可拆卸GFRP管混凝土电杆长向对接装置及其安装方法与流程

可拆卸gfrp管混凝土电杆长向对接装置及其安装方法
技术领域
1.本发明涉及一种可拆卸gfrp管混凝土电杆长向对接装置及其安装方法，属于土木工程技术领域。


背景技术：

2.在输电线路结构中，gfrp管离心混凝土电杆可作为输电线路自立塔的主杆，与传统输电杆相比，其具有不导电，可减少线路占地的优点，其次还具有节省模板、增强约束、耐腐蚀等优点，此外浇筑电杆混凝土采用离心施工工艺，这种方法既能提高电杆整体性和强度，也能加快工厂预制进度，简化生产流程，但由于不能焊接，gfrp管离心混凝土电杆的长向对接成为工程问题。
3.已有的gfrp管构件长向对接方式主要是通过将gfrp管构件插入带法兰盘的钢管内并灌胶的连接方式固定，由于胶的寿命有限，这种固定方式耐久性差，不稳定，不可拆卸，安装过程复杂，无法预制装配。
4.基于此，做出本技术。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的gfrp管离心混凝土电杆的长向对接问题，本发明提供了一种可拆卸gfrp管混凝土电杆长向对接装置及其安装方法，实现装配式安装流程，同时保证整体拼接构件的强度和稳定性。
6.为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：一种可拆卸gfrp管混凝土电杆长向对接装置，包括法兰锥套、设于法兰锥套上的法兰盘、分布于法兰盘上的螺孔、以及安装于法兰锥套内的涨紧锥套；涨紧锥套的锥形外壁与法兰锥套的锥形内壁贴合锥紧；所述电杆插入所述涨紧锥套内与涨紧锥套贴合；位于上部的电杆底部安装一所述长向对接装置，位于下部的电杆顶部安装另一所述长向对接装置；两个长向对接装置的法兰盘固定实现上下两根电杆的长向对接；所述电杆包括gfrp管和浇筑于gfrp管内环形的离心混凝土，所述离心混凝土的环形内壁上设置有内支撑构件；所述涨紧锥套环向不闭合，且设有多个纵向间隙。
7.本发明提供了一种优选方案，所述内支撑构件包括中心杆、分别安装于中心杆两侧的两根可伸缩支撑杆、以及分别安装于两根可伸缩支撑杆末端的钢板；所述可伸缩支撑杆通过伸缩改变两侧钢板与中心杆之间的距离。
8.本发明提供了一种优选方案，可伸缩支撑杆的伸缩结构为，支撑杆的一端与钢板转动连接，支撑杆的另一端与中心杆转动连接，中心杆上下移动带动两侧支撑杆伸缩改变两侧钢板与中心杆之间的距离。
9.本发明提供了一种优选方案，所述支撑杆的一端套设有固定管，固定管与钢板固定连接，支撑杆的一端设有弹簧，弹簧与钢板固定，固定管与支撑管之间设有限位片，限位片与支撑杆之间设有滚珠。
10.本发明提供了一种优选方案，所述中心杆上设有滑块，支撑杆的另一端与所述滑块铰接；所述中心杆上设有螺纹，滑块与中心杆螺纹配合，滑块两端设有与中心杆螺纹配合的滑块螺帽，通过滑块螺帽实现滑块在中心杆上限位固定。
11.本发明提供了一种优选方案，法兰锥套的内壁锥度小于摩擦角arctan0.15，锥度为法兰锥套内壁母线与gfrp管母线形成的夹角。
12.本发明提供了一种优选方案，涨紧锥套的设计要求为：t/（l
∙
π
∙
d
∙
τ）≦1，t表示gfrp管混凝土电杆轴拉承载力，l表示涨紧锥套高度，d表示涨紧锥套直径，τ表示涨紧锥套与gfrp管壁摩擦力。
