一种螺栓承压环抱式输电铁塔角钢加固与矫正装置的制作方法

1.本发明涉及输电铁塔结构加固技术，特别涉及一种螺栓承压环抱式输电铁塔角钢加固与矫正装置。


背景技术：

2.目前，输电塔结构本身存在承载力不足或后期损伤，最终导致构件的破坏，甚至引发输电塔结构的倒塌，严重影响人们的正常生产生活，严重的甚至影响灾害救援工作。对于已经发生屈曲破坏的输电塔角钢构件，轻微破坏的情况虽然角钢构件可以继续使用，但是已经发生变形只能更换，造成大量的材料资源浪费因此提高电网抵御自然灾害的能力，对于输电塔进行服役后的加固防护，对于输电塔进行破坏后的杆件进行修复，保证电网在严重的自然灾害下安全稳定运行及供电安全具有重要意义。
3.目前输电塔加固思路主要有两类：第一类是在输电塔的主材上通过各种方法加辅助材，或直接采用另一规格的构件替换原结构中易发生损坏的薄弱构件，以加强构件的承载能力，达到提升铁塔稳定性的目的；第二类是通过在输电塔的节间增设横隔面，增强输电塔薄弱节间的抗剪能力和整体稳定性，提升结构的整体承载能力。然而目前的加固方法大多需要对输电塔的原杆件打孔，导致对原杆件存在削弱，影响输电塔的传力路径和承载能力；或对原有的受力构件进行临时拆卸，这将使铁塔的塔材内力重分布，输电铁塔中的杆件受力更加复杂，导致输电铁塔的承载力确定不明确。


