一种蜂窝式高强钢输电杆塔制造技术

本实用新型专利技术提供一种蜂窝式高强钢输电杆塔，包括竖直设置在塔基上的塔身，塔身上水平设有横担和地线支架，其改进之处在于：塔身由两端设有法兰的塔节连接而成，塔节包括同轴设置的外层和加强层，在外层和加强层之间设有蜂窝夹层。和现有技术比，本实用新型专利技术提供的蜂窝式高强钢输电杆塔，提高了输电杆塔的整体承载力和局部稳定性，并通过减小钢管塔所用高强钢板的厚度，来防止加工中的层裂现象和减小焊接难度，在一定程度上解决高强钢用于输电铁塔的困难，推动了高强钢在输电杆塔中的应用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供一种蜂窝式高强钢输电杆塔，包括竖直设置在塔基上的塔身，塔身上水平设有横担和地线支架，其改进之处在于：塔身由两端设有法兰的塔节连接而成，塔节包括同轴设置的外层和加强层，在外层和加强层之间设有蜂窝夹层。和现有技术比，本技术提供的蜂窝式高强钢输电杆塔，提高了输电杆塔的整体承载力和局部稳定性，并通过减小钢管塔所用高强钢板的厚度，来防止加工中的层裂现象和减小焊接难度，在一定程度上解决高强钢用于输电铁塔的困难，推动了高强钢在输电杆塔中的应用。【专利说明】一种蜂窝式高强钢输电杆塔
本技术涉及一种输电杆塔，具体讲涉及一种蜂窝式高强钢输电杆塔。
技术介绍
近几年来，随着城市土地日益紧张，用电负荷迅速增加，供电网络已不满足用电负荷发展的需要，势必要新建进城线路，对原有的城网线路进行增容改造。为此，城市规划部门一般提供狭窄的高压线路走廊或利用绿化带作为高压架空线路的通道，普通自立式铁塔因为根开宽，需要比较大的走廊，占的位置多，不适合在受限制的走廊内架设；如在同一路径上铺设电缆线路，则投资非常大，工程建设单位往往难于接受，而且容易受城市施工的影响，发生线路事故也不易检修；采用钢筋混凝土电杆，其纵向、环向裂纹问题，一直未能很好的解决。而环形或多边形截面的钢管塔因其结构简单、受力清楚、加工制造容易、施工方便、运行安全可靠、维护工作量小的特点，在新城区的高压架空线路中得到了广泛的应用。 目前用于钢管塔的钢材强度等级一般不高，钢管材质多为Q235和Q345等强度等级，强度不大，不适用于多回路大容量的送电线路。随着世界各国钢铁生产工艺的发展，钢材的强度等级也逐步提高。近年来，高强钢在输电铁塔中逐步得到应用，2004年，在中国西北750kV输电线路中，首次使用了 Q420高强钢；2007年，由中国河南省电力勘测设计院设计的平顶山一洛南500kV线路工程中对Q460铁塔进行了设计应用；2010年，中国河南省电力勘测设计院等研究、设计的我国首个Q690钢管塔，在中国电力科学研究院霸州特高压杆塔试验基地顺利通过真型塔试验，获得成功；之后在平顶山一白河500kV线路工程中首次进行了 Q690铁塔的试点应用，运行情况良好，表面Q690钢管塔的设计理论应用于实际工程是安全可靠的。日本和南韩在钢管塔的设计、制造上也积累了很多的有益经验和数据。日本的跨海线路工程普遍采用钢管结构，在第一条100kV试验线路上也是采用高强度钢材的钢管塔，而在一般的普通线路上，日本多回路钢管塔和钢管杆应用也十分地普遍。 国际上相关输电铁塔应用高强钢的规范一般晚于高强钢的小规模实际应用，只有规范完善后，才有利于高强钢的推广，中国规范GB50017-2003《钢结构设计规范》和GB50545-2010 ((IlOkV?750kV架空输电线路设计规范》中钢材的最高强度等级为420MPa，而一些国家的铁塔设计标准中给出的可选钢材品种较丰富，且其钢材最高强度等级也较高，其中《美国输电铁塔设计导则》(ASCE10-1997)中的强度等级已达到686MPa。 目前，用于输电线路的钢管塔塔身多为环形的钢管形式，通过对高强钢钢管的研究，其推广应用存在以下几个问题: 第一，高强钢管厚度有限，容易发生局部屈曲问题，从而造成杆塔局部失稳； 第二，如果加工较厚的高强钢管，加工中容易出现层状撕裂问题； 第三，较厚的高强钢管焊接难度较大，焊接质量不能保证。