13.本发明提供了一种优选方案，法兰锥套的抗弯刚度不小于gfrp管混凝土电杆构件抗弯刚度，用公式表示为e
s
i
s
≧（e
f
i
f
0.85e
c
i
c
),其中e
s
表示法兰锥套的初始弹性模量、i
s
表示法兰锥套的截面惯性矩、e
f
表示gfrp管的初始弹性模量、i
f
表示gfrp管的截面惯性矩、e
c
表示离心混凝土的初始弹性模量、i
c
表示离心混凝土的截面惯性矩。
14.一种可拆卸gfrp管混凝土电杆长向对接安装方法，包括如下步骤：首先将对接装置放置在gfrp管混凝土电杆拼接位置，再将内支撑构件放入gfrp管混凝土电杆内，推动滑块直至支撑杆水平抵住钢板、钢板与混凝土内壁完全贴合后用螺帽将滑块固定在中心杆上，然后将带隙的涨紧锥套插入法兰锥套与gfrp管外壁的空隙内向下锤击，锤击过程中涨紧锥套管壁上的纵向间隙逐渐闭合，直至涨紧锥套与法兰锥套内壁、gfrp管外壁实现涨紧连接。
15.本发明能实现如下技术效果：本发明可拆卸gfrp管混凝土电杆长向对接装置通过法兰盘、法兰锥套，安装全过程为预制装配式；同时采用涨紧锥套，涨紧锥套通过锤击，利用锥度实现与法兰锥套内壁、gfrp管外壁紧密接触，可以保证连接的可靠性，同时在电杆混凝土内壁设置了内支撑构件，进一步增强了电杆与连接法兰的稳定性。
16.同时本发明提出对接法兰、涨紧锥套和内支撑构件的尺寸设计要求，使得长向对接法兰满足强度要求、gfrp管混凝土电杆拼接构件满足抗弯刚度要求，同时增强连接处稳定性。
附图说明
17.图1是本实施例长向对接装置中法兰锥套和法兰盘的三维效果图；图2是本实施例长向对接装置装配连接示意图；图3是本实施例长向对接装置中锥套涨紧连接效果图；图4是本实施例长向对接装置中锥套涨紧连接剖面示意图一；图5是本实施例长向对接装置中锥套涨紧连接剖面示意图二；图6是本实施例长向对接装置中锥套涨紧连接受力示意图；图7是本实施例长向对接装置上下电杆装配完成后剖面示意图；图8是本实施例长向对接装置中内支撑构件的俯视图（支撑前）；图9是本实施例长向对接装置中内支撑钢板的俯视图（支撑后）；图10是图8中剖面1
‑
1示意图；图11是图9中剖面2
‑
2示意图；
图12是本实施例长向对接装置中内支撑构件的支撑杆端部与固定管的连接结构。
18.标注说明：法兰锥套1，法兰盘2，螺孔3，涨紧锥套4，gfrp管5，离心混凝土6，螺杆7，螺栓螺帽8，中心杆9，滑块10，滑块螺帽11，固定管12，弹簧13，支撑杆14，限位片15，滚珠16，钢板17。
具体实施方式
19.为了使本发明的技术手段及其所能达到的技术效果，能够更清楚更完善的披露，兹提供了以下实施例，并结合附图作如下详细说明：如图1 至图12所示，本实施例的一种可拆卸gfrp管混凝土电杆长向对接装置，包括法兰锥套、设于法兰锥套上的法兰盘、分布于法兰盘上的螺孔、以及安装于法兰锥套内的涨紧锥套；涨紧锥套的锥形外壁与法兰锥套的锥形内壁贴合锥紧；电杆插入涨紧锥套内与涨紧锥套贴合；位于上部的电杆底部安装一长向对接装置，位于下部的电杆顶部安装另一长向对接装置；两个长向对接装置的法兰盘固定实现上下两根电杆的长向对接。
20.本实施例优选的，电杆包括gfrp管和浇筑于gfrp管内环形的离心混凝土，离心混凝土的环形内壁上设置有内支撑构件。内支撑构件可以增强电杆与连接法兰的稳定性。
