拉線塔塔腳結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型的一種拉線塔塔腳結(jié)構(gòu)，包含拉線塔主柱和基礎(chǔ)，主柱和基礎(chǔ)分別與第一、第二連接部相連，該第一連接部為平板、第二連接部為弧面支撐板，或者第一連接部為弧面支撐板、第二連接部為平板，從而形成平面與弧面接觸的點鉸接結(jié)構(gòu)，還可設(shè)固定板連接于弧面支撐板，設(shè)基礎(chǔ)圓鋼穿過第一、第二連接部用以約束，基礎(chǔ)圓鋼頂端可設(shè)螺母及防松結(jié)構(gòu)，上述結(jié)構(gòu)在使用中可有效避免瞬時風(fēng)荷載導(dǎo)致的交接點處脫離的隱患，達(dá)到加工、安裝和基礎(chǔ)施工方便的目的。
【專利說明】拉線塔塔腳結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種拉線塔塔腳結(jié)構(gòu)，特別是一種平面和弧面形成點鉸接的塔腳結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到傳力明確、簡潔、便于加工、安裝和基礎(chǔ)施工的目的。

【背景技術(shù)】
[0002]目前的輸電線路鐵塔按結(jié)構(gòu)體系通常分為自立塔和拉線塔，拉線塔由塔頭、主柱和拉線組成，如圖1所示的現(xiàn)有拉線塔的示意圖所示，塔頭和主柱一般由角鋼組成的空間桁架構(gòu)成，有較好的整體穩(wěn)定性，能承受較大的軸向壓力。拉線一般用高強(qiáng)度鋼鉸線做成，能承受很大的拉力，因而使拉線塔能充分利用材料的強(qiáng)度特性而減少材料耗用量。
[0003]拉線塔的主柱通過塔腳連接在底面的基礎(chǔ)上，其塔腳一般采用鉸接方式與基礎(chǔ)連接。拉線塔由于其結(jié)構(gòu)的設(shè)計，主柱主要承受主柱方向的軸向壓力，不承受拉力和垂直于主柱軸力方向的力，或承受拉力和垂直于主柱軸力方向的力很小，如圖2的受力圖所示，主柱主要受力方向為-Z向力，不承受或承受Z向及X、Y向力較小。
[0004]為滿足結(jié)構(gòu)受力，實現(xiàn)塔腳與基礎(chǔ)的鉸接，目前拉線塔塔腳及主柱與基礎(chǔ)連接的方式如圖3所示:設(shè)置兩個半球，其中一個半球11設(shè)置在主柱I的塔腳部位，其與拉線塔主柱I最下部焊接連接一個整體，另一半球21通過預(yù)先埋置基礎(chǔ)鋼筋與基礎(chǔ)22連接為一個整體，該半球21半徑與塔腳半球11的半徑相等，且該半球內(nèi)部需灌注混凝土以保證滿足抗壓承載力。在鐵塔運行過程中，通過兩半球的面接觸實現(xiàn)鉸接。受半球半徑大小限制，運行時由于瞬時風(fēng)荷載作用，發(fā)生過兩半球脫開的事故情況。
[0005]由此，目前拉線塔塔腳的基礎(chǔ)型式(半球鉸接)的缺點是:第一，不便于加工，主柱與球體連接加工及焊接較為困難；第二，基礎(chǔ)施工工序復(fù)雜，與普通基礎(chǔ)相比，基礎(chǔ)頂面需澆注半球形混凝土，上扣半球形鋼構(gòu)件，該半球與預(yù)先埋于基礎(chǔ)中的鋼筋焊接；第三，鐵塔運行中，存在因瞬時風(fēng)的上拔作用而使兩個半圓球體脫開而造成倒塔的隱患。
[0006]而如何使現(xiàn)有的塔腳穩(wěn)固保證安全、同時在加工時簡便，是目前亟待解決的一個問題。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型的所解決的技術(shù)問題即在提供一種平面和弧面鉸接的塔腳結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到傳力明確、簡潔、便于加工、安裝和基礎(chǔ)施工的效果。
[0008]本實用新型所采用的技術(shù)手段如下所述。