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供了一种蜂窝式高强钢输电杆塔，提高了输电杆塔的整体承载力和局部稳定性，并通过减小钢管塔所用高强钢板的厚度，来防止加工中的层裂现象和减小焊接难度，在一定程度上解决高强钢用于输电铁塔的困难，推动了高强钢在输电杆塔中的应用。 本技术的目的是采用下述技术方案实现的: 本技术提供的一种蜂窝式高强钢输电杆塔，包括竖直设置在塔基上的塔身，所述塔身上水平设有横担和地线支架，其改进之处在于:所述塔身由两端设有法兰的塔节连接而成，所述塔节包括同轴设置的外层和加强层，在所述外层和加强层之间设有蜂窝夹层。 其中，所述蜂窝夹层与外层和加强层的间隙均介于3mm?6mm之间。 其中，所述蜂窝夹层与外层和加强层的间隙相等。 其中，所述蜂窝夹层与外层和加强层之间通过粘结层连接。 其中，所述粘结层包括环氧树脂、固化剂和铜粉。 其中，所述外层、蜂窝夹层和加强层均采用屈服强度大于420MPa的高强钢板。 其中，所述外层的壁厚tl为25mm ^ tl > 4.5mm ;所述加强层的壁厚t2为tl彡t2> 4.5mm ;所述蜂窝夹层的壁厚t3为t3 < 4.5mm。 其中，所述高强钢板经冷弯为波形板后冲压弯曲焊接成所述蜂窝夹层。 其中，所述高强钢板经冲压弯曲后焊接成所述外层和加强层。 其中，所述外层和加强层的焊缝为直焊缝，所述外层焊缝与加强层焊缝位于同一平面且朝向相反。 其中，位于所述塔节两端处的外层、蜂窝夹层和加强层之间通过焊接连接。 其中，所述塔节与法兰为平接连接，所述法兰与塔节之间设有加劲板。 其中，所述法兰与外层和加强层通过焊接分别连接。 其中，所述法兰之间通过螺栓连接。 其中，所述塔节两端连接法兰后的长度小于等于9米。 其中，所述塔基为预埋在水平地面的外杯口型钢筋混凝土基础，由所述塔节连接构成的塔身根部通过水泥固定设置在外杯口型钢筋混凝土基础中；所述塔身埋入的深度h大于塔身最大外径d的1.5倍。 其中，所述塔身与横担和地线支架之间设有连接节点，所述连接节点包括横纵交叉设置的连接板和加强板，所述连接板和加强板与塔身之间通过焊接连接；所述横担和地线支架通过螺栓与连接节点连接。 与现有技术相比，本技术达到的有益效果是: 1、本技术提供的蜂窝式高强钢输电杆塔，采用的高强钢管可以使用径厚很大的钢管，比起环形高强钢加工，本专利技术的高强钢管更容易加工，加工过程中可以有效避免层裂现象。 2、本技术提供的蜂窝式高强钢输电杆塔，采用的高强钢管较薄，更容易焊接，且焊接质量要好于较厚的环形钢板。 3、本技术提供的蜂窝式高强钢输电杆塔，采用的蜂窝夹层可以增加塔身的局部稳定性，能够防止塔身局部屈曲。 4、本技术提供的蜂窝式高强钢输电杆塔，外层的设计起到了支撑杆塔的主要作用。 5、本技术提供的蜂窝式高强钢输电杆塔，内层的加强层设计起到了支撑杆塔的次要作用，其主要作用为固定蜂窝夹层的变形。 6、本技术提供的蜂窝式高强钢输电杆塔，采用的蜂窝夹层提高了输电杆塔的整体承载力。 7、本技术提供的蜂窝式高强钢输电杆塔，整体的结构紧凑，科学合理，减少了输电走廊的宽度，具有广阔的市场前。 【专利附图】【附图说明】 图1是:薄板经辊压冷弯成波形的冷弯板侧面结构示意图； 图2是:本技术提供的加强层的截面结构示意图； 图3是:本技术提供的蜂窝夹层的截面结构示意图； 图4是:本技术提供的外层的截面结构示意图； 图5是:本技术提供的塔身的截面结构示意图； 图6是:本技术提供的塔身和法兰的平接连接截面示意图: 图7是:本技术提供的塔身与横担和地线支架的连接节点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蜂窝式高强钢输电杆塔，包括竖直设置在塔基上的塔身，所述塔身上水平设有横担和地线支架，其特征在于：所述塔身由两端设有法兰的塔节连接而成，所述塔节包括同轴设置的外层和加强层，在所述外层和加强层之间设有蜂窝夹层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭明，刘海锋，邢海军，杨靖波，杨风利，苏志钢，黄耀，
申请(专利权)人：国家电网公司，中国电力科学研究院，国网福建省电力有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11