一种大规格角钢杆塔构件制造技术

本实用新型专利技术涉及输电线路铁塔设计领域，更具体涉及一种大规格角钢杆塔构件，角钢两肢的夹角为90°，角钢的肢宽分别为220mm或250mm，角钢的截面面积范围为68cm2～164cm2，角钢的截面回转半径范围为4.2cm～4.9cm，本实用新型专利技术使用该大规格角钢替代传统的组合角钢结构，避免构件偏心受力或受力不均而导致的铁塔早期失效，该杆塔构件耗钢量少、结构设计简单、加工方便、自动化程度高，且施工方便、效率高，特别适合于山区、丘陵等交通不便地区的输电铁塔。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

:本技术涉及输电线路铁塔设计领域，更具体涉及一种大规格角钢杆塔构件。
技术介绍
:输电线路铁塔按主材截面形状的不同，分为角钢塔和钢管塔，它们均属空间桁架结构。其中，角钢塔构件主要由单根或多根等边普通规格角钢组成，其中双拼角钢组合通常使用截面范围为Z 160X10 Z 200X24的普通规格角钢，材料使用Q235、Q345，近年来在国家电网公司的积极推动下，Q420高强钢得到了大规模的推广应用，Q460高强钢在相关科研项目的依托工程上得到探索性应用。随着输电电压等级的升高、输电线路走廊的紧张，采用同塔双回、同塔多回输电线路成为必然趋势，这也使得采用普通角钢的铁塔出现很大的缺陷。首先就是塔高增加、铁塔负载提高，使得塔重较大；再就是构件增加使得加工、安装误差大，各角钢受力不均匀，可导致铁塔早期失效；另外由于塔高增加、铁塔负载提高，普通角钢采用双拼或多拼的加工难度大；最后，由于构造的原因，角钢螺栓的通过厚度和通过层数增加，给铁塔的施工带来较大难度。随着我国国民经济的快速发展，原有的输电铁塔构件已不能满足特高压输电或同塔多回输电技术要求，发展新的输电铁塔构件成为必然趋势
技术实现思路
:本技术克服了现有技术的不足，提供了一种具有耗钢量少、结构设计简单、力口工方便、自动化程度高的大规格角钢杆塔构件，且施工方便、效率高，特别适合于山区、丘陵等交通不便地区的输电铁塔。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案:本技术提供的一种大规格角钢杆塔构件，所述角钢两肢的夹角为90°，所述角钢的肢宽分别为220mm或250mm，所述角钢的截面面积范围为68cm2 164cm2，所述角钢的截面回转半径范围为4.2cm 4.9cm。本技术提供的一种大规格角钢杆塔构件技术方案中，所述角钢的肢宽为220mm时，其截面面积为68.7cm2、截面回转半径为4.37cm。本技术提供的另一优选的一种大规格角钢杆塔构件技术方案中，所述角钢的肢宽为250mm时,其截面面积为163.4cm2、截面回转半径为4.86cm。本技术提供的再一优选的一种大规格角钢杆塔构件技术方案中，所述角钢的材质为Q420。本技术提供的又一优选的一种大规格角钢杆塔构件技术方案中，所述杆塔构件的角钢与角钢之间通过螺栓连接。由于采用了上述技术方案，本技术得到的有益效果是:1、本技术的大规格角钢可以成倍减少双拼和四拼铁塔的加工量，降低角钢间填板焊接质量构成的铁塔不安全隐患；2、本技术使用大规格角钢替代传统的组合角钢结构，避免构件偏心受力或受力不均而导致的铁塔早期失效；3、在截面面积相当时，本技术角钢的回转半径是十字双拼组合角钢回转半径的65% -70%，可以通过适当减小节间长度的方法使稳定系数相当；4、本技术的大规格角钢杆塔构件可以改变双拼和四拼角钢的不合理截面形式，结构整体性好，传力清晰，节点构造简单；5、本技术的大规格角钢杆塔构件优化构造，用大规格角钢替代组合角钢可以大量减少连接螺栓和填板，使铁塔组立的施工量和施工难度大大减轻；6、本技术的大规格角钢杆塔构件采用大规格角钢塔能减低铁塔钢耗指标，有利于造价控制和节能减排，是实现电网基建领域节能减排的重要举措。附图说明图1为本技术大规格角钢杆塔构件结构示意图；图2为采用本技术单根大规格角钢主材示意图；图3为采用双拼普通规格角钢组合主材示意图；图4为采用本技术双拼大规格角钢主材示意图；图5为采用四拼普通规格角钢组合主材示意图；其中，A-本技术角钢构件，B-传统角钢构件；具体实施方式下面结合实施例对技术作进一步的详细说明。