一種用于安裝輸電塔架的大直徑地腳螺栓的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于安裝輸電塔架的大直徑地腳螺栓，用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成，包括錨固埋置于混凝土地基中的下部和露出混凝土地基的上部，地腳螺栓下部的螺栓桿上設(shè)有肋條紋，地腳螺栓上部的螺栓桿上設(shè)有連接螺帽的螺紋。本發(fā)明的地腳螺栓采用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（FRP）的螺栓替代金屬制品，同時(shí)設(shè)計(jì)合理的肋條紋形式解決復(fù)雜環(huán)境中結(jié)構(gòu)因腐蝕而導(dǎo)致耐久性不足的問(wèn)題，錨固握裹力高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】 一種用于安裝輸電塔架的大直徑地腳螺栓

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土建交通、電力等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)用材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體說(shuō)是一種用于安裝輸電塔架的大直徑地腳螺栓。

【背景技術(shù)】
[0002]目前地腳螺栓作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)、設(shè)備連接的重要工具，目前常用的地腳螺栓多采用鋼材制作，且由于輸電塔架多處于野外等較為復(fù)雜的環(huán)境中，存在混凝土中鋼筋銹蝕、螺栓上部錨固強(qiáng)度及錨固可靠度不足、耐久性較低等情況。因?yàn)榈啬_螺栓埋在基礎(chǔ)中，上述情況發(fā)生在內(nèi)部，人們用肉眼難以看到起內(nèi)部的錨固銹蝕的情況，因此地腳螺栓的腐蝕及錨固強(qiáng)度不足的情況往往沒(méi)有引起人們的重視。然而地腳螺栓通常埋置在混凝土構(gòu)件中，承受著介質(zhì)以及環(huán)境的雙重作用，其情況不容樂(lè)觀(guān)。如人們熟悉的大亞灣核電站核島容器的地腳螺栓，其腐蝕情況螺栓外表面受腐蝕情況較為嚴(yán)重，部分螺栓已失去金屬光澤，并會(huì)發(fā)生大塊剝落現(xiàn)象。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種簡(jiǎn)單、高效的用于安裝輸電塔架的大直徑地腳螺栓。
[0004]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種用于安裝輸電塔架的大直徑地腳螺栓，用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料⑶即)通過(guò)拉擠成型生產(chǎn)工藝制成，包括錨固埋置于混凝土地基中的下部和露出混凝土地基的上部，地腳螺栓下部的螺栓桿上設(shè)有肋條紋，地腳螺栓上部的螺栓桿上設(shè)有連接螺帽的螺紋。地腳螺栓下部采用拉擠纏繞成型工藝，地腳螺栓下部采用短纖維擠壓成型工藝制作，與鋼材相比，纖維復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐高溫、耐久性好、便捷施工等一系列優(yōu)點(diǎn)，在工程領(lǐng)域？即材料得到了越來(lái)越多的關(guān)注。傳統(tǒng)的鋼材制作的地腳螺栓在復(fù)雜環(huán)境中易出現(xiàn)銹蝕、錨固可靠度不足、地腳螺栓銹蝕后應(yīng)力損失使結(jié)構(gòu)可靠性降低等。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料地腳螺栓具有較高的錨固性能且耐久性較好，因此，在當(dāng)下輸電線(xiàn)線(xiàn)路處于野外、地腳螺栓面臨更加復(fù)雜的環(huán)境的情況下，輸電塔塔架與基礎(chǔ)連接時(shí)采用高握裹力大直徑纖維增強(qiáng)復(fù)合材料地腳螺栓是很有必要的。
