CN108086773B - 一种高强度轻量杆塔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种输电杆塔技术领域，具体涉及一种高强度轻量杆塔，包括：中心轴，中心轴通过若干模块上下拼接而成，其中，模块包括三层结构，且三层结构均为由若干拼接块沿周向组合而成的组合体。本发明中通过将整个杆塔进行模块化的设计，使得杆塔能够被分解运输，降低了运输难度，同时通过多层结构以及各层结构的拼接设置，有效的增加了杆塔的强度，不同的层级结构以及各层结构中拼接缝的设计均对杆塔起到支撑和加强的作用。

Description

一种高强度轻量杆塔

技术领域

本发明涉及输电杆塔技术领域，具体涉及一种高强度轻量杆塔。

背景技术

近几年来，随着城市土地日益紧张，用电负荷迅速增加，供电网络已不满足用电负荷发展的需要，势必要新建进城线路，对原有的城网线路进行增容改造。为此，城市规划部门一般提供狭窄的高压线路走廊或利用绿化带作为高压架空线路的通道，普通自立式铁塔因为根开宽，需要比较大的走廊，占的位置多，不适合在受限制的走廊内架设；如在同一路径上铺设电缆线路，则投资非常大，工程建设单位往往难于接受，而且容易受城市施工的影响，发生线路事故也不易检修；常用的还包括使用混凝土和钢材来形成电线杆塔，然而，这些材料的重量使得运输和安装成本过高，此外，钢材是高导电性的，而混凝土结构则随着温度膨胀和收缩从而导致纵向裂缝，这个问题一直未能很好的解决。而环形或多边形截面的钢管塔因其结构简单、受力清楚、加工制造容易、施工方便、运行安全可靠、维护工作量小的特点，在新城区的高压架空线路中得到了广泛的应用。

目前，传统的输电杆塔普遍存在着质量重、易腐烂、锈蚀或开裂、耐久性差、使用寿命较短等缺陷，并且在施工运输作业中也有一定的难度。

鉴于目前的输电杆塔所存在的问题，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种高强度轻量杆塔，使其更具有实用性。

发明内容

本发明提出一种高强度轻量杆塔，通过模块化的多层结构有效的提高了杆塔的强度和使用寿命，同时各模块重量轻且便于运输。

本发明解决其技术问题的技术方案是：

一种高强度轻量杆塔，包括：中心轴，中心轴通过若干模块上下拼接而成，其中，模块包括三层结构，且三层结构均为由若干拼接块沿周向组合而成的组合体。

进一步地，中心轴的横截面外轮廓为圆形。

进一步地，中心轴的横截面外轮廓为正多边形。

进一步地，三层结构中的最内层结构包括N块焊接板，其中，N为大于等于4的偶数，焊接板左右两边缘均设置有凸沿，相邻两焊接板拼接后，相邻两凸沿贴合而形成突出于组合体外表面的突出部，三层结构中的第二层结构包括N/2块支撑板，任一支撑板与相邻两块焊接板对应，对相邻两焊接板之间的拼接缝进行连接，支撑板内侧中间位置设置有与突出部对应的凹陷部。

进一步地，支撑板内部为空心结构。

进一步地，支撑板内部为蜂窝结构。

进一步地，相邻两支撑板之间形成用于放置突出部的间隙。

进一步地，三层结构中的最外层结构包括N/2块密封板，N/2块密封板首尾相连后形成封闭的环体，且密封板内侧中部设置有用于填充间隙的凸台（8）。

进一步地，密封板内部为空心结构。

进一步地，密封板内部设置有填充物。

进一步地，填充物中至少包括水泥。

进一步地，密封板的左右两边缘之一沿长度方向设置有凸块，另一边缘设置有与凸块相嵌配的凹槽。

进一步地，上下相邻两模块的最外层结构通过法兰连接。

进一步地，上下相邻两模块的中间层结构通过插接方式连接。

进一步地，上下相邻两模块的最内层结构通过与同一连接件连接而实现上下对接。

进一步地，支撑板上下两端一端设置有插块，另一端设置有与插块相嵌配的腔体。

进一步地，中心轴的不同高度处所设置的模块层数不同，且高度越高，模块的层数越少。

进一步地，内外相邻两层模块之间的纵向拼接缝交错设置。

进一步地，内外相邻两层模块之间设置有增强层。

采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果：

本发明中通过将整个杆塔进行模块化的设计，使得杆塔能够被分解运输，降低了运输难度，同时通过多层结构以及各层结构的拼接设置，有效的增加了杆塔的强度，不同的层级结构以及各层结构中拼接缝的设计均对杆塔起到支撑和加强的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，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。

