CN114319980A - 一种适用于大型输电塔的钢管混凝土与钢管转换节点 - Google Patents
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Abstract
本发明属于输电塔施工技术领域，具体涉及一种适用于大型输电塔的钢管混凝土与钢管转换节点。本发明包括同轴装配的下层钢管混凝土和上层钢管；其特征在于：所述下层钢管混凝土的顶端面处轴向的向上层钢管管腔内凸设有套筒状的灌浆管，使得灌浆管与下层钢管混凝土组合形成彼此筒腔连通的二段式阶梯套筒构造；该二段式阶梯套筒构造的轴肩处布置法兰面，从而与上层钢管的底端管口间形成法兰配合。本发明具备构造简单、传力可靠、占用空间小、施工方便的优点，能为转换节点的正常可靠使用提供基础保障，最终确保大型输电塔的使用性能满足设计所需，成效显著。
Description
技术领域
本发明属于输电塔施工技术领域，具体涉及一种适用于大型输电塔的钢管混凝土与钢管转换节点。
背景技术
钢管混凝土是在钢管内部浇筑混凝土形成的一种组合结构；此时，其内部核心混凝土受到外部钢管的约束作用，其抗压性能显著提高，而外部钢管受到内部混凝土的侧向支撑，局部稳定性能显著改善。与纯钢结构和纯钢筋混凝土结构相比，钢管混凝土结构具有承载力高、塑形和抗震性能优越、节省材料和施工简便等优点，近年来应用广泛。在输电塔施工作业中，钢管混凝土的末端与顶端钢管之间的转换节点施工属于罕见施工方式，应用较少，很多操作多为摸索性施工，为钢管混凝土杆塔在输变电工程中的应用造成阻碍。尤其在实际操作时，位于下层的钢管混凝土待浇筑和凝固，而位于上层的空心的钢管待可靠安装；由于大型输电塔的钢管多为斜柱设计，这使得当钢管混凝土内砂浆在凝固后，水平面状的灌浆面与转换节点所在斜面彼此相交，进而使得转环节点所在区域一部分被混凝土覆盖而另一部分脱空，最终造成该区域应力失衡，产生应力分布缺陷，从而对输电塔的施工质量造成严重影响，亟待解决。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种适用于大型输电塔的钢管混凝土与钢管转换节点，其具备构造简单、传力可靠、占用空间小、施工方便的优点，能为转换节点的正常可靠使用提供基础保障，最终确保大型输电塔的使用性能满足设计所需，成效显著。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种适用于大型输电塔的钢管混凝土与钢管转换节点，包括同轴装配的下层钢管混凝土和上层钢管；其特征在于：所述下层钢管混凝土的顶端面处轴向的向上层钢管管腔内凸设有套筒状的灌浆管，使得灌浆管与下层钢管混凝土组合形成彼此筒腔连通的二段式阶梯套筒构造；该二段式阶梯套筒构造的轴肩处布置法兰面，从而与上层钢管的底端管口间形成法兰配合。
优选的，所述灌浆管的顶端管口处法兰配合有用于封闭该灌浆管的盖板，盖板处向灌浆管管腔内轴向延伸有中间杆，中间杆的底端固接用于压平灌浆面的压板；所述压板、盖板及灌浆管彼此同轴，且压板上还开设有连通灌浆管管腔与外部环境的连通孔。
优选的，连通孔与中间杆同轴，且中间杆为管状结构；连通孔、中间杆的管腔以及盖板处贯通孔彼此连通，从而导通灌浆管管腔与外部环境。
优选的，所述灌浆管的外径小于下层钢管混凝土的筒腔直径，下层钢管混凝土的顶端面处凸设有连通外部环境的气液排出管，所述气液排出管沿灌浆管的外管壁周向环绕布置。
优选的，所述二段式阶梯套筒构造的轴肩处布置的法兰面为内外两圈式结构，包括位于上层钢管外壁处的外圈法兰孔和位于上层钢管筒腔内的内圈法兰孔。
优选的，下层钢管混凝土的筒腔处预留有可供内圈法兰孔处单边螺栓安装的安装空间。
优选的，所述二段式阶梯套筒构造的轴肩处布置的法兰面处和上层钢管的底端管口处均设置加强筋。
优选的，下层钢管混凝土的筒腔内布置轴向加强板和周向连接筋。
本发明的有益效果在于：
1)、在传统的下层钢管混凝土和上层钢管同轴配合的基础上，本发明通过增设灌浆管，人为的延长了下层钢管混凝土处混凝土的灌浆面高度，也即使得该灌浆面的最低高度高于转换节点所在高度，这也就保证了相对脆弱的转换节点周围区域的应力一致性和均衡性，避免了因斜柱设计而引起的转换节点处的应力分布缺陷问题，其工作强度也能得到有效保证。
