一种单管塔的制作方法[0002]单管塔结构广泛用于电力输送、通讯、照明等电气设施的支撑结构中。现有的单管塔多由刚性结构制成，结构耗能能力较差，当雪载、地震、强风、断线荷载或是车祸引发的冲击荷载超出设计时，单管塔易发生折断现象，从而引起输电线路的级联破坏或者通讯、照明设施破坏等，容易造成大面积断电或通讯、照明长时间中断等灾难性后果。另外，常规的单管塔是一体制成的，一旦局部结构受损很难只对受损区域进行局部修复，往往需要更换整个单管塔结构，这不仅降低了单管塔的使用寿命，还延长了维修的时间，增加了维修成本。
[0003]本发明针对以上缺陷，目的在于提供一种具有一定耗能性能并且能够方便拆卸和更换受损部件的单管塔。[0004]为达到上述目的，本发明的解决方案是:[0005]本发明提供了一种单管塔，包括基础部和与基础部相接合的主体部，还包括套箍在基础部和主体部的接合处的保护装置，保护装置包括两片结构呈镜像对称的保险板，两片保险板可拆卸地拼接在接合处，拼接后的两片保险板内侧面所形成空间的形状与基础部和主体部组合而成的立体形状一致。[0006]上述两片保险板通过第一螺栓群拼接在一起，每片保险板均由上部、中部和下部构成，中部由刚度比基础部和主体部小的材料制成。[0007]上述上部、中部和下部在制造时一体形成，或者中部分别与上部和下部通过第二螺栓群连接，或者中部分别与上部和下部焊接在一起。进一步地，中部开设有若干个镂空处，镂空处在保险板横截面的圆周方向上延伸。更进一步地，镂空处的形状为圆形、矩形、圆角矩形、棱形、多边形中的任意一种或几种。[0008]上述第一螺栓群和第二螺栓群中所有螺栓的长轴方向均垂直于单管塔的中心轴。上述主体部由钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土或钢材等材料制成杆状或塔状空心结构。上述基础部由钢筋混凝土浇筑而成，其底部埋于地下，其顶部高出地面。
[0009]上述主体部的立体形状为棱柱或者圆柱中的一种，基础部的立体形状为倒置杯状、棱柱或者圆柱中的一种。上述主体部和基础部在接合处通过弧形面相接合。
[0010]由于采用上述方案，本发明的有益效果是:
[0011]在本发明的单管塔中，首先，两片结构呈镜像对称的保险板采用耗能能力较好、经济实惠并且刚度比单管塔的主体部和基础部小的材料制成，当这两片保险板拼接在单管塔上时，一旦单管塔受到的外部荷载超过其设计荷载，保险板将会随之发生屈曲，同时会部分抵消了外部荷载的能量，因此能够保证单管塔的整体结构不会被破坏。
[0012]其次，两片保险板套箍在单管塔的主体部与基础部接合处并且通过多根螺栓拼接在一起，可以容易地从单管塔上拆卸下来，当前一片保险板发生屈曲后，只需要将其拆卸下来并更换上新的保险板即可重新起到保护作用，因此能够避免更换整个单管塔，有利于实现单管塔局部受损结构的快速修复，从而有效地节约了维修成本，解决了目前的单管塔出现局部受损时需要整体更换的问题，对于提高输电线路、通讯设施、照明设施等的可靠性和修复效率有重要的工程意义。



[0013]图1是本发明实施例一中的单管塔的主视图。
[0014]图2是本发明实施例一中的单管塔的左视图。
[0015]图3是本发明实施例一中的多个相互连接的输电杆的使用状态图。
[0016]图4是本发明实施例一中的单管塔的基础部的主视图。
[0017]图5是本发明实施例一中的单管塔的基础部的左视图。
[0018]图6是本发明实施例一中的单管塔的基础部的俯视图。
[0019]图7是本发明实施例一中的保护装置的主视图。
[0020]图8是本发明实施例一中的保护装置的左视图。
[0021]图9是本发明实施例一中的保护装置的俯视图。
[0022]图10是本发明实施例二中的保护装置的主视图。
[0023]图11是本发明实施例二中的保护装置的左视图。
