[发明专利]抗疲劳预应力钢管柱结构

说明书

技术领域

本发明属于高耸钢结构设计领域，具体涉及一种可抗疲劳作用的预应力钢管柱结构。

背景技术

随着高耸钢结构的发展，对于风力发电塔等在风荷载和机械运行作用下疲劳问题显著的结构，钢材强度未能得到充分利用，钢结构疲劳问题成为结构材料充分利用的限制条件。为提高材料的利用率，预应力构架式塔（塔柱采用预应力钢管、斜杆采用预应力柔性斜杆）可使钢塔柱始终处于受压状态，在正常工作下钢管柱内无拉应力，不发生疲劳破坏，钢材强度可得到充分发挥。

发明内容

为了克服现有技术领域存在的上述缺陷，本发明的目的在于，提供一种抗疲劳预应力钢管柱结构，作为构架式风力发电塔的塔柱，代替传统的构架式塔柱普通组合角钢塔柱或型钢塔柱，在塔柱内施加轴向预应力，使钢管柱在正常工作荷载下始终处于受压状态，不产生拉应力，防止发生疲劳破坏。

本发明提供的抗疲劳预应力钢管柱结构，它包括若干节钢管柱，各节钢管柱通过法兰连接构成塔柱，由塔柱柱脚位置至塔柱柱顶位置的钢管柱内部均设有预应力索并分别锚固在位于柱脚和柱顶的下端板结构和上端板上；抗疲劳预应力钢管柱结构还包括底板，柱脚的钢管柱与底板焊接，底板下部焊接有下端板结构，柱脚的钢管柱内部的预应力索穿出下端板结构并用锚头锚固，下端板结构用后浇带浇筑在混凝土基础中，底板用锚栓锚固在混凝土基础上；上端板焊接在柱顶上，柱顶的钢管柱内部的预应力索穿出上端板，张拉后用锚头锚固在上端板上。

本发明提供的抗疲劳预应力钢管柱结构，其有益效果在于，位于构架式塔的塔柱部位，由塔柱柱脚位置至塔柱柱顶，在钢管柱内部布置预应力索并锚固在柱脚和柱顶的端板上，通过在柱顶对预应力索进行张拉，使预应力索和钢管柱内力平衡，钢管柱处于受压状态。在正常工作条件下的风荷载和机械运行作用下，塔柱一侧钢管柱内所产生的拉力小于在此钢管柱内所施加的预拉力，钢管柱始终保持受压状态，避免钢管柱的疲劳破坏。

附图说明

图1是本发明一个实施例的整体结构示意图；

图2是柱脚钢管柱的结构示意图；

图3是柱顶钢管柱的结构示意图。

图中标注：

1.钢管柱；2.预应力索；3.锚头；4.底板；5.下端板结构；6.上端板；7.锚栓；8.混凝土基础；9.后浇带；10.法兰；11.横杆；12.斜杆；13.锚头。

具体实施方式

下面参照附图，结合一个实施例，对本发明提供的抗疲劳预应力钢管柱结构进行详细的说明。

实施例

参照图1-图3，本实施例的抗疲劳预应力钢管柱结构，它包括若干节钢管柱1，各节钢管柱1通过法兰10连接构成塔柱，由塔柱柱脚位置至塔柱柱顶位置的钢管柱1内部均设有预应力索2并分别锚固在位于柱脚和柱顶的下端板结构5和上端板6上；抗疲劳预应力钢管柱结构还包括底板4，柱脚的钢管柱1与底板4焊接，底板4下部焊接有下端板结构5，柱脚的钢管柱1内部的预应力索2穿出下端板结构5并用锚头3锚固，下端板结构5用后浇带9浇筑在混凝土基础8中，底板4用锚栓7锚固在混凝土基础8上；上端板6焊接在柱顶上，柱顶的钢管柱1内部的预应力索2穿出上端板6，张拉后用锚头13锚固在上端板6上。

采用抗疲劳预应力钢管柱结构的钢塔架的具体实施步骤如下：

（1）将穿有预应力索2的钢管柱1采用锚栓7安装在混凝土基础8中，并采用高强灌浆料浇筑；

（2）从下至上逐节安装钢塔架，采用法兰10安装塔柱以及相应的横杆11和斜杆12，并在塔柱内穿预应力索2；

（3）钢塔架安装完毕后，在上端板6位置对预应力索2进行张拉，并锚固在上端板6上。