综上，本发明具备构造简单、传力可靠、占用空间小、施工方便的优点，能为转换节点的正常可靠使用提供基础保障，最终确保大型输电塔的使用性能满足设计所需，成效显著。
2)、作为上述方案的进一步优选方案，一方面，可以通过增设压板，起到挤压砂浆的功能，以解决转换节点内由于倾斜所形成的混凝土脱空状况，这也是连通孔存在的原因。当压板下压砂浆，多余的砂浆和更为重要的多余的空气会经由连通孔排出，从而保证了灌浆管内乃至整个钢管混凝土内砂浆的密实性和应力一致性。另一方面，压板通过中间杆连接盖板，从而利用盖板与灌浆管的法兰配合，实现了压板下压高度的准确性，同时也能始终稳定压板的实际安装位置，一举多得。此外，盖板处的法兰设计，使得钢管混凝土的顶端面联接形成一体，刚度更强，工作可靠性也更高。
3)、本发明不仅设置了连通孔，也布置了气液排出管，其目的不仅限于考虑到砂浆和空气的排出需要，同时也考虑到整个灌浆面的实际高度始终应当超过转换节点，以满足本发明的初始设计需求。
4)、下层钢管混凝土与上层钢管之间的法兰配合可以设置多层，如本发明提供了内外两圈式结构，其目的在于提升两者的安装稳定性，确保实际工作强度。内法兰，也即内圈法兰孔处应当布置安装空间，以便于单边螺栓打入。加强筋、轴向加强板和周向连接筋则用于提升整体的结构刚度，此处就不再赘述。
附图说明
图1为本发明剖视后的立体结构示意图；
图2为本发明的俯视图；
图3和图4为灌浆面压平之前，砂浆与压板的相对位置状态图；
图5和图6为灌浆面压平后，砂浆与压板的相对位置状态图。
本发明各标号与部件名称的实际对应关系如下：
a-砂浆
10-下层钢管混凝土 11-气液排出管
12-内圈法兰孔 13-外圈法兰孔
14-安装空间 15-轴向加强板 16-周向连接筋
20-上层钢管 30-灌浆管
41-盖板 42-压板 43-中间杆
50-加强筋
具体实施方式
为便于理解，此处结合图1-6，对本发明的具体结构及工作方式作以下进一步描述：
本发明的具体结构如图1-6所示，其主要结构包括彼此同轴且形成法兰配合的下层钢管混凝土10和上层钢管20；两者形成法兰配合时，依靠内圈法兰孔12和外圈法兰孔13形成内外两圈式装配结构。当布置两圈法兰孔时，内圈法兰孔12处应当布置安装空间14，具体参照图1及图3所示，以便于单边螺栓打入。此外，为加强法兰配合处的刚度，本发明还如图1-2所示的布置有加强筋50。加强筋50以及如图1所示的轴向加强板15和周向连接筋16均用于提升整体的结构刚度。
在上述结构的基础上，如图1及图3-5所示的，下层钢管混凝土10的顶端面处还同轴的凸设有套筒状的灌浆管30。由于灌浆管30高度高于下层钢管混凝土10的顶端面高度，且该顶端面也同时构成法兰配合处或者说是转换节点，因此，通过设计灌浆管30高度，即可确保最终的灌浆面高度始终高于转换节点高度。具体灌浆面高度可参照图4-6所示的示意高度。此时，显然可看出，由于灌浆管30的存在，使得转换节点四周充满了砂浆a，一旦砂浆a凝固后即完全的充满了整个转换节点，从而也就解决了因柱倾斜引起的应力分布缺陷问题。
为确保最终的灌浆面始终不会干涉到转换节点，本发明还提供了由压板42、中间杆43与盖板41配合形成的压浆构造。该压浆构造一方面利用连通孔来起到排气和排除多余砂浆a的功能，以人为的限定灌浆面的高度；另一方面，盖板41处的法兰设计，使得钢管混凝土的顶端面联接形成一体，刚度更强，工作可靠性也更高。
为提升排气和排除多余砂浆a的效果，环绕灌浆管30的外壁一圈还增设有气液排出管11。值得注意的是，该气液排出管11的高度一定是高于下层钢管混凝土10的顶端面高度的，或者可以说是高于倾斜状布置的转换节点的最大高度，从而在起到排气排液功能的同时，也能保证转换节点周围始终具有应力均衡的固态混凝土，最终确保了实际施工质量。
当然，对于本领域技术人员而言，本发明不限于上述示范性实施例的细节，而还包括在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现的相同或类似结构。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (8)
