受力段处，所述第一内夹持件和所述外夹持件相对应的侧边长度，均长于两者夹设的所述角钢主材侧边的长度；所述第一内夹持件和所述外夹持件长于所述角钢主材侧边的位置对应开设有固定孔，用于将所述角钢主材夹紧至所述第一内夹持件和所述外夹持件之间。

进一步地，上述输电塔十字加固装置，该装置还包括：设置于所述加固件内角侧的第二内夹持件，用于将所述加固件夹紧至所述外夹持件与所述第二内夹持件之间。

本实用新型提供的输电塔十字加固装置，通过设置于角钢主材上的加固件，使得加固件和角钢主材协同受力，以提高角钢主材的承载力提高输电塔强度，避免角钢主材的失稳变形；通过若干对外夹持件将加固件和角钢主材连接固定，保证了加固件对角钢主材的加固，以巧妙地避开原斜材/横隔材的影响，实现加固件和角钢主材的密贴，实现通长加固，且不影响输电塔的使用性能，可以在带电运作的情况下对输电塔进行加固，施工操作方便，不需要在输电塔上打孔、焊接或拆卸，避免打孔和焊接对输电塔性能尤其是角钢主材强度的损坏，防止角钢主材发生倒塌等事故，同时降低了操作人员在输电塔上进行高空作业的难度。本实施例提供的输电塔加固装置的加固形式为装配式加固，在施工过程中，无须停电，提高了供电可靠性；同时，避免了与现有技术中的打孔、焊接或拆卸，避免打孔和焊接对输电塔性能尤其是角钢主材强度的损坏。同时，该装置能实现加固件和角钢主材之间的刚性连接，使之加固件和角钢主材成为一个组合截面，大大提高了角钢主材的承载能力，同时加固件的自重可以实现独自承担，确保不会给角钢主材造成加固的额外负担。

尤其是，加固件为与角钢主材相同的等肢角钢，使得加固件和角钢主材成为的组合截面，其两个方向的最小轴回转半径相同，受力更为合理，承受力利用率较高，进一步提高对角钢主材的加固效果。

进一步地，角钢主材的受力段设有至少一对外夹持件，即在角钢主材节点中间采用外夹持件即角钢十字拼接加固角钢主材，使塔段节间之间增加了新的支撑点，减少了计算长度，提高了原主材的受压稳定承载力。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的设置有输电塔十字加固装置的输电塔的结构示意图；

图2为图1中D处局部放大图；

图3为图2的A-A剖面示意图；

图4为图2的B-B剖面示意图；

图5为图2的C-C剖面示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参见图1至图5，其为本实用新型实施例提供的设置有输电塔十字加固装置的输电塔和输电塔十字加固装置的优选结构，如图所示，该输电塔加固装置包括：加固件1和若干对外夹持件2；其中，加固件1与输电塔3的角钢主材31相对应，且加固件1设置于角钢主材31的外角侧与角钢主材相背设置以形成十字型结构，用于对输电塔3进行加固。

具体而言，本领域所熟知的是，输电塔3的塔身为由四个角钢主材31和若干斜材32交错连接而成的塔式框架结构，每个角钢主材31可由若干根角钢上下拼接而成。每根角钢主材31的外角侧均设置有与角钢主材31相对应的加固件1，加固件1与角钢主材31相背设置以形成近十字型结构，即对于加固件1的横截面而言，加固件1与角钢主材31呈类似中心对称设置，用于对输电塔3进行加固。当然，加固件1与角钢主材31形成的近十字型结构的各边不一定相等，十字型结构中以角钢主材31的内角侧设为第一象限，则加固件1的内角侧为第二象限。加固件1沿各角钢主材31的长度方向设置，使得各角钢主材31通长加固。角钢主材31与加固件1之间仅仅线接触，无连接关系，以便避免焊接致使角钢主材31机械性能降低的问题，同时避免螺栓连接的开孔繁琐的操作，同时确保各角钢主材31上均设置有加固件1使得各角钢主材31均被加固，进而使得各角钢主材31的强度一致，从而整体提高输电塔的强度，避免其中一根主材强度不足致使的损坏；加固件1的形状尺寸与角钢主材31相对应，以便与角钢主材31协同受力以提高输电塔的强度，避免角钢主材31的应力集中和失稳变形。优选地，加固件1为与角钢主材31相同的角钢；进一步优选地，加固件1为等肢角钢即等边角钢。

