[实用新型]一种特大焊接空心钢球节点

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种高耸铁塔和输电大跨越铁塔结构的连接节点，属于钢架连接结构技术领域。

背景技术

随着电力建设的飞速发展，大档距、大跨越钢管高塔正被广泛应用。如舟山与大陆联网大跨越铁塔，最高二基达370米，为目前世界最高输电铁塔。其结构的连接节点是设计和制造的关键，它关系到构件传递内力是否顺畅合理，对结构的安全运行起到至关重要的作用。尤其对塔身变坡处和多根构件交汇处的复杂节点，对其的研究就显得十分必要。

钢管铁塔常规的节点处理方法为钢管叠加焊接，见附图1所示，图中所示有钢管体节点1，周边焊接有多个钢管体构件2。由于多管的重叠，造成构件内力传递的复杂，应力集中问题突出，同时也不利于加工，尤其对于角点处的焊缝质量难以保证。由于钢球体结构对称、传力均匀而成为一种理想的节点形式，并通过调整钢球直径来避免钢管重叠，可使得各受力构件通过球体进行力的传递，力线清晰、简洁。

对于钢管铁塔的节点处理，尤其是多个构件交汇处的复杂节点，利用焊接空心钢球节点进行过渡是比较理想的方案。对于空心钢球结构，设计的径厚比要求在25～45之间。一般的铁塔，由于构件尺寸较小，其空心钢球节点的尺寸也比较小，比较容易满足这个要求。而如舟山联网大跨越塔由于构件尺寸很大，最大的球节点尺寸为2000mm，因此要满足上述径厚比要求，球体壁厚至少为50mm。这将带来一系列的技术难题，如厚板的层状撕裂问题，厚板焊接中的应力集中问题，以及单件重量太大出现的安装困难等问题，板厚的问题超出了钢结构设计技术规范的限制要求，将会给工程带来隐患。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述存在的不足，而提供一种结构简单，能满足结构设计要求的、可适用于构件尺寸很大的大跨越塔的特大焊接空心钢球节点。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，它包括一通过焊接连接有多个管状构件的钢球体，所述的钢球体为空心钢球结构，在该空心钢球结构内设置有纵向和横向布置的加强肋。

所述的加强肋由加强筋板通过正交试验的方法布置在钢球体内，在所述的纵向加强肋上设置有翼缘。

所述的钢球体的壁厚不大于25mm。

本实用新型由于对特大空心钢球的设计壁厚，如取24mm，因而对于径厚比不能满足要求的情况，采取在球体内设置纵向肋和横向加强肋的措施来解决，用这种方法来控制局部屈曲的发生，而加强肋的规划采用正交试验的方法来布置；应用ANSYS软件中的4节点弹塑性壳单元shell 181对空心球节点建立有限元模型进行计算分析，设计出合理的大型球体结构，满足受力要求。

本实用新型探索和制定大刚度、多构件汇交的大型空心球节点焊接工艺方案，以确保球节点的焊接质量，解决结构件由于焊接约束度大而引起的焊缝裂纹和焊接变形的控制问题。

本实用新型所述的大型球节点热浸镀锌方案是：通过合理的吊点设置、工艺孔开设来确保大型球节点构件的镀锌质量完全符合规范要求，同时减少锌耗量。

附图说明

图1现有技术的结构示意图。

图2是本实用新型的外部结构示意图。

图3是本实用新型的内部加强筋肋布置示意图。

图4是本实用新型的内部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作详细的介绍：附图2所示，本实用新型主要包括有一通过焊接连接有多个管状构件12的钢球体11，所述的钢球体11为空心钢球结构，在该空心钢球结构内设置有纵向和横向布置的加强肋13、14，见附图3、4所示。

所述的加强肋13、14由加强筋板通过正交试验的方法布置在钢球体11内，在所述的纵向加强肋13上设置有翼缘。

所述的钢球体11的壁厚不大于25mm。

本实用新型由于对特大空心钢球的设计壁厚，如取24mm，因而对于径厚比不能满足要求的情况，采取在球体内设置纵向加强肋和横向加强肋的措施来解决，用这种方法来控制局部屈曲的发生，而加劲肋的规划采用正交试验的方法来布置；应用ANSYS软件中的4节点弹塑性壳单元shell 181对空心球节点建立有限元模型进行计算分析，设计出合理的大型球体结构，满足受力要求。

本实用新型探索和制定大刚度、多构件汇交的大型空心球节点焊接工艺方案，以确保球节点的焊接质量，解决结构件由于焊接约束度大而引起的焊缝裂纹和焊接变形的控制问题。

本实用新型所述的大型球节点热浸镀锌方案是：通过合理的吊点设置、工艺孔开设来确保大型球节点构件的镀锌质量完全符合规范要求，同时减少锌耗量。