一种用于输电铁塔无填板四组合角钢截面的主材开断节点的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型是有关输电铁塔主材开断节点型式，尤指无填板四组合角钢输电铁塔 采用的一种特殊主材开断节点型式。
【背景技术】
[0002] 随着电网建设的快速发展，电压等级的逐步提高，多回路、特高压输电线路建设 越来越多，伴随的杆塔荷载也越来越大，杆塔构件型式也正向多元化迈进，单角钢(含大角 钢）已不能满足荷载要求。对于山区线路的大负荷铁塔，采用四组合角钢塔是最佳选择，调 研目前四组合角钢的生产和施工情况，发现四组合角钢铁塔的填板数量多是铁塔较重、焊 接量较大、加工和施工不便的主要原因。伴随线路走廊日益狭窄，山区走线越来越多，杆塔 所处的地形条件也越来越恶劣，线路施工材料运输能力限制给大规格铁塔构件运输也提出 了新的挑战，在输电线路设计中成为一个亟待解决的难题。
[0003] 目前常规四组合角钢铁塔，四肢构件间主要通过填板进行连接，在许多关键节点 构造型式设计时均需充分考虑填板带来的诸多影响。常规四组合角钢主材开断节点处需设 置与填板厚度相同的内贴板，同时所连接的铁塔主材构件均需设置一较厚的填板。常规四 组合角钢铁塔主材开断节点型式主要有以下几方面缺点：
[0004] (1)为了连接四组合角钢，铁塔主材各节间均需设置与填板相同厚度的板，导致铁 塔重量偏重，焊接工作量大，加工和施工不便；
[0005] (2)为了满足四组合角钢主材连接的要求(考虑四组合角钢通过填板连接的因 素)，主材开断节点处需设置与填板厚度相同的内贴板，导致节点重量偏重；且在开断点处 原本受力较大的四肢主材同时开断，节点处刚度突变较大。
【发明内容】
[0006] 针对现目前四组合角钢铁塔主材开断节点处存在的问题和不足，提供一种用于输 电铁塔无填板四组合角钢截面的主材开断节点，具体技术方案如下：
[0007] -种用于输电铁塔无填板四组合角钢截面的主材开断节点，包括四根主材1，外角 包钢2,所述四根主材1两对角错开开断，开断的对角使用外角包钢2,所述外包角钢2设置 在对角开断的两根主材1内侧，所述四根主材1两两相互直接接触设置。
[0008] 作为可选方式，上述的一种用于输电铁塔无填板四组合角钢截面的主材开断节 点，所述外包角钢2的方向与开断主材方向设置一致，并紧贴开断主材，所述外包角钢2上 段与上部开断主材通过连接部件3连接，所述外包角钢2下段与下部开断主材通过连接部 件连接。
[0009] 作为可选方式，上述的一种用于输电铁塔无填板四组合角钢截面的主材开断节 点，所述连接部件3为螺栓。
[0010] 作为可选方式，上述的一种用于输电铁塔无填板四组合角钢截面的主材开断节 点，所述外包角钢2截面面积大于或等于开断主材截面面积。
[0011] 作为可选方式，上述的一种用于输电铁塔无填板四组合角钢截面的主材开断节 点，所述四根主材1为角钢A4、角钢B5、角钢C6、角钢D7,所述角钢A4与角钢C6形成对角 一，所述角钢B5与角钢D7形成对角二；所述角钢A4与角钢C6在开断点一 8处开断，所述 角钢B5与角钢D7在开断点二9处开断。
[0012] 作为可选方式，上述的一种用于输电铁塔无填板四组合角钢截面的主材开断节 点，所述四根主材1两两相互直接接触通过连接部件直接固定连接。
[0013] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
[0014] 本实用新型采用的无填板四组合角钢主材开断节点，取消常规四组合角钢连接用 填板，直接采用错节间、两两对角布置的外包角钢解决主材开断连接和开断点刚度突变较 大的问题，在主材角钢肢内设置了外包角钢，有效传递主材内力的同时，取消了原有的内贴 板，相对原连接方式减小节点重量约10%，有效避免了开断节点刚度突变的不利影响，提高 了节点的安全性。通过合理设置外包角钢的规格和长度，可最大限度的满足主材构件传力 需要，同时使得常规四组合角钢不再采用十字填板而直接用螺栓进行连接，从而达到了减 小节点重量、避免节点刚度突变、有效降低塔重、减少焊接工作量、方便加工和施工的目的， 同时缩短了建设周期，节约成本，具有一定的经济性，使得四组合角钢构件在山区线路运用 更加便利。
【附图说明】
[0015]本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
[0016] 图1为输电铁塔主材开断节点位置示意图正面图；
[0017] 图2为输电铁塔主材开断节点位置示意图侧面图；