[0009]一種拉線塔塔腳結(jié)構(gòu)，包含拉線塔主柱和主柱基礎(chǔ)，主柱塔腳連接第一連接部，該第一連接部設(shè)第一穿孔，基礎(chǔ)上連接第二連接部，該第二連接部設(shè)第二穿孔，上述第一穿孔直徑可略大于第二穿孔直徑，還包含有基礎(chǔ)圓鋼，該基礎(chǔ)圓鋼下端安置于基礎(chǔ)內(nèi)部，上端穿過第一穿孔和第二穿孔，其直徑小于第一穿孔和第二穿孔的直徑。所述第一連接部與第二連接部通過平面與弧面相接觸的方式形成鉸接節(jié)點，
[0010]根據(jù)第一、第二連接部的不同可有如下方案。
[0011]方案一:第一連接部為平板，第二連接部具有弧面支撐板，弧面支撐板上表面為弧形。
[0012]方案二:第一連接部具有弧面支撐板，弧面支撐板下表面為弧形，第二連接部為平板。
[0013]方案三:在方案一的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，第二連接部的弧面支撐板下方一體成型有固定板，固定板可與基礎(chǔ)固定連接。
[0014]方案四:在方案二的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，第一連接部的弧面支撐板上方一體成型有固定板。
[0015]上述4個方案中，無論第一、第二連接部如何設(shè)置，第二連接部可在基礎(chǔ)澆注時固定在基礎(chǔ)上表面，也可選擇可安裝拆卸的方式。同樣的道理，基礎(chǔ)圓鋼可在基礎(chǔ)澆注時預(yù)埋固定在基礎(chǔ)內(nèi)部，也可將基礎(chǔ)圓鋼設(shè)成可插拔的活動圓鋼，另外為了實現(xiàn)鉸接，該基礎(chǔ)圓鋼的直徑略小于第一穿孔、第二穿孔的直徑。
[0016]上述4種方案中，弧面支撐板的弧面弧半徑R不小于弧面連接部橫截面直徑D的一半，最佳弧半徑R的取值范圍為D?3D之間。
[0017]所述基礎(chǔ)圓鋼頂部可設(shè)置螺紋，并與螺母及防松裝置相配合安裝。
[0018]第二穿孔的上邊緣和下邊緣均可為倒角設(shè)置，以便于基礎(chǔ)圓鋼的安插和使用。
[0019]本實用新型的有益效果如下所述。
[0020]1、本實用新型采用平面和弧面進(jìn)行點鉸接的方式，降低部件的復(fù)雜性及加工、施工難度，提高了加工、施工效率。
[0021]2、本實用新型中在基礎(chǔ)上設(shè)置上表面為弧面的弧面支撐板，其結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)簡便，由于設(shè)置了基礎(chǔ)圓鋼，不容易發(fā)生塔主柱與基礎(chǔ)脫離的情況，在澆筑基礎(chǔ)同時將弧面支撐板或弧面支撐板下方的固定板連接在基礎(chǔ)上表面，這樣的設(shè)計無論從板材加工及焊接上，都降低了加工難度，設(shè)置固定板的目的是提高弧面支撐板剛度且便于加工。
[0022]3、與以往拉線塔塔腳節(jié)點做法相比，本實用新型中在塔腳底部設(shè)置下表面為弧面的弧面支撐板，弧度小，不容易發(fā)生脫離的情況，或是設(shè)置平板，而不是現(xiàn)有的半球構(gòu)造，通過焊接的方式將弧面支撐板或者固定板連接在塔腳的底部，這樣的結(jié)構(gòu)相比現(xiàn)有的半球球面與底板連接來說，從主柱下部節(jié)點的板材加工及焊接上，也都降低了加工難度，基礎(chǔ)施工可按常規(guī)基礎(chǔ)進(jìn)行，無需考慮預(yù)埋半球與固定，基礎(chǔ)施工便捷。
[0023]4、本實用新型中在基礎(chǔ)中心預(yù)埋一根基礎(chǔ)圓鋼，基礎(chǔ)圓鋼穿過平板和弧面支撐板進(jìn)行固定，基礎(chǔ)圓鋼頂部加設(shè)防松裝置，進(jìn)一步保證了塔腳在Z方向上的固定及X、Y方向的穩(wěn)固，避免因瞬時風(fēng)荷載作用下發(fā)生的主柱塔腳與基礎(chǔ)脫離的事故情況發(fā)生，保證拉線塔的穩(wěn)固及周邊的安全，同時避免因塔腳鉸接點處脫離而產(chǎn)生的維修施工成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為現(xiàn)有的拉線塔的示意圖。
