单柱拉线塔的主塔柱与基础的连接结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种单柱拉线塔的主塔柱与基础的连接结构，它包括：一半球形预埋钢板，其内侧焊接有多个向下伸出的弯钩形钢筋，半球形预埋钢板的底部及各弯钩形钢筋的下部埋置于混凝土基础中，在半球形预埋钢板的顶部中心开设有一螺栓孔；一预埋螺栓，其下端焊接有多根锚固钢筋，预埋螺栓的下部埋置在混凝土基础中，上端穿出半球形预埋钢板的顶部的螺栓孔；一半球形底板，半球形底板的内表面贴合在半球形预埋钢板的外表面上；在半球形底板的顶部中心设置有另一螺栓孔，预埋螺栓上端穿出另一螺栓孔后通过两螺母紧固；一格构式底柱，格构式底柱采用包括四根主材的倒锥形格构式底柱结构；四个围板，四个围板彼此通过侧边焊接形成一紧密套置在格构式底柱下端的方筒状结构，各围板的下边缘与半球形底板的顶面贴合焊接。
【专利说明】单柱拉线塔的主塔柱与基础的连接结构
【技术领域】
[0001]本实用新型属于输电线路拉线塔【技术领域】，涉及一种单柱拉线塔的主塔柱与基础的连接结构。
【背景技术】
[0002]拉线塔是输电线路杆塔的一种特殊结构型式，一般由格构式塔柱和塔头组成的塔身以及由钢绞线和连接金具制作的拉线所共同构成。拉线上端连接塔身，拉线下端连接拉线基础；格构式塔柱上部与塔头连接，下端与塔柱基础连接。拉线塔这种独特的结构布置型式，可充分发挥各材料力学性能，从而节省钢材。
[0003]由于拉线塔整体较柔，外部荷载作用时，拉线容易产生较大变形，塔身位移较大，若将主柱底端进行固接，则容易产生较大弯矩，增加主材规格，降低其经济性。为了消除底端弯矩带来的不利影响，改善结构受力，需要将主塔柱与基础的连接设置为铰接。
[0004]传统做法是将塔柱底端采用锚栓与基础连接，这种做法的节点刚性较大，铰接性能较差，在拉线有较大变形时，主柱底端产生较大的弯矩，由于拉线塔主柱截面一般较小，因此由弯矩引起的轴力较大，通常需要增大主材规格以抵抗其压弯共同作用的影响，降低了经济性。
【发明内容】
[0005]针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种力学性能较好、具有较好经济性的单柱拉线塔的主塔柱与基础的连接结构及方法。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:一种单柱拉线塔的主塔柱与基础的连接结构，其特征在于，它包括:一半球形预埋钢板，所述半球形预埋钢板的球面朝上，其内侧焊接有多个向下伸出的弯钩形钢筋，所述半球形预埋钢板的底部及所述各弯钩形钢筋的下部埋置于混凝土基础中，所述半球形预埋钢板露出所述混凝土基础的高度等于其球半径，在所述半球形预埋钢板的顶部中心开设有一螺栓孔；一预埋螺栓，所述预埋螺栓竖直设置，其下端焊接有多根锚固钢筋，所述预埋螺栓的下部埋置在所述混凝土基础中，上端穿出所述半球形预埋钢板的顶部的所述螺栓孔；一半球形底板，所述半球形底板的内表面贴合在所述半球形预埋钢板的外表面上；在所述半球形底板的顶部中心设置有另一螺栓孔，所述预埋螺栓上端穿出所述另一螺栓孔后通过两螺母紧固，所述半球形底板的球内径等于所述半球形预埋钢板的球外径；一格构式底柱，所述格构式底柱采用包括四根主材的倒锥形格构式底柱结构，所述格构式底柱的顶部连接主柱；以及四个围板，四个所述围板彼此通过侧边焊接形成一紧密套置在所述格构式底柱下端的方筒状结构，每一所述围板均通过多个螺栓与所述格构式底柱的主材连接；各所述围板的下边缘与所述半球形底板的顶面贴合焊接。
[0007]位于所述半球形预埋钢板顶部的螺栓孔和位于所述半球形底板顶部的另一螺栓孔的直径均大于所述预埋螺栓的直径。
[0008]所述格构式底柱的四根主材的几何心线的延长线相交于所述半球形预埋钢板的球心。
[0009]所述半球形预埋钢板的内部填充混凝土。
[0010]每一所述围板的下边缘两侧分别设置一排水孔。
[0011]所述半球形预埋钢板和半球形底板均由分块钢板焊接而成。
