一種可抑制渦激振動的鋼管構件連接結構的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種可抑制渦激振動的鋼管構件連接結構，該連接結構應用于常風速環境下輸電塔連接桿件的連接節點，連接桿件的端部為插板，通過插板連接在輸電塔塔身的連接節點上，所述的插板為截面抗彎剛度不對稱的插板，插板截面的強軸平行于風的來流方向設置。與現有技術相比，本發明利用插板截面抗彎剛度不對稱性，保證橫風向的抗彎剛度最大，可使鋼管構件不發生穩定的渦激振動，減小反復振動引起的疲勞損傷，具有工程可行性和經濟節能性。
【專利說明】一種可抑制渦激振動的鋼管構件連接結構
【技術領域】
[0001]本發明涉及輸電鋼管塔結構，尤其是涉及一種輸電塔結構中可抑制渦激振動的鋼管構件連接結構。
【背景技術】
[0002]在常風速下，輸電塔鋼管構件橫風向振動受卡門渦街控制，容易發生橫風向反復振動，即渦激振動，鋼管構件發生反復穩定的渦激振動時，節點處的焊縫易發生疲勞破壞，螺栓易松動脫落，導致結構失效。在輸電塔結構施工過程中，通常采用單插板、U型插板、十字插板和法蘭等方式連接鋼管構件。對于單插板、U型插板，一般將插板水平放置以方便安裝，但是經過工程實例和相關研究表明，此種節點存在較大缺陷，極易引起鋼管構件發生渦激振動現象。
[0003]在電力行業規范中，抑制渦激振動的規定有限，并且缺乏實用性。我國行業規范《架空送電線路桿塔結構設計技術規定》規定“鋼管構件的起振臨界風速，可根據鋼管構件的長細比和兩端連接情況由等直徑鋼管起振臨界風速曲線(第一振型)求得，一般不小于15m/s”。根據輸電塔的設計方法，結構采用桁架模型，即桿件兩端為鉸接節點，按照上述規定，鋼管構件長細比不能超過87，即一定程度限制鋼管構件的設計長度防止發生渦激振動。此限制過于苛刻，鋼管構件不能發揮自有的性能優勢，而且增加塔重，違背了線路建設的經濟性要求。國外規范尚無計算鋼管塔渦激振動的具體條款，英國規范建議對可能超過臨界風速的結構應使用空氣動力學組件構造措施來預防共振。沒有清晰的規范條文作參考，工程設計中渦激振動問題無法準確考慮。
[0004]中國電力科學研究院楊靖波等(楊靖波，代澤兵，李清華.典型節點構造鋼管構件的桿端約束與起振臨界風速的確定.電力建設，2006，27 (4):37-40 ;楊靖波，李正，王景朝.特高壓輸電線路鋼管塔微風振動防治.電力建設，2008，29 (9):10-13)也進行了一些研究工作，提出在鋼管上設置螺旋形索圈、短肋等減小構件渦激振動，并進行了風洞試驗。但這些經典的減振方法無法用在工程設計中，只能作為補救方法用于既有結構的渦激振動控制。

【發明內容】

[0005]本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種可抑制渦激振動的鋼管構件連接結構，該連接結構利用插板截面抗彎剛度不對稱性，保證橫風向的抗彎剛度最大，可使鋼管構件不發生穩定的渦激振動，減小反復振動引起的疲勞損傷，具有工程可行性和經濟節能性。
[0006]本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0007]一種可抑制渦激振動的鋼管構件連接結構，該連接結構應用于常風速環境下輸電塔連接桿件的連接節點，連接桿件的端部為插板，通過插板連接在輸電塔塔身的連接節點上，插板為截面抗彎剛度不對稱的插板，插板截面的強軸平行于風的來流方向設置。[0008]所述的插板為單插板或者U型插板，這種形式的插板截面上，順風向抗彎剛度最小，橫風向抗彎剛度最大，因此渦激振動的抑制效果最明顯。
[0009]與現有技術相比，本發明利用插板截面抗彎剛度不對稱性，保證橫風向的抗彎剛度最大，可使鋼管構件不發生穩定的渦激振動，減小反復振動引起的疲勞損傷，與傳統設計思路中減小鋼管構件的長細比相比，具有較高的工程可行性和經濟節能性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發明應用于輸電塔橫擔節點處的連接結構示意圖;
[0011]圖2為輸電塔的示意圖；
[0012]圖3為插板截面的強軸和弱軸的示意圖，其中(a)為單插板，(b)為U型插板；
[0013]圖4為鋼管構件渦激振動風洞試驗的布置圖；
[0014]圖5為圖4中A-A向的視圖；
[0015]圖6為圖5中B-B向的視圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。
[0017]實施例
[0018]一種可抑制渦激振動的鋼管構件連接結構，該連接結構應用于常風速環境下輸電塔連接桿件的連接節點，連接桿件2的端部為截面抗彎剛度不對稱的插板1，通過插板I連接在輸電塔塔身的連接節點3上，搭建如圖2所示的輸電塔。
[0019]通過風洞試驗，對插板型式的渦激振動抑制能力進行比較。試驗采用七種不同規格的試件，分別如表1所示:
[0020]表1
[0021]
【權利要求】
1.一種可抑制渦激振動的鋼管構件連接結構，該連接結構應用于常風速環境下輸電塔連接桿件的連接節點，連接桿件的端部為插板，通過插板連接在輸電塔塔身的連接節點上，其特征在于，所述的插板為截面抗彎剛度不對稱的插板，插板截面的強軸平行于風的來流方向設置。
2.根據權利要求1所述的一種可抑制渦激振動的鋼管構件連接結構，其特征在于，所述的插板為單插板或者U型插板。
【文檔編號】E04B1/58GK103790427SQ201210429433
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月31日 優先權日:2012年10月31日
【發明者】鄧洪洲, 姜琦, 段成蔭 申請人:同濟大學