技术实现要素：

4.基于以上研究现状，本发明的目的是提供一种环抱式螺栓承压输电铁塔角钢加固与矫正装置，主要是针对输电塔加固提出的适用于角钢构件的一种输电铁塔可拆卸式防屈曲加固与矫正角钢变形的装置。
5.本发明采用下述技术方案：
6.本发明提出的一种用于铁塔的环抱式螺栓承压输电铁塔角钢加固与矫正装置，包括加固角钢、抱箍、连接器、高强螺栓和加长螺栓；所述加固角钢放置在待加固角钢两肢内侧，所述的加固角钢轴线方向与待加固角钢平行，加固角钢的两肢外壁与待加固角钢内壁贴合；所述的抱箍放置在加固角钢和待加固角钢的外侧，通过高强螺栓连接；所述的抱箍侧壁上设有三组螺纹孔，其中第一、第二组螺纹孔的轴线相互垂直，第一组螺栓穿过第一组螺纹孔对待加固角钢其中一肢外侧施加加固力，第二组螺栓穿过第二组螺纹孔对待加固角钢另一肢外侧施加加固力；第三组螺栓穿过第三组螺纹孔通过连接器对加固角钢施加加固力。
7.进一步的，所述的连接器包括连接器支撑、销轴、支撑垫片，所述的支撑垫片通过销轴与两个连接器支撑相连，两个连接器支撑和支撑垫片能绕销轴进行旋转。
8.进一步的，所述的连接器支撑包括螺栓套筒和螺栓，所述的螺栓套筒的一端与销轴相连，螺栓套筒另一端与第四螺栓配合，所述第四螺栓压在加固角钢上。
9.本发明可以通过改变螺栓孔直径、三组螺栓的直径、螺栓孔数量和调整连接器角度和连接器两侧支撑长度，调整该加固装置的加固效果；对于特殊加固要求的待加固角钢，可以将加固角钢或抱箍沿待加固角钢轴线方向通长，从而提高整个待加固角钢的受压承载力；对于已经发生轻微屈曲变形的输电塔角钢构件，可以将抱箍安装在变形位置后，通过调整中间圆弧钢板上的螺栓的螺距来实现对鼓曲角钢构件的顶升，使其复位，在左右两侧两侧也通过调整螺距来实现对角钢位置的约束，防治过度矫正。
10.本发明的有益效果是：
11.1.本发明提出一种环抱式螺栓承压输电铁塔角钢加固与矫正装置，可以根据加固要求对输电铁塔中承载不足的角钢构件进行加固，可以对已经发生屈曲破坏的输电塔角钢构件进行矫正修复，有效提高输电塔的整体稳定承载能力。
12.2.本发明无需现场对输电塔的原材料打孔，有效避免了有些待加固的输电塔由于地处偏远，导致施工用电的获取存在很大的困难从而施工难度较大的问题。
13.3.本发明无需对原有的受力构件进行临时拆卸，避免局部区域产生复杂的应力重分布，导致输电铁塔在加固过程中处于危险状态。
14.4.本发明中的抱箍侧壁上设有三组螺纹孔，左右两组螺纹孔的轴线相互垂直，且三组螺纹孔对应等间距分布，每个螺纹孔通过对应的加长螺栓对待加固角钢或者加固角钢施加一定的力。
15.5.本发明具有构造简单，维护方便，效果明显的优点，可以有效地提高输电塔杆件承载力和整体稳定性。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
17.图1为一种环抱式螺栓承压输电铁塔角钢加固装置角钢杆件加固装置示意图；
18.图2为一种环抱式螺栓承压输电铁塔角钢加固装置角钢杆件加固装置示意图；
19.图3为一种环抱式螺栓承压输电铁塔角钢加固装置俯视图；
20.图4为一种环抱式螺栓承压输电铁塔角钢加固装置连接器详图；
21.图5为一种环抱式螺栓承压输电铁塔角钢加固装置连接器详图；
22.图中：1原主材杆件，2加固角钢，3第一抱箍，4第二抱箍，5高强螺栓，6
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1连接器支撑，6
‑1‑
1螺栓套筒，6
‑1‑
2螺栓，6
‑
2销轴，6
‑
3支撑垫片，7橡胶垫片，8
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1加长螺栓，8
‑
2加长螺栓，8
‑
3加长螺栓。
具体实施方式
23.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
24.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包
括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
25.为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
26.相比于其他加固装置而言，本装置可以适应多种荷载模式作用，有效提高输电塔的整体稳定承载能力。装置完全为装配式，无需现场对输电塔的原材料打孔，从而有效避免对输电塔整体结构的损伤，且降低了施工难度。无需对原有的受力构件进行临时拆卸，防止应力重分布而使铁塔在加固过程中处于危险状态。
27.本技术的一种典型实施方式中，如图2所示，定义截面所在平面为xy平面，沿主材轴向为z向，其中z轴与xy平面垂直。
28.本实施例公开的环抱式螺栓承压输电铁塔角钢加固与矫正装置，主要包括加固角钢2、第一抱箍3、第二抱箍4、高强螺栓5、连接器、橡胶垫片7、加长螺栓8
‑
1、加长螺栓8
‑
2、加长螺栓8
‑
3等，加角钢板2置于原主材杆件1内侧，所述加固角钢2轴向与原主材杆件1轴线方向一致，所述抱箍设置在加固角钢2和原主材杆件1外圈，加长螺栓8
‑
1穿过抱箍对连接器施力，连接器对加固角钢2施力；加长螺栓8
‑
2、加长螺栓8
‑
3穿过抱箍对原主材杆件1(待加固角钢)施力，即所述抱箍通过所述加长螺栓8
‑
2、8
‑
3与原主材杆件1(待加固角钢)形成挤压，所述加长螺栓8
‑
1和连接器与加固角钢2也形成挤压。
29.具体的，在所述的抱箍侧壁上设有分别三组螺纹孔，左右两组螺纹孔的轴线相互垂直，三组螺纹孔对应等间距分布；且每组螺纹孔包括沿同一方向布置的多个螺纹孔，每个螺纹孔内安装有一个对应的加长螺栓。
30.本实施例中的原主材杆件1与加固角钢2与抱箍之间挤压，在加长螺栓8和连接器与原主材杆件1接触部位添加橡胶垫片，以防止螺栓在拧紧过程中对角钢构件造成损伤以及增大螺栓与角钢之间的摩擦力，防止加固装置沿杆件轴线方向运动。
31.进一步的，加固角钢2厚度小于等于原主材杆件1的厚度。
32.进一步的，抱箍沿轴向依次等距设置多个，可通过增加或减少抱箍数量来调整加固效果。
33.进一步的，加固角钢2进行切角处理，使得加固角钢与被加固贴合。
34.进一步的，上述的连接器6如图4、图5所示，其包括连接器支撑6
‑
1、销轴6
‑
2、支撑垫片6
‑
3，所述的支撑垫片6
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3通过销轴6
‑
2与两个连接器支撑6
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1相连，两个连接器支撑6
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1和支撑垫片6
‑
3可以绕销轴进行旋转来调整加固效果。
35.进一步的，所述的连接器支撑6
‑
1包括螺栓套筒6
‑1‑
1和螺栓6
‑1‑
2，所述的螺栓套筒6
‑1‑
1与螺栓6
‑1‑
2配合，通过旋转螺栓套筒6
‑1‑
1可以调节螺栓6
‑1‑
2的长度，进而实现了连接器支撑6
‑
1长度的调整，实现对加固角钢任意位置处的支撑约束。
36.进一步的，所述的抱箍由三部分的等分圆弧钢板组成，且圆弧钢板通过高强螺栓5连接；所述的抱箍曲率根据待加固角钢的肢长确定，使得抱箍能够与待加固角钢贴合；在本实施例中，所述的抱箍的三部分分别是：一个第一抱箍3和两个第二抱箍4，第一抱箍3的中心位置开设有通孔，第二抱箍4的非中心位置开设有通孔，且两个第二抱箍4的通孔的轴线相互垂直。
37.当原主材杆件1受轴向拉力或压力时，对于杆件的截面而言，增加本加固装置可以有效地将原主材杆件1上的应力分散到加固角钢2上，对于原主材杆件的薄弱截面，应力可以有效地分散至加固角钢2和抱箍夹具上，从而降低原主材杆件1所受应力，防止原主材受压屈曲。而当原主材受压失稳或局部屈曲时，对于角钢构件，加固角钢2可以增大受压截面面积，从而提高原主材杆件1的承载力和稳定性。同时，在原主材杆件1受压时，加长螺栓可起到加劲肋的作用，此时设在受压区的加固装置，可以起到提高受压构件的屈曲临界应力，抑制屈曲变形作用。
38.该装置基于钢结构设计基本原理提出一种新型的输电塔杆件加固与矫正方法，可以在适应多种荷载模式作用，有效提高输电塔的整体稳定承载能力。
39.该装置无需现场对输电塔的原材料打孔，有效避免了而有些待加固的输电塔由于地处偏远，导致施工用电的获取存在很大困难从而施工难度较大，实施难度较大的问题。
40.该装置无需对原有的受力构件进行临时拆卸，防止应力重分布而使铁塔在加固过程中处于危险状态。
41.该装置构造简单，维护方便，效果明显，可以有效地提高输电塔杆件承载力和整体稳定性。
42.本专利的上述实施方案并不是对本发明保护范围的限定，本专利的实施方式不限于此，凡此种种根据本专利的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本专利上述基本技术思想前提下，对本专利上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本专利的保护范围之内。