电力铁塔钢结构焊接变形控制.doc

电力铁塔钢结构焊接变形控制
浙江盛达铁塔有限公司
【摘要】随着我国铁塔建设事业的蓬勃发展,越来越多的研究机构和学者把关注点放在了焊接变形上,并发表了一系列焊接变形的理论和成果。笔者从电力铁塔的实际出发,对高强度厚钢板焊接变形的结果进行了分析,并通过钢管塔高层钢结构的生产工艺分析,总结了电力铁塔钢结构焊接变形控制技术,提出了控制焊接变形的工艺措施,对电力铁塔实际建设有一定的指导和应用价值。
【关键词】电力铁塔;钢结构;焊接变形;焊接变形控制
越来越多的铁塔建设中采用钢结构的原因在于钢材具有强度高、自重轻、低碳环保等特点,随着铁塔设计理论水平及冶金技术的不断发展进步,用于建设铁塔的钢材强度和厚度都在不断增大,不断更新发展的焊接设备和焊接方法,也提升了铁塔制造行业的整体水平。之后,研究人员就开始关注如何有效的预测及控制焊接变形,保证焊接质量及钢构件制造精度。接下来,笔者将谈一谈电力铁塔钢结构焊接变形控制。

铁塔是高压送电线路上最常用的支持物,根据结构型式和受力特点,铁塔可分为拉线塔和自立塔两大类。目前,大多数国家都是采用热轧等肢角钢制造、螺栓组装的空间析架结构,也有少数国家采用冷弯型钢或钢管混凝土结构[1]。
拉线塔
拉线塔由塔头、主柱和拉线组成,塔头和主柱一般由角钢组成衍生空间框架,整体稳定性能较好,能承受较大的轴向压力。我们所了解的用高强度钢绞线做成的拉线能承受较大的拉力,所以拉线塔能充分利用材料的力学性能,减少材料用量,但拉线占地面积较大,我国的农村较多采用这种拉线塔。
自立式铁塔
自立式铁塔可分为两大类:单回路和多回类。其中,单回路主要有导线呈上字型、门型、三角形排列的鸟骨型、导线呈水平排列的酒杯型、猫头型和干字型等。自立式耐张塔主要有干字型和酒杯型等,由于干字型塔的中相导线直接是挂在塔身,下横担长度也比酒杯塔短,结构比较简单,因而比较经济节约成本,自立式耐张塔目前常用于220-500kV送电线路上。
铁塔所用钢材品种
在我国常用热轧钢材Q235及16Mn钢,其屈服强度为240N/mm2及350N/mm2,国外有450N/mm2的钢。16Mn钢多用于受力较大的铁塔的弦材(主材),Q235钢多用于腹材(斜材),但受力大的腹材也用16Mn钢。我国国土辽阔,再加上十分复杂地形、地质和气象等,因此对输电线路的需求自然是越来越多,所以输电铁塔样式也越来越多变。

焊接变形
焊接变形是指钢结构中的工件没有受载荷之前,在焊接过程中受载焊接温度的影响,导致钢结构的工件出现变形的现象。焊接变形在施工过程中,主要表现为缩短、变角、弯曲变形等。通过对现有研究理论的分析,我们可以知道导致焊接变形的主要因素是残余应力。残余应力的存在,在一定程度上会导致焊接构件的变形和不同程度的开裂,严重降低钢结构的承载能力,对工程的整体质量有很大的影响。残余应力集中部位通常在焊缝及周边地区,一旦钢结构的焊接残余应力和轴承的工作应力有重叠的话,就极有可能出现焊接变形现象[2]。
电力铁塔钢结构焊接重难点
电力铁塔的钢结构形式主要由H型钢、圆钢管、连接钢板焊接而成,它的不规则结构,使得整个钢结构复杂,平台处转角牛腿加工难度大,因此电力铁塔在