[发明专利]铁塔角钢防弯扭失稳加固装置

说明书

技术领域

本发明属于角钢构件防屈曲加固领域，具体涉及防止输电塔或通讯塔等铁塔角钢发生整体或局部失稳的加固方法。

背景技术

输电线路作为生命线工程，其安全稳定关系着人们的生命财产安全。此外，伴随着通讯技术的发展，服役中的通讯塔升级扩容问题成为重中之重。目前，许多输电铁塔或通讯塔建设时是根据当时的技术标准、功能要求和使用性能为基础进行设计和施工的。在投入使用多年后，在新的使用条件下，所受荷载或传力途径等发生变化，或在外界环境作用下，出现不可避免的损伤和缺陷，引起宏观力学性能的恶化，为工程事故的发生埋下恶果。因此，对既有铁塔加固补强改造迫在眉睫。

角钢塔施工简单，运输方便，被广泛应用于输电线路及通讯体系中，约占全球铁塔的80％左右。角钢塔中的角钢，实际上是属于双向偏心受压构件，其受力非常复杂。角钢受压可能呈现的屈曲模式包含整体失稳(含弯曲失稳、扭转失稳、弯扭失稳)以及局部失稳。无论发生哪种屈曲模式，角钢屈曲后强度和刚度都会显著下降，容易诱发结构局部或者整体的倒塌。

为防止构件屈曲导致的强度和刚度退化，近年来人们开发了屈曲约束支撑(Buckling restrained brace.BRB)，改善了传统中心支撑在地震或风荷载作用下存在受压屈曲的问题，增大了结构的经济性。

发明内容

本发明目的是提供一种用于铁塔角钢加固装置，主要防止铁塔角钢的弯扭失稳及局部失稳，提高结构的防屈曲承载力。本发明沿角钢受压构件的外表面设置两个变形约束构件，二者通过螺栓连接，形成外包方形截面。沿角钢长度方向，间隔一定距离设置肋板。，此套装置可以起到防止角钢发生整体失稳和局部失稳的作用，提高了角钢的极限受压承载力。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

铁塔角钢防弯扭加固装置，包括位于待约束角钢外侧的约束构件和位于待约束角钢内侧的加肋约束构件，

所述的约束构件为一个“L”型支撑板I，所述的加肋约束构件包括一个“L”型支撑板II，在“L”型支撑板的内侧间隔设有多个横截面为矩形的加强肋板；

所述的“L”型支撑板I和加强肋板之间形成夹持所述角钢的间隙，且“L”型支撑板I和“L”型支撑板II组装在一起形成方形外包加固装置。

进一步的，所述“L”型支撑板I的肢宽大于待约束角钢肢宽，在待约束角钢肢宽边缘设置螺栓孔。

进一步的，所述“L”型支撑板II的肢宽与待约束角钢大致相同，在“L”型支撑板II的肢末设置90°拐角，并在拐角位置的支撑板上设置螺栓孔，用于安装固定。

进一步的，所述“L”型支撑板I和“L”型支撑板II通过螺栓连接。

进一步的，所述约束构件和加肋约束构件均采用GFRP材料。

进一步的，所述约束构件及加肋约束构件的长度约为待约束角钢的4/5左右，位于待约束角钢的中部。

进一步的，在约束构件或/和加肋约束构件的底部设有限位挡块。

进一步的，所述的限位挡块设置在待约束角钢标高较低的一端。

进一步的，所述的限位挡块采用GFRP材料。

进一步的，所述的限位挡块通过环氧树脂粘贴在待约束角钢表面。

本发明的有益效果如下：

本发明可用于加固现有铁塔的角钢，提高铁塔的抗压承载力，并防止角钢的局部及整体屈曲。本发明可直接针对正在服役的输电塔或通讯塔等铁塔角钢进行加固，不需焊接，避免产生残余应力及局部损伤。该发明通过约束构件2对角钢进行加固，不会造成内力重分布。本发明操作简单，安装速度快，性价比高；可用于各类需要加固的角钢塔，并且实现大批量角钢铁塔的加固。

本发明旨在角钢构件中施加变形约束构件，以实现屈曲约束的机制。本发明拟采用基于FRP材料的约束构件预防角钢的局部失稳和包含弯扭变形的整体失稳。该装置加工方便，施工简单，性价比高，可对正在服役的铁塔角钢进行加固。另外，FRP(fiber Reinforced Plastic)材料具有强度高，不易变形、无电腐蚀、非磁性、耐热性和耐火性高，具有良好的耐化学腐蚀性，在酸、碱、氯盐和潮湿环境中可以长期使用，并有施工方便、重量轻、使用寿命长和价格低廉等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。