[發明專利]一種鋼管塔塔腳法蘭節點上徑向與環向加勁肋組合設計方法

有效

• 申請號: 201610994459.7
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN106599365B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 唐自強;紀炳章;翁蘭溪;劉志偉;池金明;黃曉予;李宏進;劉許凡
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司;國家電網公司;國網福建省電力有限公司經濟技術研究院;中國電建集團福建省電力勘測設計院有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23
• 代理公司: 福州展暉專利事務所(普通合伙) 35201
• 代理人: 陳如濤

本發明涉及一種一種輸電線路鋼管塔或者鋼管桿的法蘭連接構造設計方法，特別是一種鋼管塔塔腳法蘭節點上徑向與環向加勁肋組合設計方法，在原有的法蘭節點上增加環向加勁肋，并與原有的徑向加勁肋進行組合設計，根據法蘭底板上由徑向和環形加勁肋所含圍的實際的扇形形狀為計算單元，以法蘭底板所承載力的極限值和設計值比值為基準，以有限元分析為計算基礎，調整法蘭節點上各個參數的設置，最后獲得新的法蘭節點構造，整個計算大大接近了實際值，最大程度上減小了法蘭底板的應力集中程度，提高均勻受力程度，大大提高了法蘭節點的極限承載力，有效發揮了鋼材在各個區域的強度。

技術領域

本發明涉及一種輸電線路鋼管塔或者鋼管桿的法蘭連接構造設計方法，特別是一種鋼管塔塔腳法蘭節點上徑向與環向加勁肋組合設計方法。

背景技術

現有技術中，輸電線路鋼管塔(桿)塔腳常用的加勁肋法蘭，采用連接件為法蘭底板、徑向加勁肋，鋼管底部與法蘭底板通過環形焊縫連接，徑向加勁肋的豎向焊縫與鋼管壁焊接，徑向加勁肋的橫向焊縫與法蘭底板焊接，如附圖1所示。這種加勁法蘭具有整體剛度大、承載力高的特點，因此在輸電線路鋼管塔(桿)中廣泛應用。

上述加勁法蘭盤的承載力計算主要依據以下規范：《架空輸電線路鋼管塔設計技術規定》(DL/T 5254-2010)、《架空送電線路鋼管桿設計技術規定》(DL/T 5130-2001)的相關公式。然而上述塔腳加勁肋法蘭設計應用中卻存在如下不足之處：簡化加勁法蘭底板近似按矩形考慮，但加勁法蘭底板實際計算單元為扇形區域；當法蘭底板局部區域超過鋼材屈服應力時，其大部分區域應力值仍遠遠小于屈服應力，仍處于彈性狀態，即法蘭的承載力受到小部分最先超過鋼材屈服應力的區域控制，其他大部分區域沒有發揮鋼材強度。

發明內容

本發明的目的在于根據現有技術的不足之處而提供一種能夠真實體現鋼材受力情況，有效發揮鋼材強度，提高法蘭承載力，減小應力集中的鋼管塔塔腳法蘭節點上徑向與環向加勁肋組合設計方法。

本發明的目的是通過以下途徑來實現的：

鋼管塔塔腳法蘭節點上徑向與環向加勁肋組合設計方法，其要點在于，包括如下步驟：

法蘭節點包括法蘭底板和徑向加勁肋，法蘭底板為與鋼管焊接的圓環形鋼板，徑向加勁肋的板面垂直于鋼管外周面，徑向加勁肋豎向與鋼管壁采用焊縫連接、底部與所述的法蘭底板焊縫連接；增加環向加勁肋，沿著環向、垂直于法蘭底板，并連接在每相鄰兩徑向加勁肋之間，相鄰兩徑向加勁肋之間的法蘭底盤部分為一個計算間隔，每個計算間隔中設置有螺栓孔；

根據鋼管受力計算所需的螺栓個數n：；

其中N：法蘭底板所受的軸心作用力；n：法蘭底盤上螺栓數目；單顆螺栓承載力設計值；受力最大的一顆螺栓的拉力；

確定螺栓個數n后可以初步確定L_y1、L_y2、L_y3、L_x1、L_x2，環向加勁肋將計算間隔分為靠鋼管的內側間隔和靠外并設置有螺栓孔的外側間隔，內、外側間隔均為扇面形狀，內側間隔接近方形，以垂直于鋼管外周面的方向為扇面形狀的高度，由此，L_y3為內側間隔的高度，L_x2為內側間隔的平均寬度，L_x1為外側間隔的平均寬度，外側間隔以經過螺栓孔的中心點并平行環形加勁肋的線為界，靠近環形加勁肋一側的部分高度為L_y1，另一側的高度為L_y2；

設置內側間隔上均布荷載為q₁，外側間隔上均布荷載為q₂；計算分別法蘭底板上內側間隔和外側間隔的面積比例系數α₁、α₂：