[发明专利]在建输电结构的可调节多级抗风加固装置及其施工方法

权利要求书

1.一种在建输电结构的可调节多级抗风加固装置，其特征在于，包括：

局部加强装置，设置在所述在建输电铁塔角钢主材的内、外两侧；

一级加固结构，包括可伸缩一级钢管辅材，支撑连接在所述在建输电铁塔角钢主材上两个所述局部加强装置之间，所述可伸缩一级钢管辅材的端部与所述局部加强装置之间通过第一球铰支座铰接；

二级加固结构，包括可伸缩二级钢管辅材和可伸缩三级钢管辅材，其中，所述可伸缩二级钢管辅材支撑连接在相邻两个所述可伸缩一级钢管辅材之间，所述可伸缩二级钢管辅材的端部通过第二球铰支座、以及第一钢管卡扣与所述可伸缩一级钢管辅材连接；

所述可伸缩三级钢管辅材支撑连接在所述可伸缩一级钢管辅材与输电铁塔之间，所述可伸缩三级钢管辅材的一端通过第三球铰支座、以及第二钢管卡扣与所述可伸缩一级钢管辅材连接，另一端通过第三球铰支座、以及第三钢管卡扣连接于所述输电铁塔的悬浮抱杆。

2.根据权利要求1所述的在建输电结构的可调节多级抗风加固装置，其特征在于，所述局部加强装置包括：

设置于所述在建输电铁塔角钢主材内侧的三角形加强块、以及设置于所述在建输电铁塔角钢主材外侧的直角加强板，所述三角形加强块和所述直角加强板之间通过螺栓连接后包覆在所述在建输电铁塔角钢主材的外部；

位于所述在建输电铁塔角钢主材内侧的所述三角形加强块上焊接固定所述第一球铰支座。

3.根据权利要求1所述的在建输电结构的可调节多级抗风加固装置，其特征在于，

所述三角形加强块以及外侧直角加强板的两直角边均伸出所述在建输电铁塔角钢主材设置，且伸出部分不少于50mm，在所述伸出部分上均匀开孔，通过六角螺栓连接，夹固于所述在建输电铁塔角钢主材之上。

4.根据权利要求1所述的在建输电结构的可调节多级抗风加固装置，其特征在于，所述第一球铰支座、第二球铰支座以及第三球铰支座的结构相同，均包括一个长方体支座及一个可自由转动的球铰，球铰的球体中心位于所述长方体支座内部，并留有足够的钢管转动空间；所述球铰支座通过所述长方体支座焊接于所述局部加强装置或钢管卡扣上。

5.根据权利要求1所述的在建输电结构的可调节多级抗风加固装置，其特征在于，所述可伸缩一级钢管辅材长度可调，两端焊接于所述第一球铰支座的球铰之上，焊接后可伸缩一级钢管辅材可随第一球铰支座的球铰在任意平面内进行不小于90°的自由转动；

所述可伸缩二级钢管辅材长度可调，两端焊接于所述第二球铰支座的球铰之上，焊接后可伸缩二级钢管辅材可随第二球铰支座的球铰在任意平面内进行不小于120°的自由转动；

所述可伸缩三级钢管辅材长度可调，两端焊接于所述第三球铰支座的球铰之上，焊接后可伸缩三级钢管辅材可随第三球铰支座的球铰在任意平面内进行不小于120°的自由转动。

6.根据权利要求1所述的在建输电结构的可调节多级抗风加固装置，其特征在于，所述第一钢管卡扣和第二钢管卡扣结构相同，均包括上下两部分，一部分焊接于球铰支座的底部，另一部分绕卡扣旋转轴自由旋转。

7.一种权利要求2~6中任一所述的在建输电结构的可调节多级抗风加固装置的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据施工方案与设计图纸，对不同施工阶段的在建输电结构进行有限元建模，对各阶段的在建输电铁塔-悬浮抱杆组合体系进行静动力特性分析以及风振响应计算分析，通过计算结果确定组合结构的整体模态振型及局部薄弱构件；根据不同施工阶段制定针对性的快速加固方案，并对所制定的快速加固方案进行可靠性验证，同时对所需要的加固装置进行预制加工；

S2、在开始施工之后，在地面预先组装加固装置，先将第一球铰支座的底部焊接于所述三角形加强块的表面，将第一钢管卡扣焊接于第二球铰支座的底部，将第二钢管卡扣焊接于所述第三球铰支座的底部，随后将所述可伸缩一级钢管辅材焊接于第一球铰支座上的球铰之上，将所述可伸缩二级钢管辅材焊接于第二球铰支座上的球铰之上，将所述可伸缩三级钢管辅材焊接于第三球铰支座上的球铰之上；

S3、在输电塔组塔过程中，先将可伸缩一级钢管辅材一端的局部加强装置安装于角钢主材对应位置，拧紧螺栓将位于可伸缩一级钢管辅材一端的所述加强装置夹固于在所述在建输电铁塔角钢主材后，通过转动第一球铰支座上的球铰并调整可伸缩一级钢管辅材的长度将可伸缩一级钢管辅材另一端的局部加强装置调整至所述在建输电铁塔角钢主材对应位置，最后拧紧螺栓将位于可伸缩一级钢管辅材另一端的所述加强装置夹固于在所述在建输电铁塔角钢主材，并锁定第一球铰支座上球铰与可伸缩一级钢管辅材；

安装可伸缩二级钢管辅材时，先将可伸缩二级钢管辅材一端的第一钢管卡扣锁定于可伸缩一级钢管辅材的指定位置，随后通过转动第二球铰支座上球铰并调整可伸缩二级钢管辅材的长度将可伸缩二级钢管辅材另一端的第一钢管卡扣调整至对应位置，实现在建输电铁塔的横隔面加固及悬浮抱杆的抗风加固；

可伸缩三级钢管辅材的安装方法和安装可伸缩二级钢管辅材相同；

所述可伸缩一级钢管辅材、可伸缩二级钢管辅材以及可伸缩三级钢管辅材组成的横隔面位置根据在建输电结构静动力特性有限元分析结果确定，安装于悬浮抱杆承托绳吊点高度处的在建输电铁塔角钢主材上，横隔面形式根据不同施工阶段的不同荷载进行针对性设计；

通过可伸缩一级钢管辅材、可伸缩二级钢管辅材、可伸缩三级钢管辅材、第一球铰支座、第二球铰支座以及第三球铰支座，在施工过程中根据输电塔不同施工阶段与不同风力等级进行加固装置的位置调整，实现在建输电铁塔的横隔面加固及悬浮抱杆的抗风加固；

S4、在完成这一施工阶段后，通过放松第一钢管卡扣的活动螺栓和放松第二钢管卡扣的活动螺栓拆卸可伸缩二级钢管辅材、可伸缩三级钢管辅材，提升悬浮抱杆后重新进行加固，同时对部分临时加固装置进行快速调整，实现在建输电结构不同施工阶段的可调节高效多级抗风加固。