21.本实施例优选的，内支撑构件包括中心杆、分别安装于中心杆两侧的两根可伸缩支撑杆、以及分别安装于两根可伸缩支撑杆末端的钢板；可伸缩支撑杆通过伸缩改变两侧钢板与中心杆之间的距离。通过可伸缩的结构，便于将内支撑构件安装至电杆内部，现场装配灵活度高。
22.本实施例优选的，可伸缩支撑杆的伸缩结构为，支撑杆的一端与钢板转动连接，支撑杆的另一端与中心杆转动连接，中心杆上下移动带动两侧支撑杆伸缩改变两侧钢板与中心杆之间的距离。通过转动方式实现伸缩结构较为简单，操作较为简便。
23.本实施例优选的，支撑杆的一端套设有固定管，固定管与钢板固定连接，支撑杆的一端设有弹簧，弹簧与钢板固定，固定管与支撑管之间设有限位片，限位片与支撑杆之间设有滚珠。通过上述结构，可以使支撑杆的端部沿固定管内部伸缩，且滚珠的设置使伸缩较为灵活轻松，可以释放伸缩时产生的力。固定管与钢板固定连接（可采用焊接），弹簧使该支撑体系可以伸缩，且固定管能有效稳定地传递弹簧带来的支撑力。
24.本实施例优选的，中心杆上设有滑块，支撑杆的另一端与滑块铰接；中心杆上设有螺纹，滑块与中心杆螺纹配合，滑块两端设有与中心杆螺纹配合的滑块螺帽，通过滑块螺帽实现滑块在中心杆上限位固定。采用螺杆形式的中心杆，只需转动中心杆即可实现滑块的上下直线移动，伸缩操作方便且伸缩间距可准确精细地调整。
25.本实施例优选的，涨紧锥套环向不闭合，且设有多个纵向间隙。通过不闭合的结构和纵向间隙可以实现装配式安装的同时保证连接的可靠性。
26.本实施例优选的，法兰锥套的内壁锥度小于摩擦角arctan0.15，锥度为法兰锥套内壁母线与gfrp管母线形成的夹角。
27.本实施例优选的，如图6所示，涨紧锥套可以保证gfrp管混凝土电杆承受轴拉力时不会被拔出，涨紧锥套的设计要求为：t/（l
∙
π
∙
d
∙
τ）≦1，t表示gfrp管混凝土电杆轴拉承载力，l表示涨紧锥套高度，d表示涨紧锥套直径，τ表示涨紧锥套与gfrp管壁摩擦力。
28.本实施例优选的，如图5所示，水平力作用是gfrp管混凝土电杆的常见工况之一，
为确保法兰连接后的电杆在该工况下正常工作，设计时应法兰锥套的抗弯刚度不小于gfrp管混凝土电杆构件抗弯刚度，用公式表示为e
s
i
s
≧（e
f
i
f
0.85e
c
i
c
),其中e
s
表示法兰锥套的初始弹性模量、i
s
表示法兰锥套的截面惯性矩、e
f
表示gfrp管的初始弹性模量、i
f
表示gfrp管的截面惯性矩、e
c
表示离心混凝土的初始弹性模量、i
c
表示离心混凝土的截面惯性矩。
29.本实施例可拆卸gfrp管混凝土电杆长向对接安装方法，包括如下步骤：首先将对接装置放置在gfrp管混凝土电杆拼接位置，再将内支撑构件放入gfrp管混凝土电杆内，推动滑块直至支撑杆水平抵住钢板、钢板与混凝土内壁完全贴合后用螺帽将滑块固定在中心杆上，然后将带隙的涨紧锥套插入法兰锥套与gfrp管外壁的空隙内向下锤击，锤击过程中涨紧锥套管壁上的纵向间隙逐渐闭合，直至涨紧锥套与法兰锥套内壁、gfrp管外壁实现涨紧连接。
30.以上内容是结合本发明的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。