一种下击暴流作用下钢管塔构件抗风补强装置，包括：对开式套管(1)和多个夹具(2)；所述对开式套管(1)为中空的杆状结构，包括两片弧形板(3)，包裹于拟补强钢管塔杆件外表面；多个夹具(2)沿所述对开式套管(1)纵向间隔设置，将所述对开式套管(1)与钢管塔杆件紧固连接。可在不破坏原铁塔主材截面及材料性能的前提下，通过对开式套管和夹具对钢管塔构件进行加固补强，提高钢管塔构件受力性能和铁塔抗局地强风安全性。风安全性。风安全性。
【技术实现步骤摘要】
一种下击暴流作用下钢管塔构件抗风补强装置
[0001]本专利技术涉及输电线路防灾减灾领域，具体涉及一种适用于下击暴流作用下的钢管输电塔构件加固补强装置。
技术介绍
[0002]在我国，很多省份都有因下击暴流造成输电线路破坏的情况发生，为了提高已建输电铁塔抵抗下击暴流的可靠性，发展有针对性且经济适用的抗风补强装置显得尤为重要。目前常用的铁塔抗风补强措施大多利用螺栓开孔、焊接、胶合等连接方式在原有塔材基础上增设辅助主材的思路，通过增大输电铁塔构件及整体抗压稳定性和抗扭刚度达到抗风补强的目的，但是螺栓开孔和焊接会影响甚至降低原有塔材的材料性能，难以评估补强措施对整体安全性的影响；胶合连接不破坏原有结构，但在输电塔野外复杂环境中存在耐久性问题，影响相应铁塔强风补强装置的实际应用效果。同时由于下击暴流特殊的风荷载特性，其输电铁塔致灾机制较良态风下的情况有显著区别，直接沿用常规的铁塔加固补强策略及装置，可能并不适用下击暴流作用下的情况，影响铁塔补强装置的科学性和经济性。
技术实现思路
[0003]为了解决现有技术中所存在的上述问题，本专利技术提供一种基于对开式套管的下流暴击作用下钢管塔构件抗风补强装置，包括：
[0004]对开式套管(1)和多个夹具(2)；
[0005]所述对开式套管(1)为中空的杆状结构，包括两片弧形板(3)，包裹于拟补强钢管塔杆件外表面；多个夹具(2)沿所述对开式套管(1)纵向间隔设置，将所述对开式套管(1)与钢管塔杆件紧固连接。
[0006]优选的，所述两片弧形板(3)形状完全相同；且所述弧形板(3)横截面为半圆形。
[0007]优选的，所述弧形板(3)横截面的半径与所述钢管构件外表面半径相同。
[0008]优选的，所述弧形板(3)的长度、厚度的范围以及材质由杆件整体抗压能力提升值时确定。
[0009]优选的，所述杆件整体抗压能力提升值如下式所示：
[0010]F
s
＝a
×
η
×
S
×
σ
c
[0011]式中：F
s
为构件整体抗压能力提升值；a：为经验性系数；η为抗力系数；S为补强后对开式套管截面积；σ
c
为临界应力。
[0012]优选的，所述临界应力σ
c
按下式计算：
[0013]α≤1.5时，
[0014]α＞1.5时，
[0015]式中，σ
y
为对开式套管的屈服应力；α为无量纲的长度修正系数；
[0016]其中，所述无量纲的长度修正系数α按下式确定：
[0017][0018]其中，l
e
为杆件有效长度系数；l为对开式套管长度；r和E分别为对开式套管最小半径和弹性模量。
[0019]优选的，所述夹具(2)包括：U形螺栓(4)和具有孔洞的支撑底座(5)；所述U形螺栓(4)和所述支撑底座(5)相对设置于所述对开式套管外侧；
[0020]所述U形螺栓(4)穿过所述支撑底座的孔洞，将所述对开式套管与拟加强的钢管构件紧密固定。
[0021]优选的，所述支撑底座(5)与所述拟加强的钢管构件接触侧为弧形结构，且所述弧形结构的半径大于所述钢管构件半径。
[0022]优选的，所述拟补强钢管塔杆件包裹部分由所述钢管塔构件受力最大杆件确定。
[0023]优选的，所述钢管塔构件受力最大杆件的确定包括：
[0024]通过有限元仿真技术，开展钢管输电塔在下击暴流作用下的风振响应分析，确定钢管塔受力最大杆件。
[0025]优选的，所述杆件整体抗压能力提升值，通过与常规风条件下的所述杆件受力进行对比得到的杆件受力增大幅值确定；所述杆件整体抗压能力提升值不小于所述杆件受力增大幅值。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0027]一种下击暴流作用下钢管塔构件抗风补强装置，包括：对开式套管(1)和多个夹具(2)；所述对开式套管(1)为中空的杆状结构，包括两片弧形板(3)，包裹于拟补强钢管塔杆件外表面；多个夹具(2)沿所述对开式套管(1)纵向间隔设置，将所述对开式套管(1)与钢管塔杆件紧固连接。可在不破坏原铁塔主材截面及材料性能的前提下，通过对开式套管和夹具对钢管塔构件进行加固补强，提高钢管塔构件受力性能和铁塔抗局地强风安全性。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的结构示意图；