[0024]图12是本发明实施例二中的保护装置的俯视图。
[0025]图13是本发明实施例三中的保护装置的主视图。
[0026]图14是本发明实施例三中的保护装置的左视图。
[0027]图15是本发明实施例三中的保护装置的俯视图。
[0028]图16是本发明实施例四中的保护装置的主视图。
[0029]图17是本发明实施例四中的保护装置的左视图。
[0030]图18是本发明实施例四中的保护装置的俯视图。
[0031]图19是本发明实施例五中的单管塔的基础部的主视图。
[0032]图20是本发明实施例五中的单管塔的基础部的左视图。
[0033]图21是本发明实施例五中的单管塔的基础部的俯视图。
[0034]图22是本发明实施例六中的单管塔的基础部的主视图。
[0035]图23是本发明实施例六中的单管塔的基础部的左视图。
[0036]图24是本发明实施例六中的单管塔的基础部的俯视图。
[0037]附图标记:
[0038]保险板1、第一螺栓群2、上部3、下部4、中部5、镂空处6、焊缝7、主体部8、基础部
9、输电线10、地面11、接合处12、保险板13、中部14、保险板15、上部16、下部17、中部18、保险板15、上部16、下部17、中部18、第二螺栓群19、基础部20、顶部21、底部22、顶端23和底端24。

[0039]以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。[0040]实施例一
[0041]本实施例以在电力输送系统中使用的输电杆为例进行说明。如图1、图2和图3所示，本实施例所涉及的输电杆是单管塔在输电线路中的一种应用形式，常被用来作为输电线10的支撑结构，包括基础部9、主体部8和套箍在基础部9和主体部8的接合处12的保护装置。
[0042]如图4、图5和图6所示,基础部9由钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土或钢材制成实心结构，其底部埋在地面11下并且其顶部露出地面11。基础部9底部的形状为台状，顶部的立体形状为横截面外径从上到下按照一定趋势逐渐增大的类圆柱，顶部和底部构成的形状为倒置杯形。除此之外，为和主体部8保持一致,基础部9的立体形状还可以为棱柱或者圆柱等，基础部9的立体形状可以根据单管塔的实际需要而进行更改。基础部9顶部的顶端为向着底部凹陷的凹形面，该凹形面与主体部8相接触。凹形面平行于输电线10方向相对于垂直于输电线10方向约束要小,使得输电杆主体部8只产生沿着输电线10方向的偏转，防止输电线路的级联破坏。基础部9可在现场开挖基坑，然后用钢筋混凝土现场浇筑制作，也可在工厂预制后运输到现场直接安置于基坑中。
[0043]主体部8位于基础部9的上方，由钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土制成空心结构。主体部8底部的局部结构制作成实心，这是为了防止主体部与基础部接触处发生局部损坏。主体部8的立体形状可以为棱柱、类圆柱或者圆柱，本实施例中采用横截面外径从上到下按照一定趋势逐渐增大的类圆柱，其增大的趋势与基础部9顶部的增大趋势一致。主体部8的顶部牵拉有输电线10，底部的底端为与基础部9顶部顶端的凹形面相配合的凸形面。主体部8底部的凸形面与基础部9顶部的凹形面外径相等，接合后形成上述的接合处12。该凸形面平行于输电线10方向相对于垂直于输电线10方向约束要小。主体部8和基础部9的相对长度事先经过计算，使得接合处12正好是输电杆易受损的部位。主体部8和基础部9通过诸如凸形面和凹形面之类的弧形面相接合，其有益效果是能够使主体部8产生沿着输电线10方向的偏转。主体部8在工厂预制，制作方法与现有混凝土杆制作方法类似。
