一种双角钢箱型组合截面内灌混凝土的输电塔加固装置

技术领域

本发明涉及钢结构铁塔加固技术领域，具体涉及一种双角钢箱型组合截面内灌混凝土的输电塔加固装置。

背景技术

1984年前建成投运的输电线路由于当时设计标准偏低，尤其是风荷载，使得输电线路铁塔抗大风能力很差，这类铁塔在投运后大多发生了一定范围的倒塔事故。造成事故的原因是最大设计风速偏低和没有考虑风压高度变化系数。按照DL/T5154—2012《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》、DL/T741—2010《架空输电线路运行规程》，重新考虑了风压高度变化系数和适当提高最大风速，对该类塔型进行计算校核发现：原塔无法满足实际运行要求，如果对已运行的这类铁塔进行重新更换，难度大、费用高、停电时间长，故通常需要在带电情况下对铁塔主材采取加固补强措施提高其承载能力。

增大截面法是铁塔上部结构加固的方法之一。然而目前的增大截面加固法存在较多缺陷和不足。有的加固方案需要给主材打孔，这使得本来就承载力不足的主材又受到了人为破坏，存在一定的危险性，同时，铁塔高达几十米上百米，在上百米的高空给钢材打孔作业是很困难很危险的；有的加固方法需要焊接作业，在上百米的高空进行野外焊接作业也是很困难很危险的；有的加固方法利用原有的螺栓孔进行加固，这需要卸下原有的螺栓，这样工序繁杂而且危险；有的加固方法的加固装置零部件太多，施工困难，如李文斌发明的输电塔十字加固装置(CN 108798057 A)该装置有一个加固材、三个夹持件和四个螺栓组成，要把一个装置在高空组装起来是非常困难的，因为一个工人只有两只手，且高空作业的时候不一定能腾出两只手，万一不慎某个夹持件或者螺栓从高空掉落，这对地面工人会造成危险；有的加固方法将夹持件、肋板等提前焊接在加固材上，如华南理工大学刘翔在硕士毕业论文中提出的加固方法，这对加固材的运输造成了一定的困难，甚至在运输过程中焊接好的夹持件、肋板等有可能被损坏，同时焊好的夹持件与肋板会与铁塔原有的斜材和辅材发生碰撞，这样使得加固件运到铁塔加固部位存在一定的困难；有的加固方法会受到铁塔节点板或斜材等的影响，不能保证加固材的贯通性。

钢管混凝土技术因其承载力高、延性好、抗震性能优越、有利于钢管的防火和抗火、耐腐蚀性好等良好的受力性能，被广泛运用于框架结构中，然而钢管混凝土技术在输电铁塔上部结构的设计、施工、加固等领域的研究和运用却鲜有报道。

发明内容

本发明提出了一种双角钢箱型组合截面内灌混凝土的输电塔加固装置，将钢管混凝土技术运用在铁塔加固当中，旨在解决现有铁塔加固技术中加固后铁塔的承载力提高率低、加固材协同工作性能差、加固材不能贯通节点板、斜材和辅材等的问题，同时该装置不需要对原角钢打孔、焊接等复杂、危险工序。

本发明提出了一种双角钢箱型组合截面内灌混凝土的输电塔加固装置，该装置包括：加固角钢、内隔板、混凝土、夹持件和螺栓。

所述夹持件由夹持件A和夹持件B两部分组成，所述夹持件A和夹持件B两端有螺栓孔B。

所述加固角钢的上加工有螺栓孔和凹槽。

所述夹持件A中部有螺栓孔A。

所述内隔板与加固角钢焊接在一起；

优选的，所述加固角钢采用与原角钢规格相同或相近的材料，所述加固角钢加工有螺栓孔C和凹槽；所述螺栓孔A和螺栓孔C对齐。

优选的，本装置主要是为加固输电铁塔主材而设计。

所述夹持件A与夹持件B通过螺栓连接，所述夹持件在原角钢与加固角钢外侧，所述原角钢与加固角钢开口朝向相向，组成箱型截面。

所述夹持件上的螺栓可沿着加固角钢纵向布置一排或两排。所述夹持件可以设有加劲肋。

所述混凝土被浇灌在原角钢和加固角钢形成的箱型空腔内。

本发明的有益效果是：1)加固过程不需要焊接工序；2)不需要给原角钢打孔；3)夹具设计简便轻巧；4)整个加固装置运输携带方便；5)可以跨越节点板、螺栓和角钢等的障碍，确保了加固角钢的连通贯通性；6)由于内置混凝土可以吸收大量热量，本加固装置可以提高输电铁塔的抗火和防火性能；7)可以提高输电铁塔的耐腐蚀性能；8)混凝土可以提高加固构件的承载力和稳定性能；9)混凝土可以起到胶结作用，使得原角钢和加固角钢不易分离。本发明提高了铁塔的极限承载力，提高了加固施工效率，节约了工程成本。

附图说明

图1：加固构件三维图。

图2：加工后的加固角钢三维图。

图3：夹持件三维分解图。

图4：加固构件内隔板处A-A截面横剖面图。

图中：1、加固角钢；2、原角钢；3、夹持件；4、螺栓；5、凹槽；6、内隔板；7、连接在原角钢上的铁塔斜材或辅材；8、混凝土；9、内隔板孔洞；10、夹持件A中部的螺栓孔A；11：夹持件两端的螺栓孔B；12、加固角钢的螺栓孔C；301、夹持件A；302、夹持件B。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明属于一种双角钢箱型组合截面内灌混凝土的输电塔加固装置，包括加固角钢(1)，所述加固角钢(1)提前加工了凹槽(5)、螺栓孔C(12)和内隔板(6)。所述凹槽(5)的形状大小尺寸位置与原角钢(2)的形状大小尺寸位置相匹配；所述螺栓孔C(12)是为了固定夹持件(3)不让其发生滑移而设；所述内隔板(6)与加固角钢(1)焊接在一起，其作用与竹节相似，可以较好的保持组合截面的形状；所述内隔板(6)中间设置了内隔板孔洞(9)，以利于浇灌混凝土(8)时混凝土(8)能顺利通过内隔板(6)。

优选的，加固角钢(1)采用与原角钢(2)规格相同或相近的材料，所述螺栓孔C(12)和螺栓孔A(10)对齐。

所述夹持件A(301)与夹持件B(302)通过螺栓孔B(11)相连，所述夹持件(3)在原角钢(2)与加固角钢(1)外侧，所述原角钢(2)与加固角钢(1)开口朝向相向，组成箱形截面。

优选的，螺栓(4)可沿着加固角钢(1)纵向布置一排或两排。

优选的，夹持件(3)可以设有加劲肋。

优选的，本装置主要是为加固输电铁塔主材而设计。

具体加固施工操作步骤如下：

第一步：根据具体的待加固铁塔的尺寸，对加固角钢(1)提前进行加工，主要是在加固角钢(1)上加工凹槽(5)、螺栓孔(12)和焊接内隔板(6)。

第二步：将夹持件A(301)用螺栓(4)固定在加固角钢(1)上，将加固角钢(1)置于要加固的位置，原角钢(2)卡在凹槽(5)中，夹持件A(301)和夹持件B(302)通过螺栓孔B(11)连在一起；

第三步，在原角钢(2)和加固角钢(1)形成的箱型空腔内浇灌混凝土(8)，并振捣密实。

第四步，安装下一个加固角钢(1)，循环此步骤直至完成整个输电铁塔的加固。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。