一种铅芯橡胶扭转上升的输电塔

摘要

本发明公开了一种铅芯橡胶扭转上升的输电塔，属于输电塔技术领域，包括主塔、低挂点单旋转臂、叠层铅芯橡胶钢板扭转支座和高挂点支架，所述主塔和高挂点支架之间固定连接有主塔双转轴，所述主塔双转轴上从上至下依次旋转连接有叠层铅芯橡胶钢板扭转支座和铰链连接装置，所述铰链连接装置通过螺栓固定连接有低挂点单旋转臂。在正常使用状态下，结构稳定耐用，在事故工况下，限位器的多层薄壁板依次断裂，允许受扭的构件的发生阶段性的旋转，消耗振动能量，减缓扭转速度，并允许受扭构件扭转的同时卸载，卸载后可以自动恢复到初始状态，达到缓慢、有效卸载水平力与扭转力的目的，减小扭转效应，提高输电塔的安全性，方便安装和维修。

权利要求

1.一种铅芯橡胶扭转上升的输电塔，其特征在于，包括主塔(1)、低挂点单旋转臂(2)、叠层铅芯橡胶钢板扭转支座(3)和高挂点支架(4)，所述主塔(1)和高挂点支架(4)之间固定连接有主塔双转轴(101)，所述主塔双转轴(101)上从上至下依次旋转连接有叠层铅芯橡胶钢板扭转支座(3)和铰链连接装置(7)，所述铰链连接装置(7)通过螺栓固定连接有低挂点单旋转臂(2)；

所述叠层铅芯橡胶钢板扭转支座(3)包括内钢板层(301)、层状橡胶部件(302)、层状铅芯部件(303)、外钢板层(304)和外伸凹槽(305)，内钢板层(301)、层状橡胶部件(302)和层状铅芯部件(303)之间从内向外相互叠加构成结构单元，结构单元重复叠加构成叠层铅芯橡胶钢板扭转支座(3)的内结构层，内结构层的外部叠加有外钢板层(304)，叠层铅芯橡胶钢板扭转支座(3)内侧的内钢板层(301)与主塔(1)相互连接；

两个所述叠层铅芯橡胶钢板扭转支座(3)之间连接有限位器(9)，所述限位器(9)包括纵向薄壁板(91)和横向薄壁板(92)，纵向薄壁板(91)上设有垂直的横向薄壁板(92)，所述横向薄壁板(92)至少有一组，每组共有两块，同组的两块横向薄壁板(92)关于主塔(1)的轴线相互对称；

所述低挂点单旋转臂(2)上设有铁销(201)、固定钢杆(202)和耳板(203)，低挂点单旋转臂(2)的一端通过铁销(201)旋转连接有铰链连接装置(7)，低挂点单旋转臂(2)上的固定钢杆(202)穿过外伸凹槽(305)，并与外伸凹槽(305)活动连接，低挂点单旋转臂(2)的上表面和高挂点支架(4)的侧壁上均焊接有耳板(203)，两个耳板(203)之间连接有拉索(8)。

2.如权利要求1所述的一种铅芯橡胶扭转上升的输电塔，其特征在于，所述铰链连接装置(7)与主塔双转轴(101)之间通过轴承或者轴瓦配合连接。

3.如权利要求1所述的一种铅芯橡胶扭转上升的输电塔，其特征在于，所述主塔(1)安装在地面上，主塔(1)上安装有高挂点支架(4)，高挂点支架(4)上安装有高挂点绝缘体(5)，高挂点绝缘体(5)与高压输电线连接，高挂点支架(4)为实腹式或格构式构件。

4.如权利要求1所述的一种铅芯橡胶扭转上升的输电塔，其特征在于，两个所述低挂点单旋转臂(2)上分别对称安装有两个低挂点绝缘体(6)，两个低挂点绝缘体(6)与高压输电线连接，其中，低挂点单旋转臂(2)为实腹式或格构式构件。