继续参见图1至图5，每对外夹持件2分别设置于加固件1外角侧与角钢主材31外角侧之间的两个连接空间，用于将加固件1固定至角钢主材31上。

具体而言，角钢主材31与加固件1之间相邻的侧边之间均有连接空间即第二象限和第四象限，其均设有至少一个外夹持件2，以便通过外夹持件2将角钢主材31与加固件1相邻的侧边连接固定，即加固件1的两个侧边分别通过外夹持件2固定连接至角钢主材31上的两个侧边上以便形成类似十字型结构，即类似十字形结构的各边长长度不一定相同。优选地，各连接空间内设置多个外夹持件2，其沿角钢主材31的长度方向并列设置，以便进一步确保加固件1与角钢主材31的协同受力，进一步提高角钢主材31与加固件1之间的连接稳定性，外夹持件2的设置位置可根据实际情况例如输电塔的结构确定，例如角钢主材31上下接头位置即角钢主材31中上下角钢拼接位置、角钢主材31与输电塔3的斜材32相交位置、角钢主材31的受力段即角钢主材31上除上下接头位置和角钢主材31与输电塔3的斜材32相交位置的其他位置，角钢主材31的受力段也就是说塔段节间；优选地，角钢主材31的受力段设有至少一对外夹持件2，使塔段节间之间增加了新的支撑点，减少了计算长度，提高了角钢主材31的受压稳定承载力，提高加固件1的加固效果。

显然可以得到的是，本实施例中提供的输电塔十字加固装置，通过设置于角钢主材31上的加固件1，使得加固件1和角钢主材31协同受力，以提高角钢主材31的承载力提高输电塔强度，避免角钢主材31的失稳变形；通过若干对外夹持件2将加固件1和角钢主材31连接固定，保证了加固件1对角钢主材31的加固，以巧妙地避开原斜材/横隔材的影响，实现加固件1和角钢主材31的密贴，实现通长加固，且不影响输电塔3的使用性能，可以在带电运作的情况下对输电塔3进行加固，施工操作方便，不需要在输电塔3上打孔、焊接或拆卸，避免打孔和焊接对输电塔3性能尤其是角钢主材31强度的损坏，防止角钢主材31发生倒塌等事故，同时降低了操作人员在输电塔上进行高空作业的难度。本实施例提供的输电塔加固装置的加固形式为装配式加固，在施工过程中，无须停电，提高了供电可靠性；同时，避免了与现有技术中的打孔、焊接或拆卸，避免打孔和焊接对输电塔3性能尤其是角钢主材31强度的损坏。同时，该装置能实现加固件1和角钢主材31之间的刚性连接，使之加固件1和角钢主材31成为一个组合截面，大大提高了角钢主材31的承载能力，同时加固件1的自重可以实现独自承担，确保不会给角钢主材31造成加固的额外负担。

尤其是，加固件1为与角钢主材31相同的等肢角钢，使得加固件1和角钢主材31成为的组合截面，其两个方向的最小轴回转半径相同，受力更为合理，承受力利用率较高，进一步提高对角钢主材31的加固效果。

进一步地，角钢主材31的受力段设有至少一对外夹持件2，即在角钢主材31节点中间采用外夹持件2即角钢十字拼接加固角钢主材31，使塔段节间之间增加了新的支撑点，减少了计算长度，提高了原主材的受压稳定承载力。

继续参见图3至图5，各外夹持件2均包括：第一夹持部21和第二夹持部22；其中，第一夹持部21与角钢主材31的一边并列设置且连接，第二夹持部22与第一夹持部21呈夹角设置，第二夹持部22与加固件1的侧边并列设置且连接。

具体而言，第二夹持部22和第一夹持部21之间的夹角与加固件1和角钢主材31之间的夹角相对应；优选地，第二夹持部22和第一夹持部21之间的夹角与角钢主材31的内角相余，以便将角钢主材31与加固件1连接固定，进而进一步提高角钢主材31与加固件1之间的连接稳定性；优选地，第二夹持部22上开设有第二安装孔221，加固件1的侧边上均开设有第三安装孔11，以便通过螺栓将第二夹持部22与加固件1的侧边连接固定。

