一种220kV复合横担三角形截面钢管塔的制作方法

本实用新型涉及输电线路杆塔技术领域，具体来说是一种220kV复合横担三角形截面钢管塔。

背景技术：

目前，我国高压输电线路杆塔均采用四根主材的四边形铁塔，相比于四边形铁塔，三角形铁塔具有约束应力和温度应力小、结构在三角形平面内部稳定、风阻小、占地面积小、自重轻、造价低、材料潜力能够充分发挥等极为重要的优点。

三角形铁塔三点支撑为静定结构，四边形铁塔的四点支撑为超静定结构，由于地质条件的差异，铁塔基础不可避免地发生不均匀沉降，这种沉降将在四边形电塔中产生约束应力，而地基沉降不会在三角形铁塔中产生约束应力；类似的，三角形铁塔的温度应力也比较小。

同时，相比于四边形铁塔，三角形铁塔节省材料的原因是：在平行于地面的截面上，三角形铁塔为三角形，四边形铁塔为四边形；从整体截面上看，三角形铁塔的三角形截面刚好构成一静定的稳定性结构，这种稳定结构最节省材料；四边形铁塔的四边形不构成稳定性结构，要使四边形构成一稳定结构，必须在四边形的对角线上增加辅助杆，从而造成铁塔的重量和造价增加。

现有技术中，已有部分三角形铁塔的应用技术，如实用新型专利201310556684.9公开了一种输电线路用三角形断面角钢塔，所述角钢塔包括横担、塔身、塔腿和地线支架；所述塔身从上往下依次设置上横担、中横担和下横担,所述塔身通过与塔腿连接,将荷载传递到地平面；所述地线支架安装在上横担端部。

在实际应用中发现，三角形铁塔主材部分的钢材用量比四边形铁塔主材部分的钢材用量低15％-20％，但铁塔横担与三角形塔身的连接结构过于复杂，连接结构处使用了较多钢材。因此，降低三角形铁塔总重量(减少用钢量)的有效途径是改善铁塔横担与三角形塔身的连接方式。

复合材料由于具有轻质、高强、耐腐蚀、易加工、可设计性和绝缘性能良好等优点，是建造输电杆塔结构的理想材料之一，其杆塔结构具有塔头尺寸小、易加工成型、运输和组装成本低、耐腐蚀、耐高低温、强度大、被盗可能性小，线路维护成本低等优点。在输电线路杆塔横担部分采用复合材料，由于复合材料绝缘性能，可以减少横担和导线绝缘子长度。据统计，220kV杆塔可以减少横担总长度1.6m，减少绝缘子长度2m，从而减轻塔重和线路走廊宽度，减少线路受限区域房屋拆迁量及树木砍伐量，经济效益和社会效益显著。

但是，现有技术中的三角形铁塔均为角钢塔，其采用角钢作为塔体主材进行支撑，其虽实现了塔身断面为三角形，而当塔身主材采用冷弯60°角钢时时，复合横担难以在冷弯60°角钢上进行安装固定，即难以实现角钢与复合的有效安装。

因此，如何在三角钢材塔上实现复合横担的有效安装已经成为急需解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术中难以将复合横担与三角钢材塔进行安装结合的缺陷，提供一种220kV复合横担三角形截面钢管塔来解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种220kV复合横担三角形截面钢管塔，包括三角形塔架和安装在三角形塔架上的复合横担，所述的三角形塔架包括矗立在地面上的圆钢管A、圆钢管B和圆钢管C，所述的复合横担包括左横担和右横担，圆钢管A、圆钢管B和圆钢管C上均焊接有若干个连接板，

所述的左横担安装在三角形塔架的圆钢管A和圆钢管B上，右横担安装在三角形塔架的圆钢管A、圆钢管B和圆钢管C上，左横担一侧的压管A和拉杆A均通过连接板安装在圆钢管A上，左横担另一侧的压管B和拉杆B均通过连接板安装在圆钢管B上，右横担一侧的压管C通过连接板安装在圆钢管A上，右横担另一侧的压管D通过连接板安装在圆钢管B上,右横担的拉杆C通过连接板安装在圆钢管C上。

所述的三角形塔架包括斜材和辅材，所述的圆钢管A、圆钢管B和圆钢管C通过斜材和辅材安装组合成格构式三角塔。

所述的压管A、压管B、压管C、压管D、拉杆A、拉杆B和拉杆C均为复合材质。

所述的压管A通过高强螺栓安装在连接板上。

所述斜材和辅材的材质均为钢材。

所述的左横担为两拉两压型复合材料横担，右横担为一拉两压型复合材料横担。

有益效果

本实用新型的一种220kV复合横担三角形截面钢管塔，与现有技术相比实现了复合横担在三角钢材塔上的安装应用，将新型复合材料横担结构与钢材塔身结构通过新的连接形式连接成为整体结构，实现通过新型横担传递输电线传递荷载的目的。

