輸電鐵塔生產(chǎn)對(duì)定位組合角鋼的合理應(yīng)用

引言：在輸電線的加工行業(yè)中，連線處是鐵塔加工的重點(diǎn)問(wèn)題，近幾年，隨著我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，輸電鐵塔的建設(shè)逐漸增多，要求逐漸提高，在鐵塔掛線處采用角鋼組合焊接的形式，在加工中需要進(jìn)行定位組合焊接，本文主要分析輸電鐵塔生產(chǎn)對(duì)定位組合角鋼的合理應(yīng)用。

在輸電鐵塔的建設(shè)中，組合角鋼應(yīng)用逐漸增多，處理不好容易導(dǎo)致材料的報(bào)廢，在組合角鋼的焊接中要求角鋼與線板平行焊接，板與角鋼由于不是平行焊接存在很大的難度，需要定位，本文主要分析輸電鐵塔生產(chǎn)對(duì)定位組合角鋼的合理應(yīng)用。

一、角鋼鐵塔焊接問(wèn)題

在普通鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中需要考慮到焊縫等問(wèn)題，在角鋼的使用中同樣需要考慮到這些問(wèn)題，根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、荷載以及焊接等因素綜合確定。先分析幾個(gè)概念，焊縫是對(duì)接組合中形成的組合焊縫，焊接接頭主要是對(duì)對(duì)接接頭以及T型接頭等，對(duì)接結(jié)構(gòu)的焊縫就是對(duì)接焊縫，但是T型組合焊接又添加了角焊縫，依照我國(guó)的相關(guān)要求，所有的對(duì)接焊縫等級(jí)設(shè)計(jì)為二級(jí)，T型組合焊接的焊縫也是二級(jí)。

在鐵塔的制作中，一般是在工廠內(nèi)制作完成，因此需要考慮到后期的受力問(wèn)題。輸電鐵塔是比較特殊的建筑，受到的荷載包括風(fēng)荷載、導(dǎo)線和地線斷線荷載等，一般二級(jí)質(zhì)量等級(jí)的焊縫是不需要無(wú)損檢測(cè)，三級(jí)對(duì)接焊縫則需要進(jìn)行外觀的檢驗(yàn)。角鋼中采用的焊接方式主要是組合焊接和對(duì)接焊接，T型組合焊接在結(jié)構(gòu)上并沒(méi)有強(qiáng)度要求，一般屬于構(gòu)造連接，而其他的焊接方式就處在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，角鋼是主要的成立連接節(jié)點(diǎn)，要求角鋼的強(qiáng)度與主體鋼材同等。在一般的焊接設(shè)計(jì)中要求對(duì)焊件剖口再進(jìn)行焊接，要求焊接等級(jí)相同。另外依照我國(guó)相關(guān)要求，三級(jí)焊縫存在較多的缺陷，因此要求計(jì)算抗拉強(qiáng)度，一般抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)為母材強(qiáng)度的85%。

二、角鋼材質(zhì)的選擇

目前市場(chǎng)中的角鋼類型有很多，在實(shí)際的焊接應(yīng)用中需要合理的選擇角鋼規(guī)則。在鐵塔中，地線支架以及導(dǎo)線橫擔(dān)承擔(dān)主要的拉力，角鋼的使用能夠最大發(fā)揮出所具有的強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)線瓶口受力比較大，所采用的角鋼規(guī)則就比較大。在應(yīng)用中需要先確定布材的型式，依照鐵塔的荷載確定角鋼的類型，減少后期反復(fù)試驗(yàn)的次數(shù)。

身部主材一般采用最小軸設(shè)計(jì)，在本文的計(jì)算中長(zhǎng)度計(jì)算定為1.0m，逐漸增加到1.9m，采用替代法確定最佳的角鋼規(guī)格。以Q345∠160×12為例，采用雙肢連接，計(jì)算得到強(qiáng)度承受力N1=949.13kNlt;穩(wěn)定承載力N2=996.37kN，若是采用Q420材質(zhì)，依照強(qiáng)度控制計(jì)算得到凈截面大于2497.7mm2，選定角鋼，穩(wěn)定強(qiáng)度N1/（Ψ·A）=368.在設(shè)計(jì)常用的主材長(zhǎng)度范圍時(shí)，一般認(rèn)為角鋼規(guī)則越小，計(jì)算長(zhǎng)度范圍越小，肢寬在100mm及以下的角鋼，計(jì)算長(zhǎng)度大于1.1m，不易采用Q420鋼，肢寬在125mm及以下的角鋼，計(jì)算長(zhǎng)度大于1.2m，不易采用Q420鋼，肢寬在140mm及以下的角鋼，計(jì)算長(zhǎng)度大于1.4m，不易采用Q420鋼，肢寬在180mm及以下的角鋼，計(jì)算長(zhǎng)度大于1.6m，不易采用Q420鋼，單角鋼，計(jì)算長(zhǎng)度大于1.9m，不易采用Q420鋼。在實(shí)際的工程實(shí)踐中，肢寬小于110mm的角鋼用量少，因此在采用中需要注意經(jīng)濟(jì)性，避免出現(xiàn)材料的浪費(fèi)情況。