[0025]圖2為現(xiàn)有的拉線塔的主柱受力示意圖。
[0026]圖3為現(xiàn)有的拉線塔的半球形塔腳示意圖。
[0027]圖4為本實用新型的拉線塔塔腳結(jié)構(gòu)的較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖5Α為本實用新型的拉線塔基礎(chǔ)上的弧面支撐板的俯視示意圖。
[0029]圖5B為本實用新型的拉線塔基礎(chǔ)上的弧面支撐板與固定板一體的縱截面示意圖。
[0030]圖6為本實用新型的較佳實施例的平板俯視圖。
[0031]圖7為本實用新型的圓鋼與基礎(chǔ)相連的剖面圖。

【具體實施方式】
[0032]本實用新型的一種拉線塔塔腳結(jié)構(gòu)，包含拉線塔主柱3和用于支撐拉線塔主柱3的基礎(chǔ)4，主柱塔腳連接第一連接部，第一連接部設(shè)第一穿孔51，基礎(chǔ)上連接第二連接部，第二連接部設(shè)第二穿孔61，該第一連接部與第二連接部通過平面與弧面接觸的方式的形成鉸接節(jié)點。該第一穿孔51和第二穿孔61可分別設(shè)在第一連接部和第二連接部的正中央，或者經(jīng)過力學(xué)相關(guān)計算設(shè)于平板和弧面支撐板其他相對應(yīng)的位置。第一穿孔51的直徑可略大于第二穿孔61的直徑，以便于拉線塔塔腳的組立及鉸接節(jié)點的設(shè)置。
[0033]為了提供第一連接部和第二連接部與基礎(chǔ)和基礎(chǔ)圓鋼之間連接穩(wěn)定性的保障，還包含有基礎(chǔ)圓鋼8，所述基礎(chǔ)圓鋼8下端安置于基礎(chǔ)4內(nèi)部，上端穿過第一穿孔51和第二穿孔61，其直徑小于第一穿孔51和第二穿孔61的直徑。如果不考慮防盜，可使基礎(chǔ)圓鋼8可活動的插入基礎(chǔ)4內(nèi)部，為保證基礎(chǔ)圓鋼8的穩(wěn)固可在基礎(chǔ)4澆筑時預(yù)埋于內(nèi)部。安裝后基礎(chǔ)圓鋼8突出第一連接部的上表面，而高出第一連接部的上表面應(yīng)不小于100mm。根據(jù)實際應(yīng)用的考慮，所述基礎(chǔ)圓鋼8的直徑可在30mm-80mm之間。該基礎(chǔ)圓鋼的設(shè)置可避免運行時由于瞬時風(fēng)荷載作用，使塔腳平面及弧面的鉸接點處脫離的隱患發(fā)生，保證拉線塔的穩(wěn)固及周邊的安全，同時避免因塔腳鉸接節(jié)點處脫離而產(chǎn)生的維修施工成本。
[0034]為了進(jìn)一步保證塔腳的穩(wěn)定性，不至于主柱軸向方向的力將塔腳拔起導(dǎo)致脫離基礎(chǔ)圓鋼8，上述基礎(chǔ)圓鋼8突出第一連接部上表面的部分可設(shè)置螺紋和與其對應(yīng)的螺母81，螺紋范圍下端應(yīng)高出第一連接部上表面，而高出第一連接部上表面的高度為50mm為最佳高度，為了防止松動，加裝第二個螺母82，還可根據(jù)實際的塔腳形狀配置不同的防松裝置，如圖6所示。
[0035]本實用新型的第一種實施例，第一連接部為平板5，第二連接部具有弧面支撐板6，弧面支撐板6的上表面為弧形，所述平板5與弧面支撐板6通過平面與弧面的點接觸相連。實際使用時，可將主柱塔腳與平板5焊接相連，拉線塔塔腳通過上述平面與弧面相連的形成鉸接方式，通過合理的物理計算，在拉線、主柱共同作用形成穩(wěn)定的拉線塔結(jié)構(gòu)。
[0036]本實用新型的第二實施例，與上述第一實施例相對應(yīng)，第一連接部具有弧面支撐板，弧面支撐板下表面為弧形，第二連接部為平板。其他結(jié)構(gòu)如基礎(chǔ)圓鋼、穿孔與第一實施例相同，不再重復(fù)說明。