5.如权利要求1所述的一种铅芯橡胶扭转上升的输电塔，其特征在于，所述横向薄壁板(92)的端口均抵接于两个叠层铅芯橡胶钢板扭转支座(3)的外壁上。

说明书

一种铅芯橡胶扭转上升的输电塔

技术领域

[0001] 本发明涉输电塔技术领域，特别涉一种铅芯橡胶扭转上升的输电塔。

背景技术

[0002] 输电塔是一种常见的高耸结构，平时受到重力荷载、风荷载、地震荷载等作用，同时，输电塔上的输电线受到的各种荷载作用最终也传递到了输电塔上，在正常情况下，输电
塔上的输电线对输电塔产生的力是接近平衡的，因此输电塔仅仅受到竖向力的作用和小部
分不平衡力的作用，但是，当事故工况下，输电塔上的输电线发生非对称断裂，线缆断裂时
经常是瞬间的事情，其荷载特征带有明显的冲击荷载特征，增加对结构的危害；另外，现阶
段的大部分输电塔在输电机制的绝缘需求下需要有较大的绝缘空间，因此往往输电塔的输
电线受力作用点与输电塔的主塔的形心有第一段距离，受扭的构件发生旋转后输电线两端
点距离减小，输电线松弛，受重力作用下坠，存在安全隐患，发生非对称断裂后的输电线会
对输电塔不仅产生竖向荷载，还会产生水平荷载，除了增加输电塔结构的结构刚度和强度
外，还可以通过允许受扭的构件发生旋转来卸载这个荷载，但是在平时状态下这种旋转会
影响正常使用。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种铅芯橡胶扭转上升的输电塔，在正常使用状态下，结构稳定耐用，在事故工况下，限位器的多层薄壁板依次断裂，允许受扭的构件的发生阶段性
的旋转，消耗振动能量，减缓扭转速度，并允许受扭构件扭转的同时卸载，卸载后可以自动
恢复到初始状态，达到缓慢、有效卸载水平力与扭转力的目的，减小扭转效应，提高输电塔
的安全性，方便安装和维修，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铅芯橡胶扭转上升的输电塔，包括主塔、低挂点单旋转臂、叠层铅芯橡胶钢板扭转支座和高挂点支架，所述主塔和高挂点支
架之间固定连接有主塔双转轴，所述主塔双转轴上从上至下依次旋转连接有叠层铅芯橡胶
钢板扭转支座和铰链连接装置，所述铰链连接装置通过螺栓固定连接有低挂点单旋转臂；

[0005] 所述叠层铅芯橡胶钢板扭转支座包括内钢板层、层状橡胶部件、层状铅芯部件、外钢板层和外伸凹槽，内钢板层、层状橡胶部件和层状铅芯部件之间从内向外相互叠加构成
结构单元，结构单元重复叠加构成叠层铅芯橡胶钢板扭转支座的内结构层，内结构层的外
部叠加有外钢板层，叠层铅芯橡胶钢板扭转支座内侧的内钢板层与主塔相互连接；

[0006] 两个所述叠层铅芯橡胶钢板扭转支座之间连接有限位器，所述限位器包括纵向薄壁板和横向薄壁板，纵向薄壁板上设有垂直的横向薄壁板，所述横向薄壁板至少有一组，每
组共有两块，同组的两块横向薄壁板关于主塔的轴线相互对称；

[0007] 所述低挂点单旋转臂上设有铁销、固定钢杆和耳板，低挂点单旋转臂的一端通过铁销旋转连接有铰链连接装置，低挂点单旋转臂上的固定钢杆穿过外伸凹槽，并与外伸凹
槽活动连接，低挂点单旋转臂的上表面和高挂点支架的侧壁上均焊接有耳板，两个耳板之
间连接有拉索。

[0008] 进一步地，所述铰链连接装置与主塔双转轴之间通过轴承或者轴瓦配合连接。

[0009] 进一步地，所述主塔安装在地面上，主塔上安装有高挂点支架，高挂点支架上安装有高挂点绝缘体，高挂点绝缘体与高压输电线连接，高挂点支架为实腹式或格构式构件。

[0010] 进一步地，两个所述低挂点单旋转臂上分别对称安装有两个低挂点绝缘体，两个低挂点绝缘体与高压输电线连接，其中，低挂点单旋转臂为实腹式或格构式构件。

[0011] 进一步地，所述横向薄壁板的端口均抵接于两个叠层铅芯橡胶钢板扭转支座的外壁上。

[0012] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的一种铅芯橡胶扭转上升的输电塔，在正常使用状态下，限位器有一定的承载力，限制受扭的构件的旋转，结构稳定耐
用，在事故工况下，限位器的多层薄壁板依次断裂，允许受扭的构件的发生阶段性的旋转，
采用橡胶的弹性性能，组成扭转弹性元件，并且采用铅芯的耗能能力来消耗振动能量和减
缓扭转速度，并允许受扭构件扭转的同时卸载，卸载后可以自动恢复到初始状态；达到缓
慢、有效卸载水平力与扭转力的目的，减小扭转效应，提高输电塔的安全性，方便安装和维
修。

