[实用新型]输电铁塔及其塔腿节点

说明书

技术领域

本实用新型涉及输电铁塔及其塔腿节点，更具体的，涉及输电钢管塔(特别是特高压输电钢管塔)及其塔腿节点的布置。 

背景技术

输电塔，由于多采用金属(如，钢或合金钢)材料，其常常也泛称为输电铁塔，其属于高耸的空间桁架结构，具有多个节点。输电铁塔可以采用角钢、型钢、管钢等作为其杆件。一般的，铁塔的基本结构主要包括：塔头、塔身和塔腿。通常，将下横担的下弦或者塔架截面急剧变化处(也称颈部)以上的部分称作塔头，将铁塔基础上面的第一段塔架称作塔腿，将塔腿与塔头之间的桁架部分称作塔身。并且通常将塔腿的临近铁塔基础的端或节点所处的部分称作塔脚。 

在高压尤其是特高压输电技术中，常常采用钢管塔作为输电塔。特高压输电技术是指电压等级在750kV交流和±500kV直流之上的更高一级电压等级的输电技术，包括交流特高压输电技术和直流特高压输电技术。所述钢管塔的构件主要采用钢质管材，例如其主材采用管材(钢质管材)，其斜材通常也采用管材(钢质管材)，而其横隔材、辅助材等可以采用也可以不采用管材(钢质管材)。所述钢质管材由钢或合金钢形成，因此在业内通常将这样的输电铁塔称作钢管塔。 

在工程设计中，输电铁塔往往按理想桁架结构、节点铰接设计。由于焊接的连续性、节点板和刚性连接等原因的影响，桁架杆件在节点处受到很大的嵌固作用，限制杆件间夹角的变化，造成杆件弯曲，由此产生的杆弯矩具有二阶效应，称为次弯矩，相应的应力称为次应力。当次弯矩对结构内力的影响比较显著时，必须考虑次应力的影响。 

从十九世纪后期人们就注意到了桁架结构的次应力问题。但受计算 工具及手段的限制，一般认为有桁架的杆件连续引起的弯曲次应力对于柔性桁架影响不大。直至电子计算机发明之后，才开始真正的对桁架次应力问题进行定量的、全面的分析。 

尽管如此，在现有技术中，通常根据经验估算次应力。例如，美国铁道工程师协会和美国国家公路和运输协会都规定：对于截面宽度与杆件长度比小于1/10的杆件不考虑次应力；而当次应力量值超过一定数值时，超出的部分作为主应力来考虑。 

在当今的在输电塔的设计中，次应力日渐成为必须考虑的因素，尤其是对于塔身以及承受整体重量的塔腿而言更是如此。而在现有技术的输电塔(特别是钢管塔)的设计中，只是如上所述地依据经验估算次应力，并未揭示塔架的(特别是塔腿的)主材和斜材的夹角对次应力的影响。另一方面，有学者认为，并且在工程实践中也发现了，如上述估算的次应力设计是偏于保守的。 

根据现有技术的方法，会因人因材料的不同而出现较大偏差，有时会浪费钢材，有时又会导致局部失稳，使得塔腿钢管达不到强度的要求。 

另外，在现有技术的钢管塔(特别是特高压输电钢管塔)的塔腿设计中，仅在斜材轴线与主材钢管轴线交点处设置一道环形加劲板，次应力较大。 

实用新型内容

本实用新型目的之一在于减轻或解决现有技术中的上述问题。 

本实用新型另一目的在于：通过限定钢管塔塔腿的主材和斜材的夹角，使得构件的次应力减小乃至减至最小。 

本实用新型还一目的在于：通过在钢管塔塔腿采用分别布置在塔腿靴板上端以及斜材轴线与主材钢管表面交点处的两个环板，进一步降低塔腿次应力。 

根据本实用新型的一个实施例，提供了一种输电铁塔的塔腿节点， 其特征在于：在所述节点处塔腿的主材和斜材彼此接合，所述主材和斜材的轴线间的夹角不小于20°。 

优选地，所述夹角为20°至40°。 

优选地，所述夹角为25°至30°。 

优选地，所述夹角为25°。 

优选地，所述输电铁塔为钢管塔。 

优选地，所述钢管塔为特高压输电钢管塔，其中塔腿主材和斜材为钢质管材。 

优选地，在所述节点处，所述斜材和所述主材通过插板连接。 

优选地，所述插板为十字型插板或U型插板，其一端插入在所述斜材的端部形成的沿斜材的轴线方向的插口中，并通过焊接与所述斜材接合。优选地，所述插板通过螺栓与所述主材上的连接件接合。 

优选地，辅助材与所述主材和/或斜材通过插板连接，所述辅助材为钢质管材。 

优选地，所述插板是C型插板，其插入在所述辅助材的端部形成的沿所述辅助材轴向的插口中，并通过焊接与在所述辅助材接合。优选地，所述插板通过螺栓与所述主材上的连接件接合。 

优选地，所述塔腿的主材和斜材采用Q345材质钢材。 

优选地，所述节点是塔腿的邻近铁塔基础的节点。