参见图3，角钢主材31与输电塔3的斜材32相交位置处设有至少一对外夹持件2，输电塔3的斜材32设置于外夹持件2的内角侧即第二象限和第四象限内，并通过外夹持件2的第一夹持部21固定于角钢主材31上。

具体而言，角钢主材31与输电塔3的斜材32相交位置处，角钢主材31上开设有斜材安装孔311，以通过螺栓将斜材32固定至角钢主材31上；优选地，第一夹持部21上开设有与斜材安装孔311相对应的第一安装孔211，以便通过螺栓依次穿设于第一安装孔211和斜材安装孔311，以便将第一夹持部21与角钢主材31连接固定，进而将加固件1固定至角钢主材31上，从而实现对角钢主材31的加固效果。

角钢主材31与输电塔3的斜材32相交位置处安装顺序可为:先将角钢主材31与斜材32连接的单侧螺栓卸掉，再将外夹持件2塞入已卸螺栓侧的角钢主材31与斜材32中间，然后采用螺栓连接已卸螺栓侧的角钢主材31、外夹持件2与斜材32，最后采用螺栓将加固件1与外夹持件2连接，安装完成一个连接空间内的单侧螺栓后，再用同样的方式安装另一个连接空间的另外一侧的斜材32、外夹持件2与加固件1。

参见图4和图5，装置还包括：设置于角钢主材31内角侧的第一内夹持件4，其设置于角钢主材31上下接头位置和/或角钢主材31的受力段处，用于将角钢主材31夹设在第一内夹持件4和外夹持件2之间。具体而言，第一内夹持件4与角钢主材31的内侧边紧密贴合，以便增大角钢主材31与第一内夹持件4之间的接触面积，使得两者之间的摩擦力发挥最大值，进而提高第一内夹持件4、角钢主材31和外夹持件2之间的连接稳定性。

参见图4，设置于角钢主材上下接头位置处的第一内夹持件4为两个平板结构即两个第一内侧连接板41，其分别设置于角钢主材31的不同侧边上。

具体而言，在角钢主材上下接头位置处，角钢主材31上设有接头安装孔312，用于拼接上下角钢。优选地，在角钢主材上下接头位置处设置的第一内夹持件4即两个第一内侧连接板41和外夹持件2上均开设有与接头安装孔312相对应的固定孔，用于将第一内夹持件4和外夹持件2固定至角钢主材31上；优选地，角钢主材31、第一内夹持件4和外夹持件2通过穿设于固定孔和接头安装孔312的螺栓相连接。

继续参见图4，该装置还包括：第二内夹持件5，其设置于加固件1的内角侧，用于将加固件1夹紧至外夹持件2与第二内夹持件5之间。

具体而言，第二内夹持件5设置于角钢主材上下接头位置处，当然，角钢主材31的其他位置亦可设有第二内夹持件5；其中，第二内夹持件5为两个平板结构即两个第二内侧连接板51，其在加固件1的内角侧分别设置于加固件1的不同侧边上；当然，第二内夹持件5也可以为角钢结构。优选地，第二内夹持件5上开设有第四安装孔52，其与加固件1的第三安装孔11相对应，通过螺栓依次穿设于第二安装孔221、第三安装孔11和第四安装孔52以便将第二内夹持件5、加固件1和外夹持件2连接，进而提高三者连接的稳定性，进而提高加固件1与角钢主材31之间的连接稳定性。

角钢主材上下接头位置处安装顺序可为:先将角钢主材31上下接头位置的单侧螺栓卸掉，再采用螺栓连接已卸螺栓侧的第一内侧连接板41、角钢主材31和外夹持件2，最后采用螺栓将第二内侧连接板51、加固件1与外夹持件2连接，安装完成一个连接空间中的单侧螺栓后，再用同样的方式安装另一个连接空间中的另外一侧的第一内侧连接板41、第二内侧连接板51、角钢主材31和外夹持件2。

