電力鐵塔設(shè)計(jì)及制造工藝改進(jìn)

【摘要】隨著整個(gè)社會(huì)現(xiàn)代化進(jìn)程和城市化建設(shè)進(jìn)程的迅速加快，我國(guó)在電力工程相關(guān)的建筑設(shè)計(jì)方面的技術(shù)水平得到了極大的提升，因此，合理地掌握電力工程及其相關(guān)的設(shè)施在建筑領(lǐng)域內(nèi)的多種應(yīng)用，對(duì)相關(guān)的技術(shù)人員將會(huì)有很大的幫助。本文基于此，通過(guò)介紹電力工程中電力鐵塔設(shè)計(jì)的相關(guān)理論，對(duì)電力鐵塔設(shè)計(jì)及制造工藝改進(jìn)提出了些許方法，希望能對(duì)相關(guān)的設(shè)計(jì)工程人員帶來(lái)一定的幫助。

【關(guān)鍵詞】電力鐵塔；工藝改進(jìn)；設(shè)計(jì)及制造；改進(jìn)措施

一、從電力鐵塔設(shè)計(jì)圖紙改進(jìn)入手

目前，相關(guān)的電力鐵塔的施工部門(mén)提供的多是分段裝配形式組裝的電力鐵塔圖紙，這種圖紙的優(yōu)勢(shì)是使得相關(guān)的設(shè)計(jì)部門(mén)可以減小在設(shè)計(jì)和施工中的工程量，但同樣也或多或少地在不同方面引起了一系列的問(wèn)題。例如，電力鐵塔的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)性質(zhì)屬于基礎(chǔ)制造過(guò)程，這就對(duì)相關(guān)裝配圖的組裝和質(zhì)檢提出看非常嚴(yán)格的要求，但這種分段裝配形式組裝的圖紙往往難以保證這種高要求。而且由于電力鐵塔的體積往往比較巨大，使得相關(guān)的裝配圖紙不可能按照1：1的比例完全繪制，而多是以縮小的比例進(jìn)行標(biāo)注，這就導(dǎo)致圖紙中往往會(huì)在標(biāo)注尺寸中出現(xiàn)一定的問(wèn)題，給鐵塔的設(shè)計(jì)及制造帶來(lái)了很大的困難。除此以外，由于設(shè)計(jì)圖紙的不完善，通常還會(huì)給電力鐵塔的設(shè)計(jì)和制造方面帶來(lái)下列的問(wèn)題：

（1）缺少大型平面作為鐵塔設(shè)計(jì)和建設(shè)的基準(zhǔn)。包括電力鐵塔在內(nèi)的一系列大型建筑物對(duì)于大型平面的劃線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)往往有著較高的要求，但在圖紙中想繪制出大型平面的平面圖由于實(shí)際操作程度較高多不易完成。（2）按比例縮小的電力鐵塔相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)直線(xiàn)距離的測(cè)量精確度要求過(guò)高。（3）大型建筑物的手工劃線(xiàn)的精準(zhǔn)度多會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。（4）相關(guān)小型設(shè)計(jì)零件的實(shí)際尺寸是經(jīng)過(guò)模擬放樣后進(jìn)行初步測(cè)量所得的，多會(huì)在實(shí)際的工程圖紙中引起一定的測(cè)量誤差。

出于上述不同原因，在設(shè)計(jì)圖紙中出現(xiàn)的誤差往往會(huì)給電力鐵塔的設(shè)計(jì)與制造帶來(lái)大量的影響，同樣，設(shè)計(jì)圖紙中出現(xiàn)的誤差如果經(jīng)過(guò)進(jìn)一步放大，無(wú)形之中就使得鐵塔的整體修建水平有所下降，如果導(dǎo)致了裝配質(zhì)量問(wèn)題不能過(guò)關(guān)，還可能為將來(lái)的使用埋下了隱患。對(duì)此，從電力鐵塔設(shè)計(jì)圖紙改進(jìn)入手是電力鐵塔設(shè)計(jì)及制造工藝改進(jìn)的有效方法之一，近年來(lái)，一部分的生產(chǎn)廠(chǎng)家已經(jīng)漸漸采取通過(guò)AUTOCAD或是計(jì)算機(jī)輔助制圖等高科技手段來(lái)繪制，從源頭上保證了繪圖的高質(zhì)量性與有效性，也避免了投資商投資的盲目性。

二、分段聯(lián)接部位結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

當(dāng)今電力工程使用的電力鐵塔多是使用角鋼進(jìn)行分段和多段聯(lián)接的，為了提高鐵塔的整體剛度和使用壽命，角鋼進(jìn)行連接的部位有著嚴(yán)格的要求。由于角鋼的本身形狀和自身結(jié)構(gòu)的限制，必須對(duì)聯(lián)接角鋼進(jìn)行加工，相關(guān)的工程人員可以去掉角鋼內(nèi)側(cè)面與塔身相交處的圓弧段，才能使聯(lián)接角鋼與塔體的聯(lián)接部位緊密接觸，如果保留聯(lián)接角鋼內(nèi)側(cè)面相交處的圓弧，則可提高聯(lián)接強(qiáng)度，但此時(shí)必須把塔體聯(lián)接部位的相應(yīng)部分加工成與聯(lián)接角鋼吻合的圓弧。同時(shí)，在寬基塔及跨越范圍較大的鐵塔設(shè)計(jì)中盡可能使用K型結(jié)構(gòu)，同時(shí)加強(qiáng)相關(guān)結(jié)合面的螺栓連接和角鋼聯(lián)接的使用監(jiān)測(cè)，及時(shí)對(duì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的聯(lián)接處進(jìn)行修理和更換，進(jìn)一步提高連接部位與電力鐵塔接觸的牢固程度，增長(zhǎng)電力鐵塔的使用壽命，最大程度減少相關(guān)安全事故的產(chǎn)生。

