本發(fā)明涉及電力設(shè)施,尤其是一種具有柔變應(yīng)力的抗震電塔。
背景技術(shù):電塔是電力行業(yè)的常用設(shè)施,用于輸電干線的架設(shè),其主體為鋼架,整體上具有一定彈性,可承受較大垂直重量載荷,也可在轉(zhuǎn)角架線時承受側(cè)向拉力,但由于電塔的電線架于頂端,其頂端載荷較大,當受到地震震害的橫向震波沖擊時,頂端載荷會隨電塔的晃動而形成巨大的側(cè)向力,使電塔傾倒。目前已有些專利針對電塔抗震提出方案,但這些方案往往分為兩類,一類是在鐵塔底腳處設(shè)置緩沖墊層,以防止鐵塔過度搖晃;二類是在鐵塔側(cè)部設(shè)置額外的施力機構(gòu)對鐵塔進行扶正;在第一類方案中,由于地震震級無法預(yù)料,以及鐵塔上的架線載荷,使得緩沖墊層方案的效果難以預(yù)期,而在第二類方案中,由于電塔較高,其各部位在震波中的位移是不同的,而且位移會隨震波大小而變化,如果外部施力機構(gòu)不能對震波自適應(yīng),則抗震效果將受到影響。當?shù)卣饡r,以剛性材料為主的鐵塔容易倒塌,而樹木同樣頂端負載較大,卻不易傾倒,這一方面是因為樹木的根系發(fā)達提供了牢固的基礎(chǔ),另一方面也是因為樹干有良好的柔性傳力結(jié)構(gòu)及彈性,使根基能對樹木在震波中的劇烈搖晃進行矯偏,使樹木具備良好的抗震能力。如電塔抗震結(jié)構(gòu)仿照樹木該特性,應(yīng)能提升鐵塔的抗震能力。由于電塔的主材料為鋼材,具有一定彈性,當受震波影響而發(fā)生形變時,如果其各部位的形變或位移未超過限值,則塔體結(jié)構(gòu)可因材料特性而具備復(fù)原能力,例如電塔由于頂端承載輸電干線,常會因風(fēng)力因素而搖晃,但只需塔體形變未超出形變級限,塔體均能因塔體材料自身的矯偏彈力復(fù)原;同理,如在塔體上設(shè)置矯偏力源,能有效地提升電塔的抗震能力。
技術(shù)實現(xiàn)要素:本發(fā)明提出一種具有柔變應(yīng)力的抗震電塔,設(shè)有矯偏力源和特殊傳力結(jié)構(gòu),在地震時能按震級大小向電塔結(jié)構(gòu)的各關(guān)鍵承力點提供不同的柔變矯偏應(yīng)力,穩(wěn)定塔體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。一種具有柔變應(yīng)力的抗震電塔,包括電塔本體,其設(shè)有矯偏力源,在地震時按電塔不同部位的位移值提供柔變的矯偏應(yīng)力以防止電塔倒塌,所述抗震電塔包括塔體、矯偏點和矯偏力源,所述塔體按各部位在地震時的受力特性及位移特性,在其主要承力結(jié)構(gòu)的不同高度、不同方向上設(shè)置多個矯偏點;所述矯偏力源包括矯偏樁、矯偏滑輪組、彈性傳力機構(gòu)、重錘件和彈性基座。所述抗震電塔塔心中空部的地面處設(shè)有垂直向的矯偏樁,矯偏樁處設(shè)有多個與矯偏點對應(yīng)的矯偏滑輪組,各矯偏滑輪組處的纜繩一端鉸接于塔體處的對應(yīng)矯偏點處,另一端鉸接于彈性傳力機構(gòu),所述彈性傳力機構(gòu)包括傳力端和施力端,傳力端與各矯偏滑輪組的纜繩鉸接,施力端則掛有一重錘件,所述重錘件下端與一彈性基座相接觸。