[0005]進(jìn)一步地設(shè)計(jì)方案中，地腳螺栓的直徑為40-100111111，地腳螺栓下部的螺栓桿的長(zhǎng)度大于地腳螺栓的直徑的25倍，肋條紋的肋條高度與間距的比值為0.06-0.08。針對(duì)不同的直徑和設(shè)計(jì)承載力的要求，設(shè)計(jì)合理的肋條紋間距、肋條紋深度及螺帽的長(zhǎng)度，使地腳螺栓滿(mǎn)足塔架結(jié)構(gòu)對(duì)抗拔承載力和抗剪承載力的要求。通過(guò)對(duì)直徑為18臟、20111111及22臟的地腳螺栓桿的抗拔承載力試驗(yàn)可得，其可抗拔承載力分別大于51617。證明纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成的螺栓具有較高的抗拔承載力，滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)對(duì)承載力的要求。由于采用拉擠纏繞成型工藝，上述參數(shù)在螺栓桿的設(shè)計(jì)加工是較為容易的，使地腳螺栓簡(jiǎn)約材料滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，滿(mǎn)足塔架結(jié)構(gòu)對(duì)抗拔承載力和抗剪承載力的要求。
[0006]進(jìn)一步地設(shè)計(jì)方案中，本發(fā)明的地腳螺栓還包括螺紋連接于地腳螺栓下部的螺栓桿底端的增強(qiáng)套。螺栓桿與混凝土可靠地粘結(jié)錨固決定地腳螺栓錨固力的傳遞，分析表明帶螺紋的螺栓桿與混凝土具有較好的協(xié)同作用。根據(jù)二者協(xié)同作用關(guān)系設(shè)計(jì)合理的錨固長(zhǎng)度，同時(shí)，還可采用以螺紋連接方式在地腳螺栓下部的螺栓桿底端增加增強(qiáng)套，便于施工且能提高可靠度，提高螺栓桿在結(jié)構(gòu)中的錨固性能；特別是在地腳螺栓下部錨固長(zhǎng)度不足時(shí)在混凝土中螺栓桿錨固端部設(shè)計(jì)合理的增強(qiáng)套，提高螺栓桿在結(jié)構(gòu)中的錨固性能。
[0007]進(jìn)一步地設(shè)計(jì)方案中，還包括鋼管式法蘭、墊板和螺帽，安裝輸電塔架時(shí)，通過(guò)依次套裝于地腳螺栓上部的螺栓桿上的鋼管式法蘭、墊板和螺帽，將輸電塔架固定在混凝土地基上。設(shè)計(jì)合理的螺栓形式解決復(fù)雜環(huán)境中結(jié)構(gòu)因腐蝕而導(dǎo)致耐久性不足的問(wèn)題，法蘭上部的螺栓采用雙螺帽緊固形式，提高了錨固強(qiáng)度，減小了地腳螺栓的變形和應(yīng)力損失，保證了結(jié)構(gòu)連接的有效性和可靠性。提高地腳螺栓的握裹力。采用技術(shù)成熟的螺栓法蘭連接形式，
纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中的纖維選自碳纖維或玄武巖纖維或玻璃纖維或芳綸纖維。
[0008]使用本發(fā)明的地腳螺栓安裝輸電塔塔架，需要在澆筑輸電塔塔架基礎(chǔ)混凝土前，預(yù)先在設(shè)計(jì)位置安置一定長(zhǎng)度的地腳螺栓，埋置長(zhǎng)度可根據(jù)設(shè)計(jì)承載力和二者協(xié)同作用關(guān)系計(jì)算；如果由于特殊情況地腳螺栓桿的埋置長(zhǎng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)長(zhǎng)度時(shí)，可在螺栓桿錨固端部設(shè)計(jì)合理的增強(qiáng)套，提高螺栓桿在混凝土結(jié)構(gòu)中的錨固性能。在輸電塔基礎(chǔ)部分的混凝土達(dá)到養(yǎng)護(hù)時(shí)間后，安裝上部結(jié)構(gòu)。按照工藝流程進(jìn)行安裝，先立塔后進(jìn)行地腳螺栓的安裝，法蘭上部的螺栓采用雙螺帽形式，提高了地腳螺栓的握裹力，安裝過(guò)程中，通過(guò)控制地腳螺栓螺帽施加的扭矩確保地腳螺栓安裝到位，確保輸電塔塔架的安全性。
[0009]本發(fā)明具有以下突出的有益效果:
本發(fā)明的地腳螺栓采用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料⑶即)的螺栓替代金屬制品，同時(shí)設(shè)計(jì)合理的肋條紋形式解決復(fù)雜環(huán)境中結(jié)構(gòu)因腐蝕而導(dǎo)致耐久性不足的問(wèn)題，錨固握裹力高；由于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有輕質(zhì)的特點(diǎn)，螺栓法蘭連接結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，便于施工和質(zhì)量控制。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明的用于安裝輸電塔架的大直徑地腳螺栓結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為地腳螺栓下部上的肋條紋結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明的用于安裝輸電塔架的大直徑地腳螺栓安裝使用示意圖；
圖中，1-地腳螺栓下部，2-地腳螺栓上部，3-肋條紋，4-增強(qiáng)套，5-鋼管式法蘭，6-墊板，7-螺帽，8-混凝土地基。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
