[发明专利]一种输电塔四地脚螺栓有加劲塔脚板厚度计算方法

说明书

一种输电塔四地脚螺栓有加劲塔脚板厚度计算方法，包括：通过铁塔结构计算塔脚板上作用的拉力T大小，根据四颗地脚螺栓共同分担，确定四颗地脚螺栓的材质和规格；按照塔腿主材角钢重心线与塔脚板中心对准的原则，确定与塔腿主材角钢所连接的靴板位置，再按照地脚螺栓间距不小于四倍地脚螺栓直径的原则设置地脚螺栓孔的位置；校核地脚螺栓与塔脚构件是否碰撞，最终确定出塔脚板的宽度、地脚螺栓孔心间距以及孔心至塔脚板边缘的距离；针对塔腿主角钢所在的区隔及其对角区隔，计算由区隔控制的塔脚板厚度；取较大值作为塔脚板的设计厚度。本发明克服了传统计算方式假定条件与实际存在差异的不足，使塔脚板设计更加可靠、经济性更优。

技术领域

本发明属于输电塔领域，具体涉及一种输电塔四地脚螺栓有加劲塔脚板厚度计算方法。

背景技术

塔脚板是输电线路铁塔与基础连接的关键部件，是将铁塔承受的力传递至基础的重要纽带。四地脚螺栓有加劲塔脚板是目前架空输电线路中最常用的塔脚板型式，该塔脚板为方形，被“十字型”靴板划分为4个受力区隔，靴板外端设置有加劲板。塔脚板设计的关键环节是确定底板厚度，传统的塔脚板厚度计算方法均采用现行电力行业标准DL/T 5154-2012《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》提供的底板厚度计算公式，该计算方法存在以下不足：

1)计算公式推导的前提是将地脚螺栓作用于底板的拉力等效为作用于整个底板的均布力，这与实际情况存在差异。2)该公式忽略了加劲板的有利作用，将所有区隔均假定为理想的两边固支、两边自由的受弯薄板，这使得设计结果常常偏保守，塔脚板厚度偏大。

由于四地脚螺栓有加劲塔脚板的受力区隔不对称，各区隔支承条件复杂，长期以来关于塔脚板承载力的针对性研究较少，所能查阅到的文献都是从弹性理论出发进行研究，要么偏向于定性分析而缺少公式研究，要么提出的公式过于复杂，也没有显式包含加劲板的影响，不便于工程应用。因此，计入加劲板有利影响的塔脚板厚度计算方法一直没有得到改进。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中关于四地脚螺栓有加劲塔脚板厚度不能较准确得出的问题，提供一种输电塔四地脚螺栓有加劲塔脚板厚度计算方法，结合各受力区隔不同支承条件对塔脚板受拉承载力的影响，并计入加劲板作用，提升塔脚板设计的可靠性和经济性。

为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：

一种输电塔四地脚螺栓有加劲塔脚板厚度计算方法，包括以下步骤：

步骤一、通过铁塔结构计算塔脚板上作用的拉力T大小，根据四颗地脚螺栓共同分担，按照每颗地脚螺栓承担T/4的力，确定四颗地脚螺栓的材质和规格；

步骤二、按照塔腿主材角钢重心线与塔脚板中心对准的原则，确定与塔腿主材角钢所连接的靴板位置，再根据DL/T 5219-2014《架空输电线路基础设计技术规程》，按照地脚螺栓间距不小于四倍地脚螺栓直径的原则设置地脚螺栓孔的位置；校核地脚螺栓与塔脚构件是否碰撞，如果出现碰撞，则调整地脚螺栓孔的位置，直至不发生碰撞；最终，确定出塔脚板的宽度、地脚螺栓孔心间距以及孔心至塔脚板边缘的距离；

步骤三、针对塔腿主角钢所在的区隔，根据区隔宽度b₁、地脚螺栓中心至靴板的距离y₁、加劲板的长度L、底板钢材的屈服强度f_y和材料抗力分项系数γ_R，计算由该区隔控制的塔脚板厚度t₁：针对塔腿主角钢所在区隔的对角区隔，根据区隔宽度b₂、地脚螺栓中心至靴板的距离y₂，计算由该区隔控制的塔脚板厚度t₂：

步骤四、比较塔腿主角钢所在区隔控制的塔脚板厚度t₁与塔腿主角钢所在区隔的对角区隔控制的塔脚板厚度t₂的大小，取较大值作为塔脚板的设计厚度。