本实用新型所述的三角形截面220kV复合横担杆塔与三角形角钢塔相比，主斜材均采用圆管型材，圆管型材各个方形的惯性矩相同，增加了材料的利用率，且相比于角钢塔的连接节点，圆管塔连接节点更加方便、可靠。同时，相比于三角形角钢塔横担的连接，三角形截面220kV复合横担杆塔横担连接形式更加新颖、简单，两侧横担分别采用圆管型钢两拉两压及一拉两压的连接形式。

其包括以下优点：

1、三角形截面220kV复合横担杆塔塔身与横担的连接方式，使三角形铁塔在满足强度、刚度、稳定性的条件下，达到三角形输电铁塔占地面积小、钢材用量低、结构形式美观、适用性强的目的；

2、复合横担压管和拉杆的抗压、抗拉能力较好，通过压管和拉杆与塔体进行连接，能较好的传递荷载，强度、刚度及稳定性均能满足要求，同时复合材料较轻，减小了塔架的重量；

3、由于复合横担的复合材料绝缘性能，220kV杆塔可以减少横担总长度1.6m，减少绝缘子长度2m，从而减轻塔重和线路走廊宽度，减少线路受限区域房屋拆迁量及树木砍伐量；

4、三角形截面220kV复合横担杆塔，相比常规四边形杆塔重量可减少15％左右。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中左横担的安装透视图；

图3为本实用新型中复合横担与三角形塔架的安装俯视图；

图4为本实用新型中压管A的安装结构示意图；

其中，1-三角形塔架、2-复合横担、3-圆钢管A、4-圆钢管B、5-圆钢管C、6-左横担、7-右横担、8-连接板、10-拉杆C、11-压管A、12-拉杆A、13-压管B、14-拉杆B、15-压管C、16-压管D、17-斜材、18-辅材、19-高强螺栓。

具体实施方式

为使对本实用新型的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

如图1所示，本实用新型所述的一种220kV复合横担三角形截面钢管塔，包括三角形塔架1和安装在三角形塔架1上的复合横担2，复合横担2为复合材质。三角形塔架1包括矗立在地面上的圆钢管A3、圆钢管B4和圆钢管C5，圆钢管A3、圆钢管B4和圆钢管C5通过斜材17和辅材18按现有技术方法安装组合成格构式三角塔，三角形塔架1为钢材材质，即圆钢管A3、圆钢管B4和圆钢管C5、斜材17和辅材18的材质均为钢材，其中斜材17和辅材18可以为角钢。

如图1、图2和图4所示，圆钢管A3、圆钢管B4和圆钢管C5上均焊接有若干个连接板8，连接板8用于安装复合横担2，连接板8具体数量和位置根据复合横担2的位置、数量需要进行确定。由于复合横担2为复合材质，其重量较轻，在此通过三角形塔架1上焊接连接板8的形式，可以满足复合横担2在三角形塔架1上的承重受力需要。

复合横担2包括左横担6和右横担7，由于是针对于三角形塔架1的安装，不同于四边形塔架，在此左横担6和右横担7不能选择完全一样的横担形式，因此，左横担6选用为两拉两压型复合材料横担，右横担7为一拉两压型复核材料横担。左横担6安装在三角形塔架1的圆钢管A3和圆钢管B4上，右横担7安装在三角形塔架1的圆钢管A3、圆钢管B4和圆钢管C5上。

如图3和图4所示，左横担6一侧的压管A11和拉杆A12均通过连接板8安装在圆钢管A3上，左横担6另一侧的压管B13和拉杆B14均通过连接板8安装在圆钢管B4上，即为圆管型钢两拉两压形式。右横担7一侧的压管C15通过连接板8安装在圆钢管A3上，右横担7另一侧的压管D16通过连接板8安装在圆钢管B4上,右横担7的拉杆C10通过连接板8安装在圆钢管C5上，即为圆管型钢一拉两压形式。如图4所示，压管A11通过高强螺栓19安装在连接板8上，同理，拉杆A12、压管B13、拉杆B14、压管C15等也同样通过高强螺栓19安装在连接板8上。在此，由于复合横担2的设计，压管A11、压管B13、压管C15、压管D16、拉杆A12和拉杆B14均为复合结构，通过有限元分析，横担采用复合材料压管和拉杆连接均能满足塔架整体结构强度、刚度及稳定性的要求，且能够减少材料用量及塔重，具有较高的应用价值。

本实用新型利用圆管型材各个方形的惯性矩相同的特性，大大方便地复合横担2的安装；通过左横担6在圆钢管A3、圆钢管B4的安装、右横担7在圆钢管A3、圆钢管B4和圆钢管C5上的安装，巧妙地将左横担6、右横担7实现在三角断面上的安装布局。本实用新型保证了塔身和横担的可靠连接，确保输电线荷载通过横担传递到塔身主材，解决了三角形圆管塔架复合材料横担与塔身的连接问题，从而利于输电线路荷载传递。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。