實(shí)施例1
參見(jiàn)圖1-圖3，本發(fā)明的用于安裝輸電塔架的大直徑地腳螺栓，用玄武巖纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成，包括錨固埋置于混凝土地基8中的下部1和露出混凝土地基8的上部2，地腳螺栓下部1的螺栓桿上設(shè)有肋條紋3，地腳螺栓上部2的螺栓桿上設(shè)有連接螺帽7的螺紋。地腳螺栓的直徑0為40皿，地腳螺栓下部1的螺栓桿的長(zhǎng)度[為1.加，地腳螺栓下部1的螺栓桿上的肋條紋3的間距1為20！11111，肋條高度1！為1.；在地腳螺栓下部1的螺栓桿底端還螺紋連接有50皿長(zhǎng)的增強(qiáng)套4 ；使用該地腳螺栓安裝輸電塔架時(shí)，在澆筑輸電塔塔架基礎(chǔ)混凝土前，預(yù)先在設(shè)計(jì)位置將地腳螺栓下部1安置于基礎(chǔ)混凝土中，在輸電塔基礎(chǔ)部分的混凝土達(dá)到養(yǎng)護(hù)時(shí)間后，放置好輸電塔塔架，然后依次將鋼管式法蘭5、墊板6和雙螺帽7套裝于地腳螺栓上部2，擰緊雙螺帽7，將輸電塔架固定在混凝土地基8上。
[0012]實(shí)施例2
參見(jiàn)圖1-圖2，本發(fā)明的用于安裝輸電塔架的大直徑地腳螺栓，用芳綸纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成，包括錨固埋置于混凝土地基8中的下部1和露出混凝土地基8的上部2，地腳螺栓下部1的螺栓桿上設(shè)有肋條紋3，地腳螺栓上部2的螺栓桿上設(shè)有連接螺帽7的螺紋。地腳螺栓的直徑0為100皿，地腳螺栓下部1的螺栓桿的長(zhǎng)度[為2.5%地腳螺栓下部1的螺栓桿上的肋條紋3的間距1為肋條高度1！為2.2^ ；使用該地腳螺栓安裝輸電塔架時(shí)，在澆筑輸電塔塔架基礎(chǔ)混凝土前，預(yù)先在設(shè)計(jì)位置將地腳螺栓下部1安置于基礎(chǔ)混凝土中，在輸電塔基礎(chǔ)部分的混凝土達(dá)到養(yǎng)護(hù)時(shí)間后，放置好輸電塔塔架，然后依次將鋼管式法蘭5、墊板6和雙螺帽7套裝于地腳螺栓上部2，擰緊雙螺帽7，將輸電塔架固定在混凝土地基8上。
[0013]以上是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時(shí)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于安裝輸電塔架的大直徑地腳螺栓，其特征在于，該地腳螺栓用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成，包括錨固埋置于混凝土地基中的下部和露出混凝土地基的上部，所述地腳螺栓下部的螺栓桿上設(shè)有肋條紋，所述地腳螺栓上部的螺栓桿上設(shè)有連接螺帽的螺紋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于安裝輸電塔架的大直徑地腳螺栓，其特征在于，所述地腳螺栓的直徑為40-100mm，所述地腳螺栓下部的螺栓桿的長(zhǎng)度大于所述地腳螺栓的直徑的25倍，所述肋條紋的肋條高度與間距的比值為0.06-0.08。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于安裝輸電塔架的大直徑地腳螺栓，其特征在于，還包括螺紋連接于所述地腳螺栓下部的螺栓桿底端的增強(qiáng)套。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于安裝輸電塔架的大直徑地腳螺栓，其特征在于，還包括鋼管式法蘭、墊板和螺帽，安裝輸電塔架時(shí)，通過(guò)依次套裝于所述地腳螺栓上部的螺栓桿上的鋼管式法蘭、墊板和螺帽，將輸電塔架固定在混凝土地基上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于安裝輸電塔架的大直徑地腳螺栓，其特征在于，所述螺帽采用雙螺帽緊固。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于安裝輸電塔架的大直徑地腳螺栓，其特征在于，所述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中的纖維選自碳纖維或玄武巖纖維或玻璃纖維或芳綸纖維。
【文檔編號(hào)】F16M7/00GK104373778SQ201410590047
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】孫建龍, 王庭華, 汪昕, 吳智深, 朱中國(guó), 范家俊, 金云東 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院, 南京電力工程設(shè)計(jì)有限公司, 江蘇綠材谷新材料科技發(fā)展有限公司, 東南大學(xué)