1.一种适用于大型输电塔的钢管混凝土与钢管转换节点，包括同轴装配的下层钢管混凝土(10)和上层钢管(20)；其特征在于：所述下层钢管混凝土(10)的顶端面处轴向的向上层钢管(20)管腔内凸设有套筒状的灌浆管(30)，使得灌浆管(30)与下层钢管混凝土(10)组合形成彼此筒腔连通的二段式阶梯套筒构造；该二段式阶梯套筒构造的轴肩处布置法兰面，从而与上层钢管(20)的底端管口间形成法兰配合。
2.根据权利要求1所述的一种适用于大型输电塔的钢管混凝土与钢管转换节点，其特征在于：所述灌浆管(30)的顶端管口处法兰配合有用于封闭该灌浆管(30)的盖板(41)，盖板(41)处向灌浆管(30)管腔内轴向延伸有中间杆(43)，中间杆(43)的底端固接用于压平灌浆面的压板(42)；所述压板(42)、盖板(41)及灌浆管(30)彼此同轴，且压板(42)上还开设有连通灌浆管(30)管腔与外部环境的连通孔。
3.根据权利要求2所述的一种适用于大型输电塔的钢管混凝土与钢管转换节点，其特征在于：连通孔与中间杆(43)同轴，且中间杆(43)为管状结构；连通孔、中间杆(43)的管腔以及盖板(41)处贯通孔彼此连通，从而导通灌浆管(30)管腔与外部环境。
4.根据权利要求2或3所述的一种适用于大型输电塔的钢管混凝土与钢管转换节点，其特征在于：所述灌浆管(30)的外径小于下层钢管混凝土(10)的筒腔直径，下层钢管混凝土(10)的顶端面处凸设有连通外部环境的气液排出管(11)，所述气液排出管(11)沿灌浆管(30)的外管壁周向环绕布置。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种适用于大型输电塔的钢管混凝土与钢管转换节点，其特征在于：所述二段式阶梯套筒构造的轴肩处布置的法兰面为内外两圈式结构，包括位于上层钢管(20)外壁处的外圈法兰孔(13)和位于上层钢管(20)筒腔内的内圈法兰孔(12)。
6.根据权利要求5所述的一种适用于大型输电塔的钢管混凝土与钢管转换节点，其特征在于：下层钢管混凝土(10)的筒腔处预留有可供内圈法兰孔(12)处单边螺栓安装的安装空间(14)。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种适用于大型输电塔的钢管混凝土与钢管转换节点，其特征在于：所述二段式阶梯套筒构造的轴肩处布置的法兰面处和上层钢管(20)的底端管口处均设置加强筋(50)。
8.根据权利要求1或2或3所述的一种适用于大型输电塔的钢管混凝土与钢管转换节点，其特征在于：下层钢管混凝土(10)的筒腔内布置轴向加强板(15)和周向连接筋(16)。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114396192A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-04-26 | 中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司 | 用于大型输电塔的***式钢管混凝土柱脚及其施工方法 |
| CN114396192B (zh) * | 2021-12-13 | 2024-03-15 | 中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司 | 用于大型输电塔的***式钢管混凝土柱脚及其施工方法 |
| CN114658283A (zh) * | 2022-04-28 | 2022-06-24 | 国网湖北省电力有限公司随州供电公司 | 一种电力电塔安装设备 |
| CN114658283B (zh) * | 2022-04-28 | 2024-04-16 | 国网湖北省电力有限公司随州供电公司 | 一种电力电塔安装设备 |
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