一种格构式角钢塔主材加固装置及其加固方法

技术领域

本发明涉及建筑领域，尤其涉及角钢构造的塔，具体是一种格构式角钢塔主材加固装置及其加固方法。

背景技术

随着全球通信技术的迅猛发展，通信设备更新换代迅速。从3G到4G，4G到5G，许多通信铁塔站点面临扩建以及加载，即在现存铁塔上新增通信设备，这对对通信铁塔承载能力要求越来越高。对于已建各类铁塔，其中不乏存在使用年限已经很长的铁塔，其钢材强度以及设计承载能力已逐渐跟不上近年来对铁塔加载的需要。于是面对提高挂载的种种需求，铁塔的加固成为目前诸多站点的要务。

当今在铁塔加固设计领域内，针对主材承载力不足，通过构件增大净截面积的加固方式，使构件在加固后能满足承载力要求。在目前各类铁塔加固的方法中，加大净截面积是一种普遍做法，常用于对主材净截面承载能力不足的补强。然而目前对主材的补强很多在原塔身进行开孔、焊接，诸如此类加固方式不但受限于高空操作的困难程度，甚至会削弱原主材截面，或由于焊接新增内部应力，对主材带来新的不利影响。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种维持一切原塔身结构构件完整，不需对主材本体进行开孔或焊接，确保对主材角钢进行无损加固的格构式角钢塔主材加固装置及其加固方法。

其主要工作原理是以圆钢与主材角钢组合截面，对主材角钢进行加固使得加固后的组合截面与主材共同受力，达到增大铁塔承载力的目的。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种格构式角钢塔主材加固装置，所述角钢塔主材包括一根主材角钢，所述的主材角钢的上端和下端分别通过第一螺栓连接有主材拼接板或拼接角钢，主材角钢上端的主材拼接板或拼接角钢用于与主材角钢上方的另一主材角钢连接，主材角钢下端的主材拼接板或拼接角钢用于与主材角钢下方的另一主材角钢连接，其特征在于：所述的主材角钢的上端设置有一个上转换承台，主材角钢的下端设置有一个下转换承台，所述的上转换承台和下转换承台均由钢板构成，所述的钢板的平面垂直于主材角钢的长度方向，上转换承台和下转换承台之间连接有一根加固件圆钢，所述的加固件圆钢的轴向平行于主材角钢的长度方向，上转换承台的上侧、下转换承台的下侧各自连接有一个加固构件拼接件，所述的加固构件拼接件由角钢或直角形弯折的钢板构成，加固构件拼接件垂直于上转换承台、下转换承台，加固构件拼接板通过所述的第一螺栓与主材拼接板或拼接角钢和主材角钢连接。

进一步的，加固件圆钢的轴心与主材角钢形心距离小于或者等于15mm。

进一步的，加固件圆钢上设置有主材抱箍，所述的主材抱箍包括一个直角弯折板，所述的直角弯折板的两端各自向外设置有一个135度的弯折部，两个所述的弯折部位于同一个平面中，两个弯折部分别通过螺栓与一个抱箍圆钢适配件的两端连接，所述的抱箍圆钢适配件的中部设置有一个U形螺栓，所述的U形螺栓位于抱箍圆钢适配件与直角弯折板之间，直角弯折板设置在主材角钢的外侧，加固件圆钢设置在U形螺栓与抱箍圆钢适配件之间。

进一步的，加固构件拼接件上螺栓孔直径比连接螺栓直径大0.5mm。

进一步的，加固件圆钢端部设置有外螺纹，上转换承台和下转换承台与加固件圆钢连接位置设置有对应的内螺纹孔。

进一步的，格构式角钢塔主材加固方法，包括以下步骤：

（1）首先，通过螺纹连接形式将所述加固件圆钢分别连接至所述转换承台的内螺纹孔，并旋入少许深度，无需完全紧固；

（2）然后，将所述U型螺栓提前套入所述加固件圆钢并拉结固定所述抱箍圆钢适配件；

（3）确认所述加固材圆钢、所述转换承台与所述连接座的整体长度正确，通过调整各部件螺纹旋入深度进行整体长度的调节；

（4）移除所述主材角钢及所述主材拼接板或拼接角钢处部分原有拼接螺栓；

（5）整体吊装之前步骤（1）-（3）拼装完成的整根加固件构件，使其所述加固构件拼接板上的螺栓孔对齐所述主材角钢及所述主材拼接板或拼接角钢端部位置的所述螺栓孔，并装入螺栓进行紧固；

（6）依次旋紧所有装入的螺栓，直至所述加固构件拼接板与所述主材角钢拼接板或拼接角钢相互贴合；

（7）在设置有所述抱箍圆钢适配件的位置，从所述主材角钢外侧向内装入所述主材抱箍，调整所述主材抱箍的位置直至其与所述抱箍圆钢适配件的螺栓孔对齐，装入螺栓并紧固，直至其与所述主材角钢及所述加固件圆钢皆贴合；

本发明和已有技术相比较，其效果是积极和明显的，本发明在对原塔身主材在完全无损（不后开孔，不焊接）的情况下，通过加固件圆钢增大主材净截面积，可以有效增大主材的承载能力，对于原设计有缺陷的铁塔，可以有效延长其使用寿命，对有增加天线挂载需求的通信塔，可额外挂载多副运营商的天线，提升经济效益。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是本发明的侧视图。

