Стойка опоры линии электропередачи

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к энергетическому строительству.
Уровень техники
Известна металлическая решетчатая опора (см. патент CN 107859412, МПК: Е04Н 12/10, опубл. 30.03.2018), содержащая вертикальные несущие пояса из трубчатого профиля, соединенные элементами решетки, и сформированные из уголков поперечные диафрагмы жесткости, обеспечивающие геометрическую жесткость ствола. Каждая поперечная диафрагма жесткости состоит из четырех распорок, попарно соединяющих несущие пояса с образованием замкнутого контура по периметру ствола, и одного или двух диагональных стержней, установленных в уровне распорок (плоскости диафрагмы) и соединенных с ними посредством листовых фасонок и болтовых соединений. К недостаткам известной опоры можно отнести повышенную металлоемкость конструкции и трудоемкость монтажных работ, что обусловлено использованием фасонок и болтовых соединений.
В качестве ближайшего аналога для заявляемого технического решения принята стойка опоры линии электропередачи, конструкция которой раскрыта в патенте на полезную модель RU 157872 U1, МПК: Е04Н 12/10, опубл. 20.12.2015 г. Согласно материалам этого патента, стойка опоры линии электропередачи выполнена в виде сформированной из угловых профилей пространственной решетчатой конструкции прямоугольного поперечного сечения, содержащей вертикальные пояса, соединенные элементами решетки, и поперечные диафрагмы жесткости. Каждая диафрагма жесткости включает четыре распорки, закрепленные концами на внутренних поверхностях полок поясов, и размещенные в уровне распорок пересекающиеся стержни, далее именуемые раскосами, жестко соединенные между собой в месте их пересечения. Все соединения элементов конструкции выполнены посредством сварки. Эти признаки являются сходными с существенными признаками заявляемого технического решения.
Пересекающиеся раскосы, в конструкции по патенту RU 157872, закреплены в угловых зонах, в узлах сопряжения поясов и распорок, посредством фасонок, прикрепленных к ребрам сходящихся к соответствующему поясу распорок, при этом один из раскосов выполнен цельным, а другой состоит из двух частей, соединенных между собой в зоне пересечения посредством приваренной к ним снизу пластины.
К недостаткам ближайшего аналога можно отнести большое количество деталей диафрагмы жесткости, что способствует повышенной металлоемкости конструкции и трудоемкости ее изготовления.
Заявляемая полезная модель направлена на устранение этих недостатков. Техническим результатом, достигаемым при использовании полезной модели, является упрощение конструкции и снижение металлоемкости и веса стойки, за счет уменьшения количества используемых деталей, при сохранении требуемой жесткости. Вытекающее из этого уменьшение количества сварных швов позволяет снизить трудоемкость и повысить скорость сборочных работ. Снижение веса конструкции положительно сказывается на ее транспортировке и монтаже.
Раскрытие полезной модели
Упомянутые результаты достигнуты благодаря тому, что в стойке опоры линии электропередачи, сформированной из угловых профилей в виде пространственной решетчатой конструкции прямоугольного поперечного сечения, содержащей вертикальные пояса, соединенные элементами решетки, и поперечные диафрагмы жесткости, каждая из которых включает распорки, закрепленные концами на внутренних поверхностях полок поясов, и размещенные в уровне распорок пересекающиеся раскосы, жестко соединенные между собой в месте пересечения, согласно заявляемой полезной модели, концы раскосов вынесены из угловых зон несущих поясов и приварены к распоркам на расстоянии от соответствующего пояса, составляющем не более одной десятой от длины наименьшей распорки, при этом в месте пересечения раскосов, в вертикальной полке одного из них сформирован вырез для размещения второго раскоса, наложенного своей горизонтальной полкой на горизонтальную полку первого и соединенного с ним посредством сварки.
Под «горизонтальными» полками раскосов и распорок понимаются полки, ориентированные в плоскости диафрагмы.
Под «вертикальными» полками раскосов и распорок понимаются полки, ориентированные перпендикулярно к плоскости диафрагмы.
В отличие от ближайшего аналога, в предлагаемой конструкции диафрагмы жесткости раскосы, пересекающиеся в уровне распорок, закреплены непосредственно на этих распорках, что позволило исключить использование фасонок и уменьшить общее число деталей диафрагмы, благодаря чему снизить металлоемкость и вес конструкции, уменьшить количество сварных швов. При этом благодаря тому, что места выполнения сварных швов вынесены из глухих зон, обеспечена их доступность и, как следствие, удобство и простота выполнения сварочных работ. Все это позволило снизить трудоемкость и увеличить скорость и качество сборочно-монтажных работ.