當受到地震震波作用時,塔體各矯偏點產(chǎn)生的移動,經(jīng)矯偏滑輪組轉(zhuǎn)換為拉力,經(jīng)彈性傳力機構(gòu)對重錘件進行提拉,在提拉過程中,重錘件、彈性傳力機構(gòu)及彈性基座產(chǎn)生柔變的矯偏應(yīng)力對各矯偏點進行矯偏,使電塔本體結(jié)構(gòu)在震害中趨于穩(wěn)定。所述矯偏樁上的多個矯偏滑輪組,包括定滑輪組和動滑輪組。所述抗震電塔上的矯偏點與矯偏滑輪組間的對應(yīng)為,當電塔受震波作用時,位移較大的矯偏點與定滑輪組相連,位移小的矯偏點則與動滑輪組相連。所述矯偏樁下寬上窄,樁體中軸部設(shè)有多個供滑輪纜繩穿過的通孔。所述抗震電塔下方設(shè)有重錘井,所述重錘件、彈性基座和彈性傳力機構(gòu)設(shè)于重錘井內(nèi)。所述抗震電塔為貓頭塔或鼓形塔。所述矯偏滑輪組設(shè)置于矯偏樁上,或是經(jīng)高強度支架與矯偏樁相連。本發(fā)明中,所述抗震電塔包括塔體、矯偏點和矯偏力源,所述塔體按各部位在地震時的受力特性及位移特性,在其主要承力結(jié)構(gòu)的不同高度、不同方向上設(shè)置多個矯偏點;由于電塔各部位在震波中的位移是不同的,該設(shè)計可以使矯偏力源針對電塔的結(jié)構(gòu)、用材和安裝地域來施力,從而取得良好的效果,例如常規(guī)支承塔、耐張塔和轉(zhuǎn)角塔的受力設(shè)計不同,因此矯偏點的位置也不一樣。本發(fā)明中,所述抗震電塔塔心中空部的地面處設(shè)有垂直向的矯偏樁,矯偏樁處設(shè)有多個與矯偏點對應(yīng)的矯偏滑輪組,各矯偏滑輪組處的纜繩一端鉸接于塔體處的對應(yīng)矯偏點處,另一端鉸接于彈性傳力機構(gòu),所述彈性傳力機構(gòu)包括傳力端和施力端,傳力端與各矯偏滑輪組的纜繩鉸接,施力端則掛有一重錘件,所述重錘件下端與一彈性基座相接觸;該設(shè)計通過在電塔結(jié)構(gòu)外設(shè)置專屬的矯偏裝置,使得矯偏裝置的運作不受電塔形變的影響,而且本結(jié)構(gòu)中,以矯偏滑輪組對電塔在震波中的形變力進行換向,使之匯集至彈性傳力機構(gòu),并由重錘件對形變力進行沖抵,仿照了樹木的防震構(gòu)造,結(jié)構(gòu)上各部件的配合均具備較大柔度,能在一定程度上削弱震波對矯偏結(jié)構(gòu)的影響,使該結(jié)構(gòu)在強震波作用下中也可運作。本發(fā)明中,所述抗震電塔塔心中空部的地面處設(shè)有垂直向的矯偏樁,矯偏樁處設(shè)有多個與矯偏點對應(yīng)的矯偏滑輪組;由于矯偏樁與塔體設(shè)于同個地點,這樣當震波到來時,矯偏樁及矯偏滑輪組與鐵塔基本上是同步擺動的,使得矯偏滑輪組對矯偏點的施力能依據(jù)鐵塔形變而變化,例如當微震時,鐵塔本體形變極微,矯偏樁及矯偏滑輪組與鐵塔同步擺動,矯偏滑輪與矯偏點間的距離變化極微,因此矯偏滑輪組對矯偏點基本不施力;而當強震時,鐵塔本體大幅形變引起矯偏滑輪與矯偏點間的距離大幅變化,拉動滑輪纜繩,形變力被彈性傳力機構(gòu)傳至重錘件處,由重錘件對形變力進行沖抵,對鐵塔形變進行矯偏。