图3是本发明的局部放大图。

图4是本发明的加固件圆钢连接点位置图。

图5是本发明的主材抱箍连接图。

图6是本发明的主材角钢上下端部加固局部放大图。

具体实施方式

实施例:

如图1、图2、图3、图4、图5及图6所示，一种格构式角钢塔主材加固装置，所述角钢塔主材包括一根主材角钢1，所述的主材角钢1的上端和下端分别通过第一螺栓连接有主材拼接板或拼接角钢2，主材角钢1上端的主材拼接板或拼接角钢2用于与主材角钢1上方的另一主材角钢1连接，主材角钢1下端的主材拼接板或拼接角钢2用于与主材角钢1下方的另一主材角钢1连接，其特征在于：所述的主材角钢1的上端设置有一个上转换承台3，主材角钢1的下端设置有一个下转换承台6，所述的上转换承台3和下转换承台6均由钢板构成，所述的钢板的平面垂直于主材角钢1的长度方向，上转换承台3和下转换承台6之间连接有一根加固件圆钢5，所述的加固件圆钢5的轴向平行于主材角钢1的长度方向，上转换承台3的上侧、下转换承台6的下侧各自连接有一个加固构件拼接件4，所述的加固构件拼接件4由角钢或直角形弯折的钢板构成，加固构件拼接件4垂直于上转换承台3、下转换承台6，加固构件拼接件4通过所述的第一螺栓与主材拼接板或拼接角钢2和主材角钢1连接，通过借用原主材角钢1拼接处螺栓孔，在原主材角钢1内部额外连接一块加固构件拼接件4，用于将原主材角钢1与加固材通过螺栓连接，将原主材荷载可靠地分担到加固件圆钢5上，在内部做拼接节点的方式，可以保证加固件圆钢位置尽量靠近主材角钢形心的基础上，还需要保证在安装上简便，避免高空开孔、焊接作业，本发明的技术方案对原铁塔完全无损，不对原结构现场开孔、焊接等等，经过理论建模与试验证明在加固形式和加固连接做法上更具合理性，更符合共同受力力学原理，加固效果更显著。本方案具有可靠性，合理性，真实提升了铁塔承载能力，通常主材角钢规格范围在L70—L200之间，本发明构件能分别在不同尺寸范围内，保有通用性。如在L100—L125之间可以通用一种加固件圆钢，以及一种通用抱箍，以及同一种端部连接形式。通用性设计缩减生产加工周期，降低成本，具有工程价值。

进一步的，如图4所示，加固件圆钢5的轴心与主材角钢1形心距离小于或者等于15mm。

进一步的，如图5所示，加固件圆钢5上设置有主材抱箍7，所述的主材抱箍7包括一个直角弯折板，所述的直角弯折板的两端各自向外设置有一个135度的弯折部，两个所述的弯折部位于同一个平面中，两个弯折部分别通过螺栓与一个抱箍圆钢适配件8的两端连接，所述的抱箍圆钢适配件8的中部设置有一个U形螺栓9，所述的U形螺栓9位于抱箍圆钢适配件8与直角弯折板之间，直角弯折板设置在主材角钢1的外侧，加固件圆钢5设置在U形螺栓9与抱箍圆钢适配件8之间。

进一步的，加固构件拼接件4上螺栓孔直径比连接螺栓直径大0.5mm。

进一步的，如图1及图6所示，所述的加固件圆钢5端部设置有外螺纹，上转换承台3和下转换承台6与加固件圆钢5连接位置设置有对应的内螺纹孔10，这种螺纹连接可调节性高，可以消除工程上、设计上亦或是测量上一系列不可避免的误差。

进一步的，如图1、图2、图3、图4、图5及图6所示，格构式角钢塔主材加固方法，用于加固权利要求1所述的格构式角钢塔主材加固装置，其特征在于，包括以下步骤：

（1）首先，通过螺纹连接形式将所述加固件圆钢5分别连接至所述上转换承台3及下转换承台6的内螺纹孔10，并旋入少许深度，无需完全紧固，为后续调整留有余地；

（2）将所述U型螺栓9提前套入所述加固件圆钢5并拉结固定所述抱箍圆钢适配件8；

（3）确认所述加固材圆钢5、所述上转换承台3与所述下转换承台6的整体长度正确，通过调整各部件螺纹旋入深度进行整体长度的调节；

（4）移除所述主材角钢1及所述主材拼接板或拼接角钢2处部分原有拼接螺栓；

（5）整体吊装之前步骤（1）-（3）拼装完成的整根加固件构件，使其所述加固构件拼接件4上的螺栓孔对齐所述主材角钢1及所述主材拼接板或拼接角钢2端部位置的所述主材螺栓孔，并装入螺栓进行紧固；

（6）依次旋紧所有装入的螺栓，直至所述加固构件拼接件4与所述主材角钢1的主材拼接板或拼接角钢2相互贴合，过程中需多次复拧拼接处螺栓，以确保后续不出现滑丝，紧固扭矩不足等现象；

（7）在设置有所述抱箍圆钢适配件8的位置，从所述主材角钢1外侧向内装入所述主材抱箍7，调整所述主材抱箍7的位置直至其与所述抱箍圆钢适配件8的螺栓孔对齐，装入螺栓并紧固，直至其与所述主材角钢1及所述加固件圆钢5皆贴合。