图1为一实施例中模块的结构示意图；

图2为图1所示模块中焊接板的拼接示意图；

图3为图1所示模块中支撑板的结构示意图；

图4为图1所示模块中密封板的结构示意图；

图5为上下相邻两图1所示模块的连接示意图；

图6为上下相邻两图1所示模块中最内层结构的连接分解示意图；

图7为又一实施例中模块的结构示意图；

图8为图7所示模块中焊接板和支撑板的连接示意图；

图9为图7所示模块中支撑板的结构示意图；

图10为图7所示模块中密封板的结构示意图；

图11为图7所示模块中支撑板一端插块的结构示意图；

图12为模块层数随中心轴高度变化的杆塔的结构示意图；

附图标记：1-模块、2-焊接板、3-凸沿、4-支撑板、5-凹陷部、6-间隙、7-密封板、8-凸台、9-法兰、10-凸块、11-凹槽、12-插块。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

一种高强度轻量杆塔，包括：中心轴，中心轴通过若干模块1上下拼接而成，其中，模块1包括三层结构，且三层结构均为由若干拼接块沿周向组合而成的组合体。

图1示出了一种实施例中的模块1，通过此模块1拼接而成的中心轴的横截面外轮廓为正六边形，此模块1中的正边形边数还可以为其他数量，如正八边形或正十边形。图7中示出了另一实施例中的模块1，通过此模块1拼接而成的中心轴的横截面外轮廓为圆形。

三层结构中的最内层结构包括N块焊接板2，其中，N为大于等于4的偶数，图2中示出了图1模块1中焊接板2的拼接示意图，其中N为6，如上面所描述的，N还可以为8或10等偶数；焊接板2左右两边缘均设置有凸沿3，相邻两焊接板2拼接后，相邻两凸沿3贴合而形成突出于组合体外表面的突出部，三层结构中的第二层结构包括N/2块支撑板，任一支撑板4与相邻两块焊接板2对应，对相邻两焊接板2之间的拼接缝进行连接，支撑板4内侧中间位置设置有与突出部对应的凹陷部5，图3和图9中分别示出了上述两实施例中支撑板4的结构；其中，凸沿3的设置可起到加强筋的作用，有效提高杆塔的强度，且对杆塔重量无较大影响，凸沿3的设置还增加了整个内层结构的连接方式，可通过焊接方式，也可通过铆接的方式等；支撑板4上凹陷部5的设置除起到与凸沿3同样的增加强度的作用外，可对两凸沿3的连接处进行了加固，作为上述实施例的优选，相邻两支撑板4之间形成用于放置突出部的间隙6，图8中示出了图2模块1中焊接板2和支撑板4的连接示意图，其中示出了间隙6的位置；三层结构中的最外层结构包括N/2块密封板7，图4和图10中分别示出了上述两实施例中密封板7的结构示意图；N/2块密封板7首尾相连后形成封闭的环体，且密封板7内侧中部设置有用于填充间隙6的凸台8，凸台8的设置同样的增加了杆塔的强度，其中，不同层级结构间的突出与凹陷结构在整个模块1的周向方向上交错分布，使得整个杆塔的强度更加均匀，且通过突出凹陷结构的相互配合，使得整个杆塔在安装的过程中可实现自定位，降低了安装过程中的对中难度。

作为上述实施例的优选，支撑板4内部为空心结构，但为了在有效增加支撑板4强度的同时降低其重量，支撑板4内部为蜂窝结构，所述蜂窝结构可由多个中空正六边形拼接而成。

作为上述实施例的优选，密封板7内部为空心结构，但为了更加优化密封板7的性能，密封板7内部设置有填充物，其中填充物中至少包括水泥，因为密封板7仅为整个杆塔中的一层结构，因此水泥的填充量较少，可通过控制密封板7厚度的方式有效的防止裂纹的产生；填充剂中还可以包括发泡剂和促凝剂等，作为上述实施例的优选，密封板7的空心结构内也可设置加强板结构，其中加强板可以以平行或 相交等方式设置，也可如上所述形成蜂窝结构，但是为了保证填充物的顺利填充，加强板上需设置有供填充物流通的孔。

