[发明专利]高强度输电铁塔

说明书

技术领域

本发明涉及电力输送设备，尤其是输电铁塔。

背景技术

现有输电铁塔的构件多为角钢，我们知道角钢的抗弯性能是较差的，再用角钢组合为正四边形的塔身，这又使角钢被放置于截面力学性能不算好的x---x方向上使用，就更不合理了。有为改善输电铁塔强度而将塔身立柱改为钢管的，如专利申请号为99112190.2的《输电铁塔》中就有了这样的结构，虽说单根钢管的强度可比单根同面积角钢强度高20％左右，这样可使输电铁塔的强度有所提高，但提高的程度仍不尽人意。

为要提高电力电缆的抗冰雪凝冻能力，就必然要增加电力电缆的重量，并增加对输电铁塔的相应力矩，当然可以再增加输电铁塔构件的几何尺寸和增加输电铁塔的几何尺寸以提高输电铁塔的强度，但增加的量就显得不经济。

因而现有输电铁塔在使用中存在着增加整塔强度与经济性有矛盾的不足。

发明内容

为了解决现有输电铁塔在使用中存在的增加整塔强度与经济性有矛盾的不足，本发明提供一种高强度输电铁塔，用这种高强度输电铁塔能解决现有输电铁塔在使用中存在的增加整塔强度与经济性有矛盾的不足。

本发明解决其存在不足所采取的技术方案是：

在用钢质型材构造的输电铁塔中，其特征在于将输电铁塔的塔身水平截面结构和塔头横担垂直截面结构均设置为梯形，塔身截面梯形下底边背向输电铁塔的最大受力方向，塔头横担截面梯形下底边朝上，塔身截面梯形下底边立柱及塔头横担截面梯形下底边的横梁均用工字钢或槽形钢制做，塔身截面梯形上底边立柱及塔头横担截面梯形上底边横梁均用钢管制做，塔身立柱部位的工字钢或槽形钢最大抗弯能力方向与塔身截面梯形高度方向相同，横担横梁部位的工字钢或槽形钢最大抗弯能力方向与横担截面梯形高度方向相同。

本发明高强度输电铁塔的设计原理是：

梯形结构的稳定性要优于正四边形结构，故将构件截面设计为梯形。在受拉、弯力工况下，工字钢或槽形钢的抗拉弯性能要优于其他型材，在细长杆件受压、弯力工况下，管材的抗压弯性能要优于其他型材，故在构件的受拉力面设置工字钢或槽形钢，在构件的受压力面设置管材。

从型材梁的最大正应力公式σ_max＝M/Wz可以看出，在给定的截面上，抗弯截面模量Wz越大，截面上最大工作应力σ_max就越小，截面也就越安全，通常用截面系数K＝Wz/A来衡量所选截面的合理性，在面积A一定的条件下，K值越大说明抗弯截面模量Wz越大因而截面就越安全、越经济，由截面形状及K值表和工字钢、角钢的主要力学性能比较表可以看出，在工作条件相同的情况下，选用工字形或槽形截面梁要比选用其他形状截面梁强度较好、用料节省。

截面形状及K值表

 

截面形状实矩形实圆圆管槽形工字形K值0.167h0.125h0.205h(0.27～0.31)h(0.27～0.31)h

工字钢、角钢的主要力学性能比较表