一种双角钢箱型组合截面内灌混凝土的输电塔加固装置.docxVIP

PAGE

1-

一种双角钢箱型组合截面内灌混凝土的输电塔加固装置

一、1.背景与意义

(1)随着我国电力需求的不断增长，输电线路的建设和改造日益频繁。输电塔作为输电线路的关键支撑结构，其安全性和稳定性直接关系到电力系统的稳定运行。然而，在长期的使用过程中，输电塔可能会因为多种因素如自然老化、环境腐蚀、地震等造成结构损伤，从而影响其承载能力和使用寿命。因此，对现有输电塔进行加固改造，成为保障电力系统安全稳定运行的重要措施。

(2)双角钢箱型组合截面因其结构合理、力学性能优异、施工方便等优点，被广泛应用于输电塔的设计与制造中。然而，传统的输电塔加固方法往往局限于表面加固或局部加固，难以有效提升整个塔体的整体性能。内灌混凝土加固技术作为一种新兴的加固方法，通过在塔体内部填充混凝土，能够显著提高输电塔的承载能力和抗变形能力，从而延长其使用寿命。

(3)内灌混凝土加固装置的研究与开发，对于提升输电塔的安全性和可靠性具有重要意义。一方面，它可以有效降低因输电塔结构损伤导致的事故风险，保障电力系统的稳定运行；另一方面，通过加固改造，可以延长输电塔的使用寿命，减少因更换输电塔带来的成本和环境影响。因此，深入研究内灌混凝土加固装置的设计、施工和应用，对于推动输电塔加固技术的发展，具有深远的影响。

二、2.双角钢箱型组合截面输电塔特点

(1)双角钢箱型组合截面输电塔是一种广泛应用于高压输电线路的塔型结构，其设计理念源于对结构力学和材料科学的深入理解。该塔型主要由角钢和钢板焊接而成，形成箱型截面，具有以下显著特点：首先，其截面形状规则，能够有效分散风荷载和冰荷载，提高塔体整体稳定性；其次，箱型结构具有较高的抗弯、抗扭和抗剪性能，能够承受复杂的载荷环境；再者，双角钢的布置使得塔体在水平方向和垂直方向均具有较强的抗侧移能力，适用于各种复杂地形和气候条件。

(2)在材料选择上，双角钢箱型组合截面输电塔通常采用高强度低合金钢，这种材料具有高强度、高韧性和良好的焊接性能，能够满足输电塔在各种环境条件下的使用要求。高强度低合金钢的运用，使得输电塔在承受重载时仍能保持良好的结构完整性，有效降低了因材料疲劳而导致的结构破坏风险。此外，该塔型在设计时充分考虑了材料的经济性，通过优化截面尺寸和材料分布，实现了结构轻量化，降低了输电塔的制造成本和运输成本。

(3)双角钢箱型组合截面输电塔在施工过程中具有明显的优势。由于其结构简单，制造和安装过程相对容易，能够显著提高施工效率。同时，该塔型具有良好的可维护性，便于进行日常检查和维修。在运行过程中，该塔型能够适应各种气候条件，如高温、高寒、风沙等，确保输电线路的稳定运行。此外，双角钢箱型组合截面输电塔的耐久性较好，能够在长期使用过程中保持良好的结构性能，减少因维护和更换而带来的成本和环境影响。

三、3.内灌混凝土加固技术原理

(1)内灌混凝土加固技术是一种通过在结构内部注入混凝土，从而提高结构承载能力和耐久性的加固方法。该技术的基本原理是在结构内部形成一个新的加固层，通过混凝土与原结构的粘结作用，增强结构的整体性能。以某输电塔为例，当该塔因长期运行或自然灾害等原因出现裂缝和损伤时，通过内灌混凝土，可以在裂缝周围形成一道封闭的加固层，有效阻止裂缝的进一步扩展。

(2)内灌混凝土加固技术的关键在于混凝土的注入过程。通常采用高压泵将混凝土注入到预定的孔道中，混凝土在高压作用下迅速充填孔道，与原结构表面形成良好的粘结。以某实际案例，通过内灌混凝土加固后，输电塔的承载能力提高了约30%，裂缝宽度减小了80%，有效延长了输电塔的使用寿命。据相关数据表明，内灌混凝土加固后的结构，其抗拉强度和抗弯强度分别提高了约40%和50%。

(3)内灌混凝土加固技术的另一个重要方面是混凝土材料的性能。通常选用高强度、低渗透性的混凝土，以保证加固层的有效性和耐久性。例如，某研究采用C50混凝土进行内灌加固，其抗压强度达到60MPa，抗拉强度达到4MPa，满足加固要求。在实际应用中，内灌混凝土加固技术已成功应用于各类结构加固工程，如桥梁、高层建筑、地下结构等，取得了显著的加固效果。据不完全统计，近年来我国采用内灌混凝土加固技术的工程数量逐年递增，已成为一种重要的结构加固手段。

四、4.加固装置的设计与实施

(1)加固装置的设计是内灌混凝土加固技术的核心环节，其设计需综合考虑输电塔的结构特点、损伤情况、加固目标和施工条件。首先，对输电塔进行详细的检测和评估，确定加固部位和加固范围。其次，根据评估结果，设计合理的加固方案，包括孔道布置、注浆材料和施工工艺等。例如，对于裂缝较大的部位，采用较大的孔道和较高的注浆压力，以确保混凝土能够充分填充裂缝。

(2)在实施过程中，加固装置的安装至关重要。首先，在输电塔上开凿孔道，孔道的大小和深度