一种支撑角钢及铁塔休息平台.pdf

本发明属于角钢技术领域，至少涉及一种支撑角钢，包括支撑角钢本体以及位于支撑角钢本体两端的连接端，所述支撑角钢本体包括弯折面、构成承重面的支撑面以及连接弯折面和支撑面的角钢棱，所述弯折面从角钢棱一侧至另一侧依次为第一弯折段至第n弯折段，所述n为2或3，相邻两个弯折段之间呈90°角，所述支撑角钢在允许一定形变量的前提下，具有良好的承重能力。

1.  一种支撑角钢，包括支撑角钢本体以及位于支撑角钢本体两端的连接端， 所述支撑角钢本体包括弯折面、构成承重面的支撑面以及连接弯折面和支撑面 的角钢棱，所述弯折面从角钢棱一侧至另一侧依次为第一弯折段至第n弯折段， 所述n为2或3，相邻两个弯折段之间呈90°角。

2.  根据权利要求1所述的一种支撑角钢，其特征在于当n为2时，第一弯折 段及第二弯折段的宽度比例控制在1∶5.4～6。

3.  根据权利要求1所述的一种支撑角钢，其特征在于当n为3时，第一弯折 段、第二弯折段及第三弯折段的宽度比例控制在2∶7∶1～2.5∶9∶1.5。

4.  根据权利要求2所述的一种支撑角钢，其特征在于当n为2时，所述第一 弯折段的宽度为7mm-9mm，第二弯折段的宽度为38mm-48mm，支撑面的厚度 为4mm-6mm。

5.  根据权利要求3所述的在一种支撑角钢，其特征在于当n为3时，所述第 一弯折段的宽度为10mm-12mm，第二弯折段的宽度为40mm-45mm，第三弯折 段的宽度为5mm-7mm，支撑面的厚度为5mm-6mm。

6.  一种铁塔休息平台，包括设置在铁塔上的平台框架以及权利要求1所述的 支撑角钢，所述位于支撑角钢本体两端的连接端固定连接在平台框架内，弯折 面两端部距离平台框架的距离为5mm-15mm。