附图说明

[0013] 图1为本发明的铅芯橡胶扭转上升的输电塔的整体结构图；

[0014] 图2为本发明的铅芯橡胶扭转上升的输电塔的组装图；

[0015] 图3为本发明的铅芯橡胶扭转上升的输电塔的分解图；

[0016] 图4为本发明的铅芯橡胶扭转上升的输电塔的低挂点单旋转臂结构图；

[0017] 图5为本发明的铅芯橡胶扭转上升的输电塔的叠层铅芯橡胶钢板扭转支座结构图；

[0018] 图6为本发明图6中A处局部放大图；

[0019] 图7为本发明的铅芯橡胶扭转上升的输电塔的层状橡胶部件结构图；

[0020] 图8为本发明的铅芯橡胶扭转上升的输电塔的层状铅芯部件结构图；

[0021] 图9为本发明实施例一中的铅芯橡胶扭转上升的输电塔的限位器结构图；

[0022] 图10为本发明实施例二中的铅芯橡胶扭转上升的输电塔的限位器结构图。

[0023] 图中：1、主塔；101、主塔双转轴；2、低挂点单旋转臂；201、铁销； 202、固定钢杆；203、耳板；301、内钢板层；302、层状橡胶部件；303、层状铅芯部件；304、外钢板层；305、外伸
凹槽；3、叠层铅芯橡胶钢板扭转支座；4、高挂点支架；5、高挂点绝缘体；6、低挂点绝缘体；7、
铰链连接装置；8、拉索；9、限位器；91、纵向薄壁板；92、横向薄壁板。

具体实施方式

[0024] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。

[0025] 实施例一

[0026] 参阅图1至图4，一种铅芯橡胶扭转上升的输电塔，包括主塔1、低挂点单旋转臂2、叠层铅芯橡胶钢板扭转支座3和高挂点支架4，主塔1和高挂点支架4之间固定连接有主塔双
转轴101，主塔双转轴101上从上至下依次旋转连接有叠层铅芯橡胶钢板扭转支座3和铰链
连接装置7，铰链连接装置7通过螺栓固定连接有低挂点单旋转臂2；

[0027] 主塔1安装在地面上，主塔1上安装有高挂点支架4，高挂点支架4上安装有高挂点绝缘体5，高挂点绝缘体5与高压输电线连接，高挂点支架4为实腹式或格构式构件，主塔1结
构可以采用多种形式，包括实腹式和格构式构件；

[0028] 两个低挂点单旋转臂2上分别对称安装有两个低挂点绝缘体6，两个低挂点绝缘体6与高压输电线连接，其中，低挂点单旋转臂2为实腹式或格构式构件；

[0029] 铰链连接装置7与主塔双转轴101之间通过轴承或者轴瓦配合连接；其中轴承连接则铰链连接装置7与主塔双转轴101之间滚动摩擦，轴瓦连接则铰链连接装置7与主塔双转
轴101之间滑动摩擦；

[0030] 低挂点单旋转臂2上设有铁销201、固定钢杆202和耳板203，低挂点单旋转臂2的一端通过铁销201旋转连接有铰链连接装置7，低挂点单旋转臂2 上的固定钢杆202穿过外伸
凹槽305，并与外伸凹槽305活动连接，低挂点单旋转臂2的上表面和高挂点支架4的侧壁上
均焊接有耳板203，两个耳板203 之间连接有拉索8；

[0031] 在事故工况下，特别是反对称，即两个低挂点断线区域不一致的断线引起的水平荷载产生的巨大扭转力的作用下，低挂点单旋转臂2发生相对运动，低挂点单旋转臂2上的
固定钢杆202转动带动叠层橡胶钢板扭转支座外伸凹槽305发生运动，低挂点单旋转臂2旋
转的力转化成驱使叠层铅芯橡胶钢板扭转支座3发生扭转的力，带动叠层铅芯橡胶钢板扭
转支座3发生扭转，从而允许低挂点单旋转臂2发生旋转；旋转后，虽然水平力基本不变，但
是水平力的力臂会大大减小，甚至将为零；因此这种旋转可以非常大的程度上减小低挂点
单旋转臂2的弯矩，从而保护了低挂点单旋转臂2的安全，并且可减少低挂点单旋转臂2的造
价；此外，由于低挂点单旋转臂2的弯矩的减少，传递到主塔1上的扭矩也发生了减少，因此
主塔1的安全性也提高了，相应的造价也可以减少；通过拉索8将低挂点单旋转臂2与高挂点
支架4相连，在低挂点单旋转臂2发生旋转时，高挂点支架4与拉索8连接处的耳板203 距离
变大，拉索8产生了较大拉力，使得低挂点单旋转臂2在旋转途中被拉索8向上拉起，从而使
低挂点单旋转臂2在产生横向位移的同时也产生了竖向位移，通过增加挂点高度，有效解决
了断线情况下由转轴转动导致的导线过低问题；

[0032] 当事故发生后，进入维修状态时，或者在安装过程中，安全卸载后在叠层铅芯橡胶钢板扭转支座3的作用下，低挂点单旋转臂2可自动回复到初始位置，因此可以非常方便的
进行维修和安装。