[0018] 图3为现有常规四组合角钢主材开断节点连接结构示意图；
[0019] 图4为图3中1-1的截面图；
[0020] 图5为图3中2-2的截面图；
[0021] 图6为本实用新型中无填板四组合角钢主材开断节点连接结构图示；
[0022] 图7为图6中1-1、2-2的截面图；
[0023] 图8为图6中3-3、4-4的截面图；
[0024] 图9为图6中5-5的截面图；
[0025] 图10为无填板四组合角钢主材开断节点有限元实体仿真模型；
[0026] 图11为无填板四组合角钢主材开断点开断主材有限元实体仿真模型；
[0027] 图12为无填板四组合角钢主材开断点未开断主材有限元实体仿真模型；
[0028] 图13为无填板四组合角钢主材开断点外包角钢有限元实体仿真模型；
[0029] 图14为无填板四组合角钢主材开断点连接螺栓有限元实体仿真模型。
[0030] 附图标记：1为主材、2为外包角钢、3为连接部件、4为角钢A、5为角钢B、6为角钢 C、7为角钢D、8为开断点一、9为开断点二、10为一号外包角钢、11为二号外包角钢、12为三 号外包角钢、13为四号外包角钢、14为常规四组合角钢开断点、15为填板、16为内贴板、17 为塔身和塔腿主材、18为主材开断点、19为焊接处、20为未开断主材角钢、21为开断主材角 钢。
【具体实施方式】
[0031] 本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥 的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0032] 现目前，对于常规四组合角钢主材开断节点，如图3所示，因四组合角钢需填板15 连接的原因，通常主材开断点14 一般选在节间分段点，采用外包角钢2和内贴板16相结合 的方式进行节点连接，如图4所示，内贴板16的设置厚度与四组合角钢连接填板15相同， 以传递上下主材的内力。此连接方式即使在外包角钢2满足节点受力要求时，考虑四组合 角钢靠填板15连接的因素，仍需设置与填板等厚的内贴板16,开断节点重量较大，且在开 断点处原本受力较大的四肢主材同时开断，节点处刚度突变较大。另外四组合角钢主材构 件自身在每个节间均需设置较厚的填板15进行构件连接，所述填板15在焊接处19焊接成 十字型，如图5所示，造成塔重偏重，增加焊接工作量，加工和施工不便。
[0033] 针对以往型式的不足，本发明在主材开断点保证构件强度和刚度要求的情况下， 灵活取消内贴板，直接采用外包角钢的型式进行连接，有效降低节点重量约10% ;同时考虑 四组合角钢受力较大的因素，对开断点采用了"错节间、两两对角开断"的处理方式，有效避 免了开断节点刚度突变的不利影响，提高了节点的安全性。更重要的是取消了常规四组合 角钢主材构件填板，有效降低了整塔重量，减少了焊接工作，加工便利，施工方便，且节点布 置型式简单。
[0034] 主材开断节点采用外包角钢的型式进行处理，保证连接的可靠性。外包角钢设置 在对角开断的两根主材内侧，方向与开断主材方向一致，并紧贴开断主材，通过螺栓分别连 接上下开断主材。
[0035] 如图1、图6所示，输电塔塔身主材17的开断点18处设置有四根主材1，外角包钢 2,所述四根主材1两对角错开开断，表现为塔身上的开断点一 8、开断点二9。开断的对角 使用外角包钢2,所述外角包钢2设置在对角开断的两根主材1内侧，所述四根主材1两两 相互直接接触设置。所述四根主材1两两相互直接接触通过连接部件，例如螺栓直接固定 连接。所述外角包钢2的方向与开断主材方向设置一致，并紧贴开断主材，所述外角包钢2 上段与上部开断主材通过连接部件3,例如螺栓连接，所述外角包钢2下段与下部开断主材 通过连接部件连接。所述开断点一 8和开断点二9位于不同节间，所述开断点一 8与开断 点二9的距离不宜小于1.5米。
[0036] 所述四根主材1为角钢A4、角钢B5、角钢C6、角钢D7,所述角钢A4与角钢C6形成 对角一，所述角钢B5与角钢D7形成对角二。如图7所示，所述角钢A4与角钢C6在开断点 一 8处开断，一号外包角钢10、二号外包角钢11设置在对角开断的两根主材1，即所述角钢 A4与角钢C6的内侧。而在此开断点一 8处，所述角钢B5与角钢D7没有开断，所述角钢B5 与角钢D7的内侧也不需设置外包角钢。如图8所示，所述角钢B5与角钢D7在开断点二9 处开断，三号外包角钢12、四号外角包钢13设置在对角开断的两根主材1，即所述角钢B5 与角钢D7的内侧。而在此开断点二9处，所述角钢A4与角钢C6没有开