7.  根据权利要求6所述的一种铁塔休息平台，其特征在于当n为2时，支撑 面的宽度为50mm-56mm，相邻两个支撑角钢之间的间隙为10mm-25mm。

8.  根据权利要求6所述的一种铁塔休息平台，其特征在于当n为3时，支撑 面的宽度为58mm-63mm，相邻两个支撑角钢之间的间隙为15mm-30mm。

一种支撑角钢及铁塔休息平台
技术领域
本发明属于角钢技术领域，涉及一种支撑角钢，本发明所述角钢均指的是等边角钢，采用Q345钢或Q235钢制成，本发明所指的宽度均按照如下描述界定：图1反映的是一种支撑角钢弯折后的结构示意图，AB之间代表支撑面、BC之间代表第一弯折段、DE之间代表第二弯折段，支撑面的宽度指支撑面的起始点A至支撑面沿支撑面方向延伸所能达到的离A最远距离的位置，也即B点，AB之间的距离就是支撑面的宽度，其他部分支撑角钢结构的宽度依此类推，进一步的，本发明还涉及一种铁塔休息平台。
背景技术
国际上，铁塔广泛的用于高压输电线的支撑，高压输电线一旦发生故障都需要维修人员爬上铁塔对高压线路进行维修。然而一般的铁塔并没有为维修人员提供可供其休息的场所，从而缩短了线路维修人员持续工作的时间，降低劳动效率。
目前也有技术人员专门制作休息平台，然后将平台装在铁塔上，该平台包括框架以及焊接在框架上的铁板，一般先由技术人员将平台制作好，然后再装在铁塔上。然而，制作好的平台因尺寸较大，给运输带来了一定的困难，并且在铁塔上现场安装，需要动用多种设备(例如吊机等等)，极大的增加了整个休息平台的成本，铁板在下雨后容易积累雨水，造成铁板块生锈，更为重要的是随着休息平台功能的扩大，人们对休息平台的承重能力要求越来越高，现有休息平台显然无法适应这一要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于现有休息平台的承重能力有限，无法适应人们对休息平台承重能力越来越大的要求。在解决该问题之前，本发明首先考虑的就是要得到一种替代铁板来支撑位于休息平台上重物的支撑结构，一般的，技术人员可以考虑用扁钢替代铁板，也可以考虑直接用角钢替代铁板，但均存在难以克服的技术缺陷，对于扁钢而言，其承重能力相比于铁板将会有一个比较大的下滑，而角钢承受其所能承受的极限重力之后，会发生不可逆的破坏性结构变化，根本没有维修的余地。鉴于此，本发明给出了一种支撑角钢，包括支撑角钢本体以及与平台框架固定连接的连接端，所述支撑角钢本体包括弯折面、构成平台承重面的支撑面以及连接弯折面和支撑面的角钢棱，所述弯折面从角钢棱一侧至另一侧依次为第一弯折段至第n弯折段，所述n为2或3，相邻两个弯折段之间呈90°角。
如果使本发明所述支撑角钢受力，将会产生两种形变，即支撑面的形变以及弯折面的形变，而弯折面的形变至少包括第一弯折段的形变以及第二弯折段的形变，相比于扁钢在受力后发生的形变，支撑角钢本体的形变不论在数量上还是在形变方式的多样性上均超过扁钢。以n为2的情况为例，如果向支撑角钢本体施加压力，第一弯折段靠近角钢棱的部分以及第一弯折段靠近第二弯折段的部分将被不同比例的拉长(即第一类形变)，而第二弯折段将沿着靠近第一弯折段的部分发生整体等比例的拉长(即第二类形变)，这就使得所述支撑角钢本体具有比扁钢更大的承重能力，一般的，支撑角钢本体的承重能力至少是同型号(即厚度及宽度分别与角钢厚度及角钢支撑面和弯折面宽度总和相等)扁钢的1.5倍。
本发明所提供的支撑角钢，可以允许发生较大的形变而基本不改变所述支撑角钢的承重能力，而普通角钢极限形变量是非常小的(通常情况下，二米长角钢，在受压后不产生裂痕的前提下，其两端的最大水平倾斜角度α普遍在3° 以下，见图2)，一旦角钢所承受的重力超过角钢的承受范围，会产生裂痕乃至断裂现象等破坏性结构变化，造成整个角钢立即报废，由此，本发明所述支撑角钢的技术优势是相当明显的。
本发明并没有特别的限定支撑角钢本体的结构尺寸，对承重能力及材料成本如没有过高的要求，可以任意的采用不同结构尺寸的支撑角钢本体的支撑角钢，但本发明还希望能够在提高支撑角钢承重能力，并降低支撑角钢的材料成本，显然这样的产品具有更加吸引人的市场前景。
在本发明的一些实施例中，n为2，第一弯折段及第二弯折段的宽度比例控制在1∶5.4～6，这样的产品往往可以允许发生比较大的形变量，二米长的支撑角钢本体，在受压后不产生裂痕的前提下，其两端的水平倾斜角度α在3.2°～6.0°之间，与同类型但宽度比在该范围之外的支撑角钢本体相比(即两者厚度一致，弯折面与支撑面的宽度两者均分别相等)，在允许水平倾斜角α在3.2°～6.0°之间的前提下，其承重能力有相当的提升，达到47％-66％，这样的提升幅度是技术人员所梦寐以求的，不但可以在不增加材料的前提下，大幅提高支撑角钢的承重能力，而且增加的成本很小(一般仅仅是增加一步简单的弯折工艺步骤而已)。
在本发明的另一些实施例中，n为3，第一弯折段、第二弯折段及第三弯折段的宽度比例控制在2∶7∶1～2.5∶9∶1.5，二米长的支撑角钢本体，在受压后不产生裂痕的前提下，其两端的水平倾斜角度α在3.0°～5.8°之间，与同类型但宽度比在该范围之外的支撑角钢本体相比(即两者厚度一致，弯折面与支撑面的宽度两者均分别相等)，在允许水平倾斜角α在3.0°～5.8°之间的前提下，其承重能力有相当的提升，达到47％-66％。
为了进一步说明，本发明对以下概念进行了定义：
第一贡献率：第一形变对支撑角钢本体能力提升的贡献率；
第二贡献率：第二形变对支撑角钢本体能力提升的贡献率。
各弯折段宽度之间的比值，从一个角度体现了宽度对第一贡献率及第二贡献率的影响，弯折面的厚度也可以从另一个角度体现厚度对第一贡献率及第二贡献率的影响，事实上，两种角度对第一贡献率及第二贡献率的影响是不同的，厚度的增加能够快速的增加第一贡献率，而对第二贡献率的提升则相对较慢。但本发明还发现，至少还有另外一种影响要素会对两种贡献率产生影响，例如，当n为2时，弯折面发生形变后，第二弯折段事实上并不完全产生第二类形变，第二弯折段越靠近第一弯折段的部分将发生与第一弯折段和第二弯折段连接棱越相近的形变，这就使得第二弯折段在弯折面发生形变时，第二弯折段靠近第一弯折段部分发生的形变与第二弯折段远离第一弯折段部分发生的形变并不完全相同，一般的，第二弯折段靠近第一弯折段部分发生的形变会比第二弯折段远离第一弯折段部分发生的形变更加剧烈，并且这种形变的差异会随着形变第二弯折段形变部位与第一弯折段距离的远近而均匀的变化，从而第二弯折段并不完全发生第二类形变，或者说与第二类形变存在一定的偏差，其结果是，降低了第二形变对支撑角钢本体支撑能力的贡献率，减弱的程度由形变衰减系数表示，形变衰减系数随着第二弯折段宽度的增加而增大，而随着第二弯折段厚度的增加而减少。
由以上分析，本发明在对各弯折段进行宽度比值限定的基础上，为了进一步的得到更加令人满意的支撑角钢本体支撑能力，并进一步缩小制作支撑角钢本体的材料量，本发明考虑了厚度及形变衰减系数对第一形变及第二形变的影响，建议当n为2时，所述第一弯折段的宽度为7mm-9mm，第二弯折段的宽度为35mm-48mm，支撑面的厚度为4mm-6mm。
具有上述尺寸的支撑角钢本体，一米长的支撑力至少达到未加工同型号扁钢支撑力的1.62倍。本发明所述未加工同型号扁钢是指厚度与支撑角钢本体厚度相同且用钢量与支撑角钢本体相同的扁钢，以下同。
作为一种优选，所述第一弯折段的宽度为8mm，第二弯折段的宽度为46mm， 支撑面的厚度为5mm，一米长的支撑力达到未加工同型号扁钢支撑力的2.02倍。表1为第一弯折段及第二弯折段在不同宽度下，相对于未加工同型号扁钢支撑力的对比表
表1

注：表1中第一弯折段与第二弯折段的厚度为4mm-6mm。
当n为3时，所述第一弯折段的宽度为10mm-12mm，第二弯折段的宽度为40mm-45mm，第三弯折段的宽度为5mm-7mm，支撑面的厚度为5mm-6mm。具有上述尺寸的支撑角