作为上述实施例的优选，密封板7的左右两边缘之一沿长度方向设置有凸块10，另一边缘设置有与凸块10相嵌配的凹槽11，通过凸块10与凹槽11的设置有效的保证了杆塔最***的连接紧密性，其中，为了增加凸块10与凹槽11之间的密封性，二者的接触面之间可设置有密封结构，例如橡胶垫层等。

在对整个杆塔进行安装的过程中，作为一种优选，如图5所示，上下相邻两模块1的最外层结构通过法兰9连接，法兰连接的方式可有效的降低连接安装的难度，只需通过螺栓等连接件即可在较大的操作空间内实现二者的连接，作为上述实施例的优选，如图11所示，上下相邻两模块1的中间层结构通过插接方式连接，具体的支撑板4上下两端一端设置有插块12，另一端设置有与插块12相嵌配的腔体，通过上述方式可在法兰连接的基础上增加连接处的强度，其中插块12的长度越长，二者的连接效果越好，二者连接后可通过焊接或连接件等方式进一步实现二者的固定。

作为上述实施例的优选，如图6所示，上下相邻两模块1的最内层结构通过与同一连接件连接而实现上下对接，通过上述方式可改变整个杆塔内部的空心状况，在空心结构内部通过间隔设置的连接件增加连接处以及整个杆塔的强度，其中连接件的长度越长，即其与上下两模块1的重合长度越长，则效果越好，其中连接件可以为实心结构，也可以为具有安装表面的环状结构，连接件与各焊接板2可通过焊接方式也可通过使用连接件的方式实现连接。

因为在使用的过程中，杆塔的高度越高，其强度越受到威胁，因此作为上述实施例的优选，如图12所示，中心轴的不同高度处所设置的模块1层数不同，且高度越高，模块1的层数越少。内外层的模块1结构完全相同即可，可有效降低设计难度，也可根据使用过程中的工况变化后续增设，其中，内外相邻两层模块1之间的纵向拼接缝交错设置，也可通过改变模块1长度的方式使得内外相邻两层模块1之间的横向拼接缝交错设置。

为了保证相邻两层模块1之间的密封性和增强连接强度，内外相邻两层模块1之间设置有增强层，其中增强层可以为玻璃或碳纤维等复合材料层。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种高强度轻量杆塔，其特征在于，包括：中心轴，所述中心轴通过若干模块（1）上下拼接而成，其中，所述模块（1）包括三层结构，且所述三层结构均为由若干拼接块沿周向组合而成的组合体；

所述三层结构中的最内层结构包括N块焊接板（2），其中，N为大于等于4的偶数，所述焊接板（2）左右两边缘均设置有凸沿（3），相邻两所述焊接板（2）拼接后，相邻两凸沿（3）贴合而形成突出于所述组合体外表面的突出部，所述三层结构中的第二层结构包括N/2块支撑板（4），任一所述支撑板（4）与相邻两块所述焊接板（2）对应，对相邻两所述焊接板（2）之间的拼接缝进行连接，所述支撑板（4）内侧中间位置设置有与所述突出部对应的凹陷部（5）；

相邻两所述支撑板（4）之间形成用于放置所述突出部的间隙（6）；

所述三层结构中的最外层结构包括N/2块密封板（7），N/2块所述密封板（7）首尾相连后形成封闭的环体，且所述密封板（7）内侧中部设置有用于填充所述间隙（6）的凸台（8）。

2.根据权利要求1所述的高强度轻量杆塔，其特征在于，所述支撑板（4）内部为蜂窝结构。

3.根据权利要求2所述的高强度轻量杆塔，其特征在于，所述密封板（7）内部设置有填充物。

4.根据权利要求1所述的高强度轻量杆塔，其特征在于，上下相邻两所述模块（1）的中间层结构通过插接方式连接。

5.根据权利要求1所述的高强度轻量杆塔，其特征在于，上下相邻两所述模块（1）的最内层结构通过与同一连接件连接而实现上下对接。

6.根据权利要求1所述的高强度轻量杆塔，其特征在于，所述中心轴的不同高度处所设置的模块（1）层数不同，且高度越高，所述模块（1）的层数越少。

7.根据权利要求6所述的高强度轻量杆塔，其特征在于，内外相邻两层所述模块（1）之间的纵向拼接缝交错设置。