[0033] 参阅图5至图8，叠层铅芯橡胶钢板扭转支座3包括内钢板层301、层状橡胶部件302、层状铅芯部件303、外钢板层304和外伸凹槽305，内钢板层301和外钢板层304均呈圆筒
状，内钢板层301、层状橡胶部件302和层状铅芯部件303之间从内向外相互叠加构成结构单
元，结构单元重复叠加构成叠层铅芯橡胶钢板扭转支座3的内结构层，内结构层的外部叠加
有外钢板层304，钢板能够约束橡胶和铅芯的变形，因此橡胶具有很强的变形能力能够实现
大角度的扭转，而铅芯的变形能够产生强烈的耗能能力；外钢板层304比内侧的内钢板层
301高度略高，可以防止内侧的内钢板层301与其他构件发生摩擦；叠层铅芯橡胶钢板扭转
支座3内侧的内钢板层301与主塔1相互连接；叠层铅芯橡胶钢板扭转支座3的一端与主塔1
连接，另一端与低挂点单旋转臂2连接，当低挂点单旋转臂2相对于主塔1发生扭转时，低挂
点单旋转臂2 上的固定钢杆202转动，外伸凹槽305发生运动，从而带动叠层铅芯橡胶钢板
扭转支座3发生扭转，橡胶的恢复力能够限制扭转的角度，铅芯能够耗散动能，减小振动，从
而达到限制低挂点单旋转臂2过度变形和变形太快，减小振动的目的，在维修时在橡胶的弹
性力又可以使得低挂点单旋转臂2可以自动回复，并且橡胶具有一定的阻尼比，可以一定程
度减小输电塔在事故工况下的结构的振动。

[0034] 参阅图9，两个叠层铅芯橡胶钢板扭转支座3之间连接有限位器9，限位器9包括纵向薄壁板91和横向薄壁板92，纵向薄壁板91上设有垂直的横向薄壁板92，横向薄壁板92至
少有一组，每组共有两块，同组的两块横向薄壁板92关于主塔1的轴线相互对称；横向薄壁
板92的端口均抵接于两个叠层铅芯橡胶钢板扭转支座3的外壁上，在正常使用状态下，主塔
1和低挂点单旋转臂2之间设置限位器9，横向薄壁板92两端抵接叠层铅芯橡胶钢板扭转支
座3外壁，将叠层铅芯橡胶钢板扭转支座3外壁固定，限制其旋转，只有当力超过一定程度后
限位器9的横向薄壁板92发生破坏，才能发生转动，相当于有一定的初始扭矩，限制了低挂
点单旋转臂2的变形，可以正常的安装、使用。

[0035] 实施例二

[0036] 参阅图10，两个叠层铅芯橡胶钢板扭转支座3之间连接有限位器9，限位器9包括纵向薄壁板91和横向薄壁板92，纵向薄壁板91上设有垂直的横向薄壁板92，横向薄壁板92至
少有一组，每组共有两块，同组的两块横向薄壁板92关于主塔1的轴线相互对称；纵向薄壁
板91中部的横向薄壁板92抵接于叠层铅芯橡胶钢板扭转支座3外壁上，剩余的横向薄壁板
92端口不抵接于叠层铅芯橡胶钢板扭转支座3上；在正常使用状态下，主塔1和低挂点单旋
转臂2之间设置限位器9，横向薄壁板92两端抵接叠层铅芯橡胶钢板扭转支座3外壁，将叠层
铅芯橡胶钢板扭转支座3外壁固定，限制其旋转，当力超过一定程度后限位器9内层的横向
薄壁板92发生破坏，叠层铅芯橡胶钢板扭转支座3发生小幅度转动，依次破坏限位器9外层
的横向薄壁板92，可逐渐扩大叠层铅芯橡胶钢板扭转支座3旋转角度，具有一定的初始扭矩
并层层限制低挂点单旋转臂2的变形。

[0037] 综上：本发明提出的一种铅芯橡胶扭转上升的输电塔，在正常使用状态下，限位器9有一定的承载力，限制受扭的构件的旋转，结构稳定耐用，在事故工况下，限位器9的多层
薄壁板依次断裂，允许受扭的构件的发生阶段性的旋转，采用橡胶的弹性性能，组成扭转弹
性元件，并且采用铅芯的耗能能力来消耗振动能量和减缓扭转速度，并允许受扭构件扭转
的同时卸载，卸载后可以自动恢复到初始状态；达到缓慢、有效卸载水平力与扭转力的目
的，减小扭转效应，提高输电塔的安全性，方便安装和维修。

[0038] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案其发
明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。