[發明專利]采動區輸電鐵塔可滑動變形節點裝置及其設計方法

有效

• 申請號: 201611182842.9
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106760876B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 舒前進;邵華;孫鈺昊;仲崇碩;武健鋒;李康;王莉;梁天樂;徐圣楠;黃瀟華;劉魯杰;龐豪磊;王騰焱;袁廣林;李慶濤
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E04H12/08
• 分類號: E04H12/08;E04H12/18;G06F17/50
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 程化銘

一種采動區輸電鐵塔可滑動變形節點裝置及其設計方法，節點板的右部上方延伸出有連接臂，可滑動桿件的左部設置有長圓孔滑道，一對連接桿件的左部分別位于連接臂的前后兩側且通過連接螺栓連接，一對連接桿件的右部分別位于可滑動桿件左部的前后兩側，一對連接桿件的右部之間固定連接有穿過所述長圓孔滑道的連接螺栓，在位于長圓孔滑道中的相鄰的兩個連接螺栓之間設置有滑塊。方法，包括，建立有限元計算模型；確定塔架支座的位移方式和大小；計算出節點所處可滑移桿件在各種上部荷載條件下的軸力最大值；得到節點所處可滑移桿件所能承受的最大壓力設計值。該裝置能提高整體結構的變形能力，該設計方法能設計出能滿足工程實踐的要求的抗變形結構。

技術領域

本發明涉及輸電線路的鐵塔建造技術領域，具體涉及一種采動區輸電鐵塔可滑動變形節點的裝置及其設計方法。

背景技術

隨著我國對能源需求量的增加，以煤炭為主的礦產開采和跨區域的輸電工程都勢在必行，所以跨越采空區的輸電工程將無法避免，因此進行采動區輸電結構的保護研究，確保煤礦采空區輸電桿塔結構安全可靠和輸電線路安全運行，具有重要的意義。

處于采空區的輸電鐵塔，在發生地表變形后，鐵塔桿件會產生較大的應力，并由此產生相應的應變來平衡變形。另一方面，由于塔架大多采用由螺栓連接的角鋼作為主材和斜材，桿件端部的螺栓群連接處會出現較大的應力集中。所以，處于采空區的塔架節點破壞是目前觀測到的主要破壞形式之一。應力集中是節點撕裂的主要原因，其破壞形式屬脆性破壞，會導致材料本身的利用率較低。局部破壞發生后，如無及時修復，會影響整塔的承載力，繼而影響整條線路的安全運行。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種采動區輸電鐵塔可滑動變形節點裝置及其設計方法，該裝置在基礎出現不均勻變形后，能為結構桿件提供安全變形裕度，又能保證整體結構的穩定和避免桿件受力條件變化導致的突變，從而能提高整體結構的變形能力，該設計方法能設計出滿足工程實踐要求的抗變形結構，具有廣泛的實用性。

為了實現上述目的，本發明提供一種采動區輸電鐵塔可滑動變形節點裝置，包括節點板、縱向伸展的主材、由左向右斜向下伸展的斜材和可滑動桿件和一對連接桿件，節點板的左部通過多個連接螺栓與所述主材的中部固定連接，所述節點板的右部上方延伸出有向右伸展的連接臂，節點板的右部下方與所述斜材的上端固定連接，所述可滑動桿件的左部設置有橫向延伸的長圓孔滑道，一對連接桿件的左部分別位于所述連接臂的前后兩側，一對連接桿件的右部分別位于所述可滑動桿件左部的前后兩側，所述連接臂通過連接螺栓與一對連接桿件的左部固定連接，一對連接桿件的右部之間固定連接有多個穿過所述長圓孔滑道的連接螺栓，一對連接桿件之間在位于所述長圓孔滑道中的相鄰的兩個連接螺栓之間設置有與所述長圓孔滑道相滑動配合的滑塊。

通過可滑動桿件上長圓孔滑道的設置，并使一對連接桿件之間右部的連接螺栓穿過長圓孔滑道，能使可滑動桿件與一對連接桿件之間具有一定的滑動區間，從而能通過滑移的方式降低或消除塔架節點處的應力集中情況，能使桿件在基礎變形附加內力的工況下具有可滑動變形能力，進而能使塔架結構在變形前后都能維持良好的穩定性和安全性，并能夠有效減小采動區地表變形對上部輸電鐵塔的影響，能減少結構中可滑動變形時發生的荷載沖量，進而能確保超高壓輸電線路鐵塔在地表變形過程中的安全，其可靠性高。滑塊設置在相鄰的兩個連接螺栓之間，能一步保證滑移過程中的傳力可靠，并且能增加相互之間摩擦配合的有效面積，使得發生連接滑移后依靠摩擦力可繼續承擔一定的荷載，保證節點在正常受荷狀態保持其連接穩定性，又可以自動變形以降低或消除應力集中，繼續維持整體結構的穩定性和安全性，從而賦予鐵塔結構一定范圍的變形能力。本發明在基礎出現不均勻變形后，能為結構桿件提供安全變形裕度，又能保證整體結構的穩定和避免桿件受力條件變化導致的突變，進而能提高整體結構的變形能力。該裝置適用于采動區節點容易發生破壞的輸電鐵塔，對確保輸電線路桿塔的安全具有重要的意義。