特殊塔脚加劲板的放样

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摘要： 塔脚板是铁塔的关键部位，某些荷载大的塔脚板采用加劲板四周围焊成一圈，以目前的放样软件还不能解决该加劲板的放样，只能采用三维绘图解决，不能实现柔性设计，效率低。针对此问题，本文通过点坐标法推导出计算公式，节省放样时间，缩短加工周期。

Abstract： Tower foot plate is the key part of the tower. Some tower foot plates with large load welded surrounding by using stiffened plates， but current layout software can not resolve the layout of stiffened plate. Three-dimensional graphics can resolve it， which can not achieve flexible design and has low efficiency. According to the problem， this paper derives the formula through the point coordinate method， saves layout time and shorten the processing cycle.

关键词： 塔脚板；加劲板；斜八棱柱；点坐标法

Key words： tower foot plate；stiffened plate；oblique octahedron；point coordinate method

中图分类号：TU392 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）02-0038-02

0 引言

输电线路铁塔主要通过塔脚板或者插入式角钢与基础进行连接，因此塔脚板是铁塔至关重要的部件，常见的塔脚板形式如图1，目前常用的三维放样软件（如TMA）很方便的对其进行放样加工。在载荷比较大的转角或者终端塔，经常采用图2所示的塔脚板形式，现有的放样软件，无论是李平一、TMA还是道亨三维软件都不能解决1#～8#加劲板的放样问题，只能通过通用三维绘图软件进行绘制，且不同塔型参数不同，需重新绘制，非常浪费时间。为缩短该类塔脚加劲板的放样时间，提高放样精度，本文通过总结并运用点坐标法推导出计算公式，并用应用于加工过的实例。

1 问题分析

根据方塔的特性，图2中所示的1#～8#，可以简化成图3所示的斜八棱柱，取其中一侧面A′B′BA，棱柱的底面外接圆半径已知，很容易计算出平行四边形边长AB的

长度，因此我们现在要解决的是如何求出∠A′AB。

2 问题求解

以棱柱下底面中心为直角坐标原点，建立直角坐标系，如图4。点A″～H″为棱柱上底面分别为A′～H′在下底面的投影。设八边形外接圆半径为r，棱柱垂高为h，铁塔坡度面角为α，假设下底面的Z坐标值为0，则易知棱柱上下底面各点坐标分别为：

A （-r，0，0），B（-■r，-■r，0），C（0，-r，0），D（■r，

-■r，0），E（r，0，0），F（■r，■r，0），G（0，r，0），H（-■r，■r，0），A′{（-r+hctgα），hctgα，h}，B′{（-■r+hctgα），

（-■r+hctgα），h}，C′（hctgα，-r+hctgα，h），D′{（■r+hctgα），（-■r+hctgα），h}，E′{（r+hctgα），hctgα，h}，F′{（■r+hctgα），（■r+hctgα），h}，G′{hctgα，（r+hctgα），h}，H’{（-■r+hctgα），（■r+hctgα），h}；

如图5所示正楞台，∠ACO=α，∠ABO=α，AO面BOC，ACBC，显然有tgβ=■tgα（1）

取棱柱中的两个侧面如图6，根据两点坐标距离公式联立（1）式可得：

a=hcscβ，b=2rsin22.5°，c12=[（■-1）r+■hctgβ]2+（■r+■hctgβ）2+h2，

c22=（■hctgβ-■r）2+[（1-■）r+■hctgα]2+h2，

根据余弦定理有cosγ1=■，并且sin22.5°=■，将a，b及c12代入公式并化简可得cosγ1=■sinβ=sin22.5°×cosβ，即γ1=arcos（sin22.5°×cosβ）。

同理可得γ2=arcos（cos22.5°×cosβ）；由对称性可知？荀F′E′EF≌？荀E′D′DE≌？荀D′C′CD≌？荀C′B′BC，？荀G′F′FG≌？荀H′G′GH≌？荀A′H′HA≌？荀A′B′BA；即图2中，1#，2#，7#，8#加劲板夹角为arcos（cos22.5°×cosβ），3#、4#、5#、6#加劲板夹角为arcos（sin22.5°×cosβ）。

3 结论

运用以上公式，通过500kV三姆线的SJT2、SJT3塔型的放样，并经过三维绘图的验证，结果完全一致。经加工组装验证后，正确性得到保证。同时此公式的推导方法也可以运用在铁塔其余复杂角度的推导。

参考文献：

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[2]架空送电线路杆塔结构设计规定（DLT/ 5154-2002）.

[3]傅春蘅.高压输电线路铁塔结构设计几点分析[J].电力建设，2003（01）.

[4]吴晓光，张国珍，陈燕，赵春华.铁塔联接板自动放样及图形参数的标注[J].水利电力机械，2001（04）.