Концы раскосов привариваются к распоркам на расстоянии от несущего пояса, составляющем не более одной десятой от длины наименьшей распорки в данной диафрагме, что позволяет сохранить близкое к диагональности положение раскосов и обеспечивает требуемую геометрическую жесткость стойки, а также создает наиболее оптимальные условия для перераспределения усилий нагрузки от крутящего момента и равномерности восприятия горизонтальных нагрузок, что подтверждено проведенными расчетами.
Закрепление раскосов на большем удалении от поясов ведет к ухудшению условий работы диафрагмы жесткости.
В предпочтительных примерах реализации полезная модель характеризуется следующими признаками:
- концы раскосов приварены к горизонтальным полкам распорок, соединенных с внутренними поверхностями полок поясов своей вертикальной полкой, что дополнительно снижает трудоемкость изготовления стойки;
- элементы решетки закреплены на внутренних поверхностях полок поясов;
- стойка выполнена с переменным поперечным сечением, уменьшающимся снизу вверх по высоте стойки, что способствует дополнительному снижению металлоемкости конструкции.
Возможность промышленной осуществимости предлагаемого технического решения подтверждается приведенным ниже примером осуществления и чертежами, на которых изображены: на фиг. 1 - стойка, общий вид;
на фиг. 2 - сечение А-А с фиг. 1, показана диафрагма жесткости;
на фиг. 3 фрагмент I с фиг. 2, увеличено;
на фиг. 4 сечение В-В с фиг. 3; на фиг. 5 сечение С-С с фиг. 3.
на фиг. 6 фрагмент II с фиг. 2, увеличено;
на фиг. 7 - сечение D-D с фиг. 6;
на фиг. 8 - фрагмент III с фиг. 1, увеличено.
Стойка опоры линии электропередачи представляет собой выполненную из угловых профилей пространственную решетчатую конструкцию прямоугольного поперечного сечения. По углам прямоугольного сечения конструкции расположены вертикальные пояса 1, соединенные между собой элементами решетки 2 (см. фиг. 1). По высоте стойки размещены поперечные диафрагмы жесткости 3, обеспечивающие геометрическую жесткость стойки.
Каждая диафрагма жесткости 3 (см. фиг. 2-7) включает попарно соединяющие пояса 1 распорки 4 (4а, 4b, 4с, 4d), закрепленные концами на внутренних поверхностях полок соединяемых поясов 1, и пересекающиеся в уровне распорок раскосы 5 и 6. Концы раскосов 5 и 6 приварены непосредственно к распоркам 4, на расстоянии S от соответствующего пояса 1, составляющем не более 0,1*а, где а - длина наименьшей распорки 4 (см. фиг. 3).
В случае правильного поперечного сечения стойки, показанного на фиг. 2, длины всех распорок (4а, 4b, 4 с, 4d) одинаковы и равны а. В других примерах реализации полезной модели (не приведенных на чертежах) при расчетах величины S используют значение длины наименьшей пары противолежащих распорок.
Благодаря доступности мест выполнения сварных швов, вынесенных из глухих угловых зон поясов, обеспечены удобство и простота выполнения сварочных работ. При этом угол, образуемый между раскосами и распорками, имеет значение, близкое к 45°. В результате обеспечивается требуемая жесткость стойки, создаются наиболее оптимальные условия для перераспределения крутящего момента и равномерности восприятия горизонтальных нагрузок. В случае увеличения расстояния S происходит ухудшение условий функционирования диафрагмы.
Для соединения между собой раскосов 5 и 6, в месте их пересечения в вертикальной полке нижерасположенного раскоса 6 сформирован вырез(проем) 7 (см. фиг. 6, 7). Раскос 5, пропущенный через вырез 7, соединяется своей горизонтальной полкой с горизонтальной полкой раскоса 6 сварными швами внахлест.
В предпочтительном примере осуществления полезной модели, распорки 4 соединены с внутренними поверхностями 8 полок поясов 1 своей вертикальной полкой 9, при этом концы раскосов 5 и 6 приварены к горизонтальным полкам 10 распорок (см. фиг. 4, 5).
Элементы решетки 2 могут иметь любое исполнение, но предпочтительно, они, как и распорки, закреплены на внутренних поверхностях 8 полок поясов 1 (см. фиг. 8).
Стойка может иметь постоянное или уменьшающееся по высоте стойки поперечное сечение.
Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет реализовать все три основных принципа проектирования металлических конструкций, а именно: наибольшая экономия металла, наименьшая трудоемкость изготовления, наибольшая скорость монтажа.