組合角鋼的回轉(zhuǎn)半徑非常大，一般情況下長(zhǎng)細(xì)比λ小于40，在鐵塔的生產(chǎn)中，一般需要采用組合角鋼的部分需要承受較大的力，因此組合角鋼需要選用高強(qiáng)鋼選材。

三、定位組合角鋼的應(yīng)用

為分析定位組合角鋼的應(yīng)用，確定合理的焊接變形量，分析上下板與左右板的分布規(guī)律。在確定焊接預(yù)變形值時(shí)，考慮到焊接引起的變形，通過(guò)試驗(yàn)確定焊接變形值，調(diào)整焊接位置，保證組合焊接滿足工藝要求的精度。焊接引起的變形對(duì)于厚度在10mm以下的聯(lián)板而言一般是可以忽視的，因此在做焊接預(yù)變形試驗(yàn)時(shí)未作10mm規(guī)格以下的聯(lián)板。針對(duì)10mm以上規(guī)格的聯(lián)板進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)規(guī)格為10～14mm的聯(lián)板在焊接中焊接線的移動(dòng)值為0.5mm，規(guī)格為14～18mm的聯(lián)板在焊接中焊接線的移動(dòng)值為0.8mm，規(guī)格為18～24mm的聯(lián)板在焊接中焊接線的移動(dòng)值為1.0mm，規(guī)格在24mm以上的聯(lián)板在焊接中焊接線的移動(dòng)值為1.5～2.0mm，依照《GB/T2694-2003》標(biāo)準(zhǔn)，能夠按照1.0mm生產(chǎn)。

分析連接組合上下板與左右板之間孔的分布。分析大量220KV和500KV的輸電鐵塔，這些孔的分布有一定的規(guī)律性，上下板孔或者是左右板孔的位置與相連接主材的端頭孔有關(guān)，依照我國(guó)鐵塔設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，按照97角鋼準(zhǔn)據(jù)表來(lái)設(shè)計(jì)鐵塔主材端頭孔，規(guī)格為L(zhǎng)100角剛，底芯37，高芯74，規(guī)格為L(zhǎng)110角剛，底芯45，高芯75，規(guī)格為L(zhǎng)125角剛，底芯50，高芯90，規(guī)格為L(zhǎng)140角剛，底芯55，高芯80，規(guī)格為L(zhǎng)160角剛，底芯75，高芯100，規(guī)格為L(zhǎng)180角剛，底芯75，高芯110，規(guī)格為L(zhǎng)200角剛，底芯80，高芯120。

依照以上分析，在定位組合角鋼的使用中，首先在放樣工藝程序環(huán)節(jié)，要用計(jì)算機(jī)輔助三維放樣技術(shù)，確保放樣后的部件圖準(zhǔn)確無(wú)誤。其次，連接板的加工過(guò)程，板芯線加大1.0mm，保證在焊接過(guò)程中由于坡口原因造成板邊融化而產(chǎn)生的誤差，采用螺栓固定后直接組合焊接并焊后校正。在焊接中要求每個(gè)加工人員都能夠熟練焊接操作。為方便后期在生產(chǎn)中套用，依照主材角鋼規(guī)格定位組合角鋼編號(hào)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文主要分析輸電鐵塔生產(chǎn)對(duì)定位組合角鋼的合理應(yīng)用，在輸電鐵塔定位角鋼的應(yīng)用中，需要合理的控制焊接變形，提高組合板的可安裝性，提高定位組合角鋼應(yīng)用的成功率。

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（作者單位：國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)鞍山鐵塔制造總廠）