本發(fā)明中,所述矯偏樁上的多個矯偏滑輪組,包括定滑輪組和動滑輪組;所述抗震電塔上的矯偏點與矯偏滑輪組間的對應(yīng)為,當電塔受震波作用時,位移較大的矯偏點與定滑輪組相連,位移小的矯偏點則與動滑輪組相連;該設(shè)計使得矯偏滑輪組對矯偏點的施力能依據(jù)鐵塔形變而變化,由于電塔各部位在震波中的位移是不同的,例如在震波中,電塔頂端易產(chǎn)生較大位移,而且由于頂端承載電力干線使得受震鐵塔頂端的側(cè)向力較大,此處與定滑輪相連,可以讓頂端受力迅速傳至重錘件處,使矯偏裝置迅速作出響應(yīng),而鐵塔底部由于電塔設(shè)計特點,在震波中位移很小,此處的多個矯偏點可以與動滑輪相連,把多個低位移點的運動進行合并,以降低矯偏裝置對塔底部的響應(yīng)靈敏度,使矯偏裝置的矯偏力相對集中于形變大的區(qū)域,提升矯偏效果。本發(fā)明中,所述彈性傳力機構(gòu)包括傳力端和施力端,傳力端與各矯偏滑輪組的纜繩鉸接,施力端則掛有一重錘件,所述重錘件下端與一彈性基座相接觸;該設(shè)計能使矯偏源的矯偏力輸出能根據(jù)震級不同而變化,例如當僅是微震時,電塔結(jié)構(gòu)位移微小,僅以彈性傳力機構(gòu)及彈性基座間的合力提供矯偏力即可,而當強震時,電塔結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大位移,重錘件在滑輪纜繩、彈性傳力機構(gòu)的牽引下離開彈性基座,使矯偏源的矯偏力達到最大。本發(fā)明中,所述矯偏樁下寬上窄,該結(jié)構(gòu)使矯偏樁能在受震波影響時不易傾倒,保持穩(wěn)定。本發(fā)明中,所述矯偏滑輪組設(shè)置于矯偏樁上,或是經(jīng)高強度支架與矯偏樁相連;此結(jié)構(gòu)可以使本發(fā)明所述裝置可以改變矯偏力的方向,例如當對電塔高層進行矯偏時,可以把對應(yīng)滑輪組以高強度支架設(shè)于高處,使矯偏力能趨近水平地作用于矯偏點,減少垂直向分力,提升矯偏效果。本發(fā)明中,所述抗震電塔塔心中空部的地面處設(shè)有垂直向的矯偏樁;該設(shè)計中,由于矯偏樁設(shè)于塔心中部的地面,對電塔的矯偏力趨向塔中軸及地面,以與塔體本體的傳統(tǒng)設(shè)計配合,由于塔體傳統(tǒng)設(shè)計中會設(shè)計大量橫向支桿,鐵塔本身也具備較高承重性能,因此本發(fā)明的矯偏力源能在使用大質(zhì)量重錘時,不對塔身造成大的負載。附圖說明下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進一步詳細的說明:附圖1是本發(fā)明所述抗震電塔在未受震或微震時的示意圖;附圖2是本發(fā)明所述抗震電塔受強震時的示意圖;圖中:1-塔體;2-矯偏滑輪組;3-滑輪纜繩;4-矯偏樁;5-矯偏樁;6-彈性傳力機構(gòu);7-重錘件;8-彈性基座;9-矯偏點;10-動滑輪組;11-定滑輪組;12-矯偏樁中軸處的通孔;13-重錘井。具體實施方式如圖1、圖2所示,一種具有柔變應(yīng)力的抗震電塔,包括電塔本體,其設(shè)有矯偏力源,在地震時按電塔不同部位的位移值提供柔變的矯偏應(yīng)力以防止電塔倒塌,所述抗震電塔包括塔體1、矯偏點9和矯偏力源,所述塔體按各部位在地震時的受力特性及位移特性,在其主要承力結(jié)構(gòu)的不同高度、不同方向上設(shè)置多個矯偏點9;所述矯偏力源包括矯偏樁4、矯偏滑輪組2、彈性傳力機構(gòu)6、重錘件7和彈性基座8。