[0029]图2为本专利技术的截面示意图；
[0030]其中，对开式套管1、夹具2、弧形板3、U形螺栓4、支撑底座5。
具体实施方式
[0031]为了更好地理解本专利技术，下面结合说明书附图和实例对本专利技术的内容做进一步的说明。
[0032]为了更好地理解本专利技术，下面结合说明书附图和实例对本专利技术的内容做进一步的说明。
[0033]实施例1：
[0034]如图1所示本补强装置主要包括对开式套管1和多个夹具2；
[0035]所述对开式套管1安装于拟补强钢管塔杆件外表面，多个夹具2沿所述对开式套管1纵向间隔设置，将所述对开式套管1与钢管塔杆件紧固连接。
[0036]优选的，所述钢管塔杆件外表面对开式套管1安装位置由钢管受力最大杆件的受
力处确定。
[0037]优选的，所述钢管受力最大杆件的受力处的确定包括：
[0038]通过有限元仿真技术，开展钢管输电塔在下击暴流作用下的风振响应分析，确定钢管塔受力最大杆件，并与常规风条件下的所述杆件受力进行对比确定所述杆件整体抗压能力提升值。
[0039]如图2所示，优选的，所述对开式套管1包括两片形状完全相同的弧形板3；且所述弧形板3横截面为半圆形。
[0040]优选的，所述弧形板3横截面的半径与所述钢管构件外表面半径相同。
[0041]优选的，所述弧形板3的长度、厚度的范围以及材质由杆件整体抗压能力提升值确定。
[0042]优选的，所述杆件整体抗压能力提升值按下式计算：
[0043]F
s
＝a
×
η
×
S
×
σ
c
[0044]式中：F
s
为补强后构件整体抗压力提升值；η为抗力系数；S为补强后对开式套管截面积；σ
c
为临界应力；a：为经验系数取0.3。
[0045]优选的，所述临界应力σ
c
按下式计算：
[0046]α≤1.5时，
[0047]α＞1.5时，
[0048]式中，σ
y
为对开式套管的屈服应力；α为无量纲的长度修正系数；
[0049]其中，所述无量纲的长度修正系数α按下式确定：
[0050][0051]其中，l
e
为杆件有效长度系数；l为对开式套管长度；r和E分别为对开式套管最小半径和弹性模量。
[0052]优选本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种下击暴流作用下钢管塔构件抗风补强装置，包括：对开式套管(1)和多个夹具(2)；所述对开式套管(1)为中空的杆状结构，包括两片弧形板(3)，包裹于拟补强钢管塔杆件外表面；多个夹具(2)沿所述对开式套管(1)纵向间隔设置，将所述对开式套管(1)与钢管塔杆件紧固连接。2.如权利要求1所述的钢管塔构件抗风补强装置，其特征在于，所述两片弧形板(3)形状完全相同；且所述弧形板(3)横截面为半圆形。3.如权利要求2所述的钢管塔构件抗风补强装置，其特征在于，所述弧形板(3)横截面的半径与所述钢管构件外表面半径相同。4.如权利要求3所述的钢管塔构件抗风补强装置，其特征在于，所述弧形板(3)的长度、厚度的范围以及材质由杆件整体抗压能力提升值时确定。5.如权利要求4所述的钢管塔构件抗风补强装置，其特征在于，所述杆件整体抗压能力提升值如下式所示：F
s
＝a
×
η
×
S
×
σ
c
式中：F
s
为构件整体抗压能力提升值；a：为经验性系数；η为抗力系数；S为补强后对开式套管截面积；σ
c
为临界应力。6.如权利要求5所述的钢管塔构件抗风补强装置，其特征在于，所述临界应力σ
c
按下式计算：α≤1.5时，α＞1.5时，式中，σ...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵帅，黄国，张宏杰，杨风利，李茂华，吴静，黄耀，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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