[0012]本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点:1、本实用新型设置一固定在混凝土基础上的半球形预埋钢板，及一贴合在半球形预埋钢板上的半球形底板，格构式底柱连接在半球形底板之上，该种结构实现了单柱拉线塔主塔柱与基础的球铰型连接，最大程度地消除弯矩和扭矩带来的不利影响，使得主柱宽度减小、主材规格降低，具有良好的经济性。2、本实用新型在半球形预埋钢板I的内部填充混凝土，不仅能够抵抗上部结构传递的下压力，还能够起到防止内部积水锈蚀的作用。3、本实用新型在每个围板的下边缘两侧分别设置一排水孔，可以有效地防止结构积水而发生锈蚀，增加其耐久性。本实用新型可广泛应用于单柱拉线塔的主塔柱与基础的连接中。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的整体结构示意图；
[0014]图2是如I中A-A向剖视示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
[0016]如图1、图2所示，本实用新型提供了一种单柱拉线塔的主塔柱与基础的连接结构，它包括一半球形预埋钢板1、一预埋螺栓2、一半球形底板3、一格构式底柱4和四个围板5。
[0017]半球形预埋钢板I的球面朝上，其内侧焊接有多个向下伸出的弯钩形钢筋6，各弯钩形钢筋6沿半球形预埋钢板I的圆形底部的周向均匀分布；半球形预埋钢板I的底部及各弯钩形钢筋6的下部埋置于混凝土基础10中，其中，半球形预埋钢板I露出混凝土基础10的高度等于其球半径；在半球形预埋钢板I的顶部中心开设有一螺栓孔。
[0018]预埋螺栓2竖直设置，其下端焊接有多根锚固钢筋7，预埋螺栓2的下部埋置在混凝土基础10中，上端穿出半球形预埋钢板I的顶部的螺栓孔。
[0019]半球形底板3的内表面贴合在半球形预埋钢板I的外表面上；在半球形底板3的顶部中心设置有另一螺栓孔8，预埋螺栓2上端穿出另一螺栓孔8后通过两螺母紧固；半球形底板3的球内径等于半球形预埋钢板I的球外径，以允许二者在接触界面上发生相对滑动。
[0020]格构式底柱4采用包括四根主材的倒锥形格构式底柱结构，格构式底柱4的顶部连接主柱。
[0021]四个围板5彼此通过侧边焊接形成一紧密套置在格构式底柱4下端的方筒状结构，每一围板均通过两列螺栓9与格构式底柱4的主材连接；各围板5的下边缘与半球形底板3的顶面贴合焊接。
[0022]上述实施例中，位于半球形预埋钢板I顶部的螺栓孔和位于半球形底板3顶部的另一螺栓孔8的直径大于预埋螺栓2的直径，以允许半球形底板3在垂直于预埋螺栓2方向上发生少量位移，同时也允许半球形底板3绕螺栓2发生转动，这样可以消除由于上部荷载作用引起结构底端的节点弯矩和扭矩，从而达到铰接连接的效果。
[0023]上述实施例中，格构式底柱4的四根主材的几何心线的延长线相交于混凝土基础10的顶面的几何中心(此几何中心同时也是半球形预埋钢板I的球心)，这样可以减小偏心受力带来的不利影响。
[0024]上述实施例中，可以在半球形预埋钢板I的内部填充混凝土，以抵抗上部结构传递的下压力，另一方面也可以起到防止内部积水锈蚀的作用。
[0025]上述实施例中，可以在每一围板5的下边缘两侧分别设置一排水孔11，以防止结构积水而发生锈蚀，增加其耐久性。
[0026]上述实施例中，半球形预埋钢板I和半球形底板3均由分块钢板焊接而成。
[0027]本实用新型的核心思想是在上部结构的底端采用半球形底板3、在基础10的顶端采用半球形预埋钢板1，并将二者进行贴合连接来模拟球铰的功能，从而实现上部结构与基础10的铰接连接。由于单柱拉线塔的工程力学特点是横、纵向刚度相对较大，而抗扭性能相对较差，因此上部钢结构绕预埋螺栓2的竖向轴线的转动较大而绕通过预埋钢板I的球心的水平轴线的转动较小。由于本实施例所提供的结构允许半球形底板3与半球形预埋钢板I在其接触界面上发生相对滑动，特别是允许二者绕预埋螺栓2的竖向轴线发生较大的相对转动；同时由于螺栓孔8的直径比螺栓2的直径大(约12mm)，使得半球形底板3相对于螺栓2具有一定的活动空间，这样正好满足了结构的上述转动要求，可以很好地实现铰接连接。
[0028]而现有技术中的原有结构则不能实现上述铰接连接。因为原有结构是采用在主柱底端设置一块呈水平状的方形平面底板、并通过预埋在基础中的若干地脚螺栓将上部结构与基础连接起来，这种结构只能允许底板发生其所在平面内的极少量平动位移，而不能发生转动位移，因此并不能消除上部结构传递下来的弯矩和扭矩，因此无法实现铰接功能。