通過(guò)大量的電力鐵塔設(shè)計(jì)實(shí)例考察，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)鐵塔中所使用的鏈接角鋼與鐵塔的基層核心部位不能很好地接觸或是吻合狀況不佳。這往往會(huì)導(dǎo)致螺絲固定后，聯(lián)接部位產(chǎn)生劇烈震蕩導(dǎo)致變性，影響鐵塔的使用壽命。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，塔重還受到材料規(guī)格的影響，結(jié)合當(dāng)前我國(guó)國(guó)內(nèi)角鋼生產(chǎn)情況及角鋼截面的特性，通常選用寬肢薄臂角鋼作為穩(wěn)定控制的構(gòu)建。在選用厚壁角鋼對(duì)強(qiáng)度或孔壁擠壓進(jìn)行控制時(shí)，既要保證桿件足夠大的剛度，又要保持盡量小的擋風(fēng)面積。在進(jìn)行穩(wěn)定控制時(shí)，選用L56X4角鋼要比選用L50X5具有更好的穩(wěn)定承載力和重量輕度；而進(jìn)行強(qiáng)度控制時(shí)，則應(yīng)優(yōu)先考慮肢厚的桿件。同時(shí)，本文也對(duì)這種分段聯(lián)接部位結(jié)構(gòu)還提出了另一種改進(jìn)措施，相關(guān)操作人員可以考慮采用比聯(lián)接角鋼厚度更高的焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行鐵塔基層核心部位的整合與聯(lián)接，相關(guān)的實(shí)際案例表明，采用焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工的聯(lián)接角鋼可以大幅度提高鐵塔聯(lián)接部位和基層部位的穩(wěn)固性和整體剛度。

三、電力鐵塔聯(lián)接螺栓的改進(jìn)

相關(guān)的實(shí)際案例表明，我國(guó)的電力鐵塔在使用過(guò)程中，因?yàn)槁?lián)接螺栓出現(xiàn)問(wèn)題導(dǎo)致的整體電力缺失或損壞占了使用事故了60%左右。據(jù)調(diào)查，電力鐵塔中如果損壞的螺栓不能得到及時(shí)的修復(fù)或更換，往往會(huì)帶來(lái)不容忽視的安全隱患。對(duì)此，可以考慮對(duì)所使用的螺栓采用螺栓抗剪連接加以解決?？辜暨B接后的螺栓示意圖如圖1所示，其結(jié)構(gòu)與當(dāng)今電力鐵塔中使用普通的螺栓結(jié)構(gòu)大體相同，只是多了一個(gè)受剪平鍵，增強(qiáng)了其孔壁的承受壓力的能力。在安裝時(shí)，先將主螺栓擰緊并固定，然后將受剪平鍵打入抗剪螺栓的凸出鍵槽內(nèi)（鍵與鍵槽為過(guò)盈配合），在安裝過(guò)程中，如果對(duì)可拆卸式的受剪連接結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題存在擔(dān)憂(yōu)的話(huà)，相關(guān)操作人員也可考慮將螺母的螺紋破壞，進(jìn)一步形成不可拆卸的受剪聯(lián)接。

四、結(jié)語(yǔ)

隨著電力工程在21世紀(jì)中的不斷發(fā)展，隨著頂尖高科技領(lǐng)域的迅速進(jìn)步，在電力工程領(lǐng)域中，電力鐵塔的設(shè)計(jì)與應(yīng)用面將會(huì)越來(lái)越廣闊，而該方面領(lǐng)域由于其自身的特點(diǎn)，對(duì)于相關(guān)的操作人員也有了更多的綜合素質(zhì)能力要求，既要求相關(guān)的操作人員能夠掌握一定的設(shè)計(jì)和制造的基礎(chǔ)理論，還要求其對(duì)電力鐵塔結(jié)構(gòu)本身有一定的了解。本文簡(jiǎn)要概述了電力工程中電力鐵塔的設(shè)計(jì)和制造工藝的相關(guān)理論及現(xiàn)狀，重點(diǎn)探討了電氣工程領(lǐng)域中電力鐵塔設(shè)計(jì)及制造工藝的改善方法，希望可以對(duì)有關(guān)人員提供一定有價(jià)值的參考意見(jiàn)，促進(jìn)電力工程將其功能廣泛應(yīng)用在相關(guān)的不同領(lǐng)域能夠更好地進(jìn)一步發(fā)揮其作用。

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作者簡(jiǎn)介

張?。?979-），男，本科，助理工程師，主要從事電力輸電鐵塔的加工制造方面的工作。

潘碩（1987-），男，本科，助理工程師，主要從事電力輸電鐵塔的加工制造方面的工作。