[0044]如图7、图8和图9所示，上述输电杆所使用的保护装置用于通过屈曲耗能保护主体部8和基础部9各自的结构并且能够方便地从接合处12拆卸下来并实现更换，包括两片结构呈镜像对称的保险板I以及第一螺栓群2。
[0045]保险板I在工厂中制作成横截面为类Ω形结构。安装时，两片保险板I在输电杆的基础部9和主体部8的接合处12拼接起来并用第一螺栓群2安装紧固。第一螺栓群2中每个螺栓的长轴方向均垂直于输电杆的中心轴并且平行于输电线10的延伸方向,这样能够引导主体部8在较大的外部载荷的作用下沿着输电线10的延伸方向偏移。拼接后的两片保险板I内侧面所围成空间的横截面外径从上到下按照一定趋势逐渐增大，其增大的趋势与基础部9顶部的增大趋势一致，因此，拼接后的两片保险板I内侧面所形成空间的形状分别与基础部9和主体部8组合而成的立体形状一致。保险板I沿着单管塔方向的延伸长度根据单管塔的实际情况进行制定，以保证其有足够的屈曲耗能能力。
[0046]每片保险板I都由上部3、中部5和下部4构成。上部3和下部4在制造时也与中部5 —体形成，它们均由耗能能力较好、经济实惠并且刚度比基础部9和主体部8小的材料如钢材制成。这样一旦主体部8受到的外部荷载超过其设计荷载，就会引发主体部8在接合处12相对于基础部9发生较大偏转，两片保险板I将发生屈曲，并抵消外部载荷所携带的部分能量，不会使主体部8发生倒塌等事故，从而保护输电杆的其他部位不受损坏。
[0047]实施例二
[0048]在实施例二中，对于与实施例一相同的结构，给予相同的名称并省略相同的说明。如图10、图11和图12所示，与实施例一相比，为了进一步减小保险板的刚度，本实施例的保险板13的中部14开设了若干个镂空处6，这些镂空处6在保险板13横截面的圆周方向上延伸。镂空处6的形状可以为圆形、矩形、圆角矩形、棱形、多边形中的任意一种或几种，本实施例中取长条状的矩形。这样的话，整个保护装置在沿着输电线10自身长度方向的弯曲刚度比沿输电杆的中心轴方向的弯曲刚度大，从而屈曲耗能能力得到进一步提升。
[0049]实施例三
[0050]在实施例三中，对于与实施例一相同的结构，给予相同的名称并省略相同的说明。如图13、图14和图15所示，与实施例一相比，本实施例的保险板15的中部18分别与上部16和下部17通过第二螺栓群19连接，第二螺栓群19中每一个螺栓的长轴方向垂直于主体部8的中心轴。
[0051]实施例四
[0052]在实施例四中，对于与实施例一相同的结构，给予相同的名称并省略相同的说明。如图16、图17和图18所示，与实施例一相比，本实施例的保险板I的中部5分别与上部3和下部4焊接在一起，焊接产生了焊缝7。
[0053]实施例五
[0054]如图19、图20和图21所示，与实施例一相比，本实施例中的输电杆的基础部9的立体形状还可以为类圆柱，其顶部的顶端具有与主体部底部的凸形面相配合的凹形面。实施例一中的保护装置也适用于本实施例中的输电杆。
[0055]实施例六
[0056]如图22、图23和图24所示，与实施例一相比，本实施例中输电杆的基础部20的底部22埋于地下，基础部20的顶部21采用钢筋混凝土或钢材制作成小段实心柱，该顶部21的顶端23为与主体部底部的凸形面相配合的凹形面，该顶部21的底端24与基础部20的底部22通过法兰连接。实施例一中的保护装置也适用于本实施例中的输电杆。
[0057]上述实施例所涉及的输电杆只是在输电系统中应用的一种类型的单管塔，实际上，带有保护装置的单管塔也可用于通讯设施、照明设施等其他结构中，例如通信单管塔或高灯塔等。本领域普通技术人员只要根据上述实施例的揭示，并结合其他具体单管塔结构特点，不付出创造性的劳动即可使单管塔适用于其它领域，因此本发明不再举出其它具体实施例。
[0058]上述的对实施例的描述是为便于该【技术领域】的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。