[0029]可见，本实施例提供的技术方案相对于原结构方案来说，最大的特点是，本方案可以很好地模拟球铰节点，因此能最大程度地消除弯矩和扭矩带来的不利影响，使得主柱宽度减小、主材规格降低，具有良好的经济性。
[0030]同时，本实施例的其他构造措施都是实现铰接连接这一目的辅助措施。采用倒锥型底柱4以及围板5是为了与半球形底板3进行连接，而位于基础10顶部的半球形预埋钢板I的内部填充混凝土，一方面是为了抵抗上部结构传递的下压力，另一方面可防止内部积水锈蚀，同时也可使得预埋钢板I的厚度减小；半球形预埋钢板I及预埋螺栓2的下部焊接钢筋是为了整体结构的可靠锚固。
[0031]本实用新型仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的，在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
【权利要求】
1.一种单柱拉线塔的主塔柱与基础的连接结构，其特征在于，它包括: 一半球形预埋钢板，所述半球形预埋钢板的球面朝上，其内侧焊接有多个向下伸出的弯钩形钢筋，所述半球形预埋钢板的底部及所述各弯钩形钢筋的下部埋置于混凝土基础中，所述半球形预埋钢板露出所述混凝土基础的高度等于其球半径，在所述半球形预埋钢板的顶部中心开设有一螺栓孔； 一预埋螺栓，所述预埋螺栓竖直设置，其下端焊接有多根锚固钢筋，所述预埋螺栓的下部埋置在所述混凝土基础中，上端穿出所述半球形预埋钢板的顶部的所述螺栓孔； 一半球形底板，所述半球形底板的内表面贴合在所述半球形预埋钢板的外表面上；在所述半球形底板的顶部中心设置有另一螺栓孔，所述预埋螺栓上端穿出所述另一螺栓孔后通过两螺母紧固，所述半球形底板的球内径等于所述半球形预埋钢板的球外径； 一格构式底柱，所述格构式底柱采用包括四根主材的倒锥形格构式底柱结构，所述格构式底柱的顶部连接主柱；以及 四个围板，四个所述围板彼此通过侧边焊接形成一紧密套置在所述格构式底柱下端的方筒状结构，每一所述围板均通过多个螺栓与所述格构式底柱的主材连接，各所述围板的下边缘与所述半球形底板的顶面贴合焊接。
2.如权利要求1所述的单柱拉线塔的主塔柱与基础的连接结构，其特征在于，位于所述半球形预埋钢板顶部的螺栓孔和位于所述半球形底板顶部的另一螺栓孔的直径均大于所述预埋螺栓的直径。
3.如权利要求1所述的单柱拉线塔的主塔柱与基础的连接结构，其特征在于，所述格构式底柱的四根主材的几何心线的延长线相交于所述半球形预埋钢板的球心。
4.如权利要求2所述的单柱拉线塔的主塔柱与基础的连接结构，其特征在于，所述格构式底柱的四根主材的几何心线的延长线相交于所述半球形预埋钢板的球心。
5.如权利要求1或2或3或4所述的单柱拉线塔的主塔柱与基础的连接结构，其特征在于，所述半球形预埋钢板的内部填充混凝土。
6.如权利要求1或2或3或4所述的单柱拉线塔的主塔柱与基础的连接结构，其特征在于，每一所述围板的下边缘两侧分别设置一排水孔。
7.如权利要求5所述的单柱拉线塔的主塔柱与基础的连接结构，其特征在于，每一所述围板的下边缘两侧分别设置一排水孔。
8.如权利要求1或2或3或4或7所述的单柱拉线塔的主塔柱与基础的连接结构，其特征在于，所述半球形预埋钢板和半球形底板均由分块钢板焊接而成。
9.如权利要求5所述的单柱拉线塔的主塔柱与基础的连接结构，其特征在于，所述半球形预埋钢板和半球形底板均由分块钢板焊接而成。
10.如权利要求6所述的单柱拉线塔的主塔柱与基础的连接结构，其特征在于，所述半球形预埋钢板和半球形底板均由分块钢板焊接而成。
【文档编号】E02D27/42GK204125962SQ201420499385
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月1日 优先权日:2014年9月1日
【发明者】袁兆祥, 齐立忠, 陈大斌, 文凡, 魏鹏, 王虎长, 李晋, 李显鑫, 胡建民, 吴彤, 王学明, 赵雪灵 申请人:国家电网公司, 国网北京经济技术研究院, 中国电力工程顾问集团西北电力设计院