[0037]在上述第一實施例的基礎(chǔ)上的第三實施例，也是本實用新型的較佳實施例，結(jié)合圖4、圖5A、圖5B所示，平板、弧面支撐板及基礎(chǔ)圓鋼設(shè)置相同，因此不再重復(fù)描述。不同之處在于，第二連接部的弧面支撐板6下方一體成型有固定板7，其目的是提高弧面支撐板剛度且便于加工。弧面支撐板6和固定板7中間為貫穿二者的第二穿孔61，如圖5B所示的弧面支撐板6與固定板7—體的縱截面示意圖，第二穿孔61的上邊緣和下邊緣可均為倒角設(shè)置，以便于基礎(chǔ)圓鋼8的安插和使用。如圖6所示，該固定板7可與基礎(chǔ)4固定連接。
[0038]在第二實施例的基礎(chǔ)上的第四實施例所示，平板、弧面支撐板及基礎(chǔ)圓鋼設(shè)置相同，不同之處在于，第一連接部的弧面支撐板上方一體成型有固定板7，其一體成型的弧面支撐板、固定板設(shè)置第一穿孔的方式與第三實施例相同，不再重復(fù)敘述。
[0039]值得一提的是，上述四種實施例中的弧面支撐板的弧面，無論弧面方向向上還是向下，弧面均具備如下的特征:弧面弧半徑R不小于弧面連接部橫截面直徑D的一半，最佳弧半徑R的取值范圍為IT3D之間，由此弧度范圍可以看出，該弧面的弧度相較于平面，彎曲的弧度小，本實用新型采用此種弧面與平板進(jìn)行點鉸接的方式，無論從結(jié)構(gòu)還是原理上均較現(xiàn)有的半球形鉸接方式(如圖3所示)更加便捷、穩(wěn)固。
[0040]還可根據(jù)上述實施例及相關(guān)實際情況，添加不同的附加結(jié)構(gòu)以確保連接的穩(wěn)定性以及加工的簡便性。如圖4所示，在平板5的上表面可安裝有若干靴板9，形成上部開口的容置空間，該容置空間的截面面積從下至上依次增大，其內(nèi)部空間形狀與塔腳相匹配，連接時將塔腳置于該容置空間內(nèi)，靴板9可通過焊接的方式固定在平板5上，或其他可牢固固定的方式均可，如圖7所示的一種設(shè)置方式，4個靴板9形成“井”字形設(shè)置在平板5上，但靴板的數(shù)量及設(shè)置方式并不限定于此。
[0041]上述平板與靴板、平板與塔腳均可通過焊接的方式連接，根據(jù)實際情況可以使用不同的連接方式以達(dá)到連接穩(wěn)定性最佳。
[0042]本實用新型中的平板5、靴板9、基礎(chǔ)圓鋼8、弧面支撐板6的材質(zhì)均可為Q345鋼，或者其他剛性強(qiáng)堅韌度高的材質(zhì)均可，在此不做其他限定。
[0043]通過對上述實施例具體結(jié)構(gòu)及連接方式的說明，本實用新型采用平面和弧面形成點鉸接的方式對主柱和基礎(chǔ)進(jìn)行連接，可靈活控制拉線塔的方向，利用施力方向在主柱軸向的特點，保證了塔腳在Z方向上的固定及X、Y方向的穩(wěn)固，避免因瞬時風(fēng)荷載作用下發(fā)生的主柱塔腳與基礎(chǔ)脫離的事故情況。采用平板和弧面支撐板構(gòu)成的連接結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)無論從板材加工還是焊接工序上，都降低了加工難度，簡化了加工方式和過程，簡單易行。
[0044]以下為圖4所示的拉線塔塔腳固定結(jié)構(gòu)較佳實施例的實際使用的具體參數(shù)。
[0045]平板5為厚40mm、邊長為360mm的正方形,直徑為70mm的第一穿孔51置于平板5的正中央。
[0046]弧面支撐板的直徑300_、厚度60mm,該弧面支撐板以及下方的固定板的高度均為30mm，弧面支撐板的弧度是半徑373.3mm的圓上的弧，第二穿孔的直徑為66mm。第二穿孔的上端和下端均為倒角設(shè)置，該倒角參數(shù)為3X45°。
[0047]基礎(chǔ)圓鋼截面半徑64mm,徑向總長為1310mm,預(yù)埋入基礎(chǔ)的長度為1000mm,露出塔腳平板250mm，其中基礎(chǔ)圓鋼上頂端至塔腳平板上1mm之間設(shè)置螺紋，該螺紋區(qū)的高度為 200mm。