所述抗震電塔塔心中空部的地面處設(shè)有垂直向的矯偏樁4,矯偏樁4處設(shè)有多個與矯偏點9對應(yīng)的矯偏滑輪組2,各矯偏滑輪組2處的纜繩3一端鉸接于塔體1處的對應(yīng)矯偏點9處,另一端鉸接于彈性傳力機構(gòu)6,所述彈性傳力機構(gòu)6包括傳力端和施力端,傳力端與各矯偏滑輪組2的纜繩3鉸接,施力端則掛有一重錘件7,所述重錘件7下端與一彈性基座8相接觸。當受到地震震波作用時,塔體1各矯偏點9產(chǎn)生的移動,經(jīng)矯偏滑輪組2轉(zhuǎn)換為拉力,經(jīng)彈性傳力機構(gòu)6對重錘件7進行提拉,在提拉過程中,重錘件7、彈性傳力機構(gòu)6及彈性基座8產(chǎn)生柔變的矯偏應(yīng)力對各矯偏點9進行矯偏,使電塔本體結(jié)構(gòu)在震害中趨于穩(wěn)定。所述矯偏樁4上的多個矯偏滑輪組2,包括定滑輪組和動滑輪組10。所述抗震電塔上的矯偏點9與矯偏滑輪組2間的對應(yīng)為,當電塔受震波作用時,位移較大的矯偏點與定滑輪組11相連,位移小的矯偏點則與動滑輪組10相連。所述矯偏樁5下寬上窄,樁體中軸部設(shè)有多個供滑輪纜繩穿過的通孔12。所述抗震電塔下方設(shè)有重錘井13,所述重錘件7、彈性基座8和彈性傳力機構(gòu)6設(shè)于重錘井13內(nèi)。所述抗震電塔為貓頭塔或鼓形塔。所述矯偏滑輪組2設(shè)置于矯偏樁4上,或是經(jīng)高強度支架與矯偏樁4相連。實施例:按電塔的功用及類型,在其主要承力結(jié)構(gòu)的不同高度、不同方向上設(shè)置多個矯偏點9與矯偏力源的滑輪纜繩3相連,滑輪組經(jīng)彈性傳力機構(gòu)連接至重錘件7,重錘件7受到纜繩預(yù)拉,重錘件7下部觸及彈性基座8,彈性傳力機構(gòu)、彈性基座均有承力。塔體高處的矯偏點因其在震害時的位移大,所以與定滑輪組11相連,塔體低處的矯偏點因其在震害時的位移很小,所以用動滑輪組10來匯集連接多個低處矯偏點的纜繩。當?shù)卣饡r,塔體晃動使矯偏點9產(chǎn)生位移,矯偏樁與塔體同步晃動,如震波輕微,矯偏點9與矯偏樁的相對距離不發(fā)生變化,則矯偏力源不工作。當塔體因劇烈晃動發(fā)生變形,使矯偏點9與矯偏樁的相對距離產(chǎn)生變化時,塔體1各矯偏點9產(chǎn)生的移動,經(jīng)矯偏滑輪組2轉(zhuǎn)換為拉力,經(jīng)彈性傳力機構(gòu)6對重錘件7進行提拉,在提拉過程中,重錘件7、彈性傳力機構(gòu)6及彈性基座8產(chǎn)生柔變的矯偏應(yīng)力對各矯偏點9進行矯偏,使電塔本體結(jié)構(gòu)在震害中趨于穩(wěn)定。當?shù)卣鹫鸺壭r,塔體矯偏點9與矯偏樁的相對距離變化小,矯偏滑輪組2拉力僅以彈性傳力機構(gòu)6、彈性基座8的彈力即可抵消,重錘件7仍與彈性基座8相接。當強震時,塔體矯偏點9與矯偏樁的相對距離變化大,矯偏滑輪組2拉力把重錘件7大幅拉升,脫離彈性基座,使矯偏力源的力輸出達到最大,但并不繼續(xù)上升,以防止過大的矯偏力輸出損壞塔體。