参见图5，设置于角钢主材的受力段处的第一内夹持件4为一个与角钢主材31相对应的角钢，其两边分别抵接于角钢主材31的不同侧边上。

具体而言，角钢主材31的受力段处无安装孔的设置，为便于该装置的安装，优选地，该位置的第一内夹持件4为一个与角钢主材31相对应的角钢即内夹持件角钢42，以便将角钢主材31和外夹持件2连接固定。优选地，该处的第一内夹持件4内即内夹持件角钢42和外夹持件2相对应的侧边，即外夹持件2的第一夹持部21和内夹持件角钢42上与第一夹持部21并列设置的侧边，两者的长度均长于其夹设的角钢主材31侧边的长度；也就是说，当角钢主材31为等肢角钢时，内夹持件角钢42的两个侧边和角钢主材31的受力段处的外夹持件2的第一夹持部21长度长于角钢主材31侧边长度。角钢主材31的受力段处无安装孔的设置，进一步优选地，内夹持件角钢42和外夹持件2长于角钢主材31侧边的位置对应开设有固定孔，用于将角钢主材31夹紧至内夹持件角钢42和外夹持件2之间，以便避免安装时角钢主材31上打孔的操作，进而避免破坏角钢主材31的承载能力；优选地，内夹持件角钢42和外夹持件2通过螺栓连接，即螺栓穿设于内夹持件角钢42和外夹持件2开设的固定孔，以便安装方便简单。优选地，内夹持件角钢42肢背内侧即内角侧做刨根处理，将内侧圆弧削掉，以便内夹持件角钢42与角钢主材31紧密贴合，进一步提高内夹持件角钢42与角钢主材31的接触面积，进而提高两者之间的接触面积，使两者之间的摩擦力进一步发挥最大值，从而进一步提高角钢主材31的承载力。

以角钢主材31采用Q345L90X8角钢的输电塔为例，进行输电塔十字加固装置应用选材举例，具体参见如下表1：

表1输电塔十字加固装置应用选材

对于该输电塔十字加固装置而言，不管所处位置即角钢主材31的受力段、上下接头位置处和角钢主材31与输电塔3的斜材32相交位置处，在加固件1与角钢主材31形成的十字型结构中，加固件1的两个侧边连接结构相同，角钢主材31的两个侧边连接结构相同。

综上，本实施例中提供的输电塔十字加固装置，通过设置于角钢主材31上的加固件1，使得加固件1和角钢主材31协同受力，以提高角钢主材31的承载力提高输电塔强度，避免角钢主材31的失稳变形；通过若干对外夹持件2将加固件1和角钢主材31连接固定，保证了加固件1对角钢主材31的加固，以巧妙地避开原斜材/横隔材的影响，实现通长加固，且不影响输电塔3的使用性能，可以在带电运作的情况下对输电塔3进行加固，施工操作方便，不需要在输电塔3上打孔、焊接或拆卸，避免打孔和焊接对输电塔3性能尤其是角钢主材31强度的损坏，防止角钢主材31发生倒塌等事故，同时降低了操作人员在输电塔上进行高空作业的难度。本实施例提供的输电塔加固装置的加固形式为装配式加固，在施工过程中，无须停电，提高了供电可靠性；同时，避免了与现有技术中的打孔、焊接或拆卸，避免打孔和焊接对输电塔3性能尤其是角钢主材31强度的损坏。同时，该装置能实现加固件1和角钢主材31之间的刚性连接，使之加固件1和角钢主材31成为一个组合截面，大大提高了角钢主材31的承载能力，同时加固件1的自重可以实现独自承担，确保不会给角钢主材31造成加固的额外负担。

尤其是，加固件1为与角钢主材31相同的等肢角钢，使得加固件1和角钢主材31成为的组合截面，其两个方向的最小轴回转半径相同，受力更为合理，承受力利用率较高，进一步提高对角钢主材31的加固效果。

进一步地，角钢主材31的受力段设有至少一对外夹持件2，即在角钢主材31节点中间采用外夹持件2即角钢十字拼接加固角钢主材31，使塔段节间之间增加了新的支撑点，减少了计算长度，提高了原主材的受压稳定承载力。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。