[0048]靴板9的母板內(nèi)邊91b和子板內(nèi)邊92b拼合之后底邊總長與塔腳平板邊長相同為360_，其內(nèi)91b和92b與底邊切角均20X20。
【權(quán)利要求】
1.一種拉線塔塔腳結(jié)構(gòu)，包含拉線塔主柱和用于固定拉線塔主柱的基礎(chǔ)，其特征在于: 主柱塔腳連接第一連接部，該第一連接部設(shè)第一穿孔； 基礎(chǔ)上連接第二連接部，第二連接部設(shè)第二穿孔； 還包含有基礎(chǔ)圓鋼，所述基礎(chǔ)圓鋼下端安置于基礎(chǔ)內(nèi)部，上端穿過第一穿孔和第二穿孔，其直徑小于第一穿孔和第二穿孔的直徑； 該第一連接部與第二連接部通過平面與弧面接觸的方式的形成鉸接節(jié)點。
2.如權(quán)利要求1所述的一種拉線塔塔腳結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一連接部為平板，第二連接部具有弧面支撐板，弧面支撐板上表面為弧形。
3.如權(quán)利要求1所述的一種拉線塔塔腳結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一連接部具有弧面支撐板，弧面支撐板下表面為弧形，第二連接部為平板。
4.如權(quán)利要求2或3所述的一種拉線塔塔腳結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述弧面支撐板的弧半徑R不小于弧面連接部橫截面直徑D的一半。
5.如權(quán)利要求4所述的一種拉線塔塔腳結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述弧面支撐板的弧半徑R的取值范圍為弧面連接部橫截面直徑D至三倍弧面連接部橫截面直徑3D之間。
6.如權(quán)利要求1、2、3或5所述的一種拉線塔塔腳結(jié)構(gòu)，其特征在于，第一穿孔直徑略大于第二穿孔直徑。
7.如權(quán)利要求1、2、3或5所述的一種拉線塔塔腳結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基礎(chǔ)圓鋼頂部設(shè)置螺紋，螺紋高出第一連接部上表面，并與螺母及防松裝置相配合。
8.如權(quán)利要求2所述的一種拉線塔塔腳固定結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二連接部的弧面支撐板下方一體成型有固定板。
9.如權(quán)利要求8所述的一種拉線塔塔腳固定結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述固定板與基礎(chǔ)固定連接。
10.如權(quán)利要求3所述的一種拉線塔塔腳固定結(jié)構(gòu)，其特征在于:第一連接部的弧面支撐板上方一體成型有固定板。
11.如權(quán)利要求1至3或8至10中任一權(quán)利要求所述的一種拉線塔塔腳固定結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述基礎(chǔ)圓鋼與基礎(chǔ)之間活動連接。
【文檔編號】E04H12/22GK204081621SQ201420496287
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月1日
【發(fā)明者】施菁華, 任勝軍, 齊立忠, 李晉, 陳大斌, 馬志堅, 王玉雷, 吳啟維, 郭峰, 金逸 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力工程顧問集團(tuán)華北電力設(shè)計院工程有限公司, 國網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院, 江蘇省電力公司