实施例1:如图1-5所示，本例的技术一种大规格角钢杆塔构件，通过螺栓连接，形成是输电线路铁塔主材，塔身主材的承截力主要受构件截面面积控制，如果两种构件截面面积和长细比相当，则这两种构件承截力应相当，角钢材料包括Q235、Q345、Q420和Q460，本例大规格角钢优选Q420。普通规格双拼组合角钢2 Z 160X10 2 Z 200X24的截面面积范围为63.0cm2 181.3cm2，其中角钢的肢厚度范围为10 24cm，最小回转半径的范围为6.27cm 7.64cm ;大规格角钢Z 220X16 广250X35的截面面积范围为68.7cm2 163.4cm2,其中角钢的肢厚度范围为16 35cm,最小回转半径的范围为4.37cm 4.86cm。由此可见，只从强度角度考虑，除了组合2 Z 200X24角钢以外，其它规格2 Z 160X10 2 Z 200X18均能找到截面面积相当的大规格角钢。在截面面积相当时，大规格角钢的回转半径是十字双拼组合角钢回转半径的65% 70%，可以通过适当减小节间长度的方法使稳定系数相当。除了 2 Z 200X24外，其它普通规格双拼组合角钢均可由大规格角钢替代；但大规格角钢回转半径比普通规格双拼组合角钢小很多，截面面积相当的大规格单角钢的回转半径为双组合角钢的65% 70%，可以通过适当减小节间长度的方法使稳定系数相当。因此为了充分发挥大规格角钢的承载内力，需要增加辅助材以减小其计算长度。对于十字双拼组合角钢，在实际加工构件时，为了保证组合的整体受力，填板布置较密，数量较多。如2 Z 160X10十字双拼组合角钢，填板16mm厚，一个填板重可达10kg，还需布置10颗M20螺栓。使用大规格角钢可以完全节省填板，而且由于肢宽较大，一般与其相连的辅助材(3个螺栓以内)可以直接连接在角钢肢上，节省了连接板。由于组合角钢构件复杂，通过填板连接在一起的组合构件属格构式，各个构件承截力不能完全一致。通过真型试验发现，十字双拼组合角钢主材受力不均匀可差10%，因此设计铁塔时，主材采用组合角钢还需预留一定的安全裕度。而主材采用单肢大规格角钢，受力简单，设计承截力取值可以较截面相当的组合角钢大一些。在相同承载力要求下，大规格角钢的面积可较组合角钢承值低一些，主材用料可以省一些。在±800kv特高压直流工程中，同一设计条件下设计的角钢试验塔主材分别应用了如图2中的大规格角钢A和如图3中的双组合普通角钢B。大规格角钢试验塔在设计计算应力超过双组合普通角钢试验塔的情况下，承载能力超过了双组合角钢塔，充分说明了大规格角钢具有良好的截面塑性，可有效提高了整塔的极限承载能力，具有更高的可靠性。使用大规格高强角钢有效减轻塔材重量7.8%。从承截能力要求和钢材用量上比较，用单肢大规格角钢替代双拼普通规格角钢组合的角钢塔承载稳定和经济优势明显。当构件受力较大时，单根大规格角钢的承载力也不够，也可以考虑选用如图4中的大规格角钢A双拼组合替换如图5中普通规格角钢B四拼组合。若只从强度角度考虑，除了 4 Z 200X24外，其它普通规格角钢四拼组合均可由大规格角钢双拼组合替代，而大规格角钢双拼组合比普通规格角钢四拼的最小回转半径大些，约为139Γ30%，所以大规格角钢双拼组合可获得更大的节间长度，需要的辅助材量也更少。四组合普通规格角钢可以使用十字双拼大规格角钢进行替代。最后应该说明的是:以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本技术进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大规格角钢杆塔构件，其特征在于：所述角钢两肢的夹角为90°，所述角钢的肢宽分别为220mm或250mm，所述角钢的截面面积范围为68cm2～164cm2，所述角钢的截面回转半径范围为4.2cm～4.9cm。

【技术特征摘要】
2012.05.10 CN 201220209280.31.种大规格角钢杆塔构件，其特征在于:所述角钢两肢的夹角为90°，所述角钢的肢宽分别为220mm或250mm，所述角钢的截面面积范围为68cm2 164cm2，所述角钢的截面回转半径范围为4.2cm 4.9cm。2.权利要求1所述的一种大规格角钢杆塔构件，其特征在于:所述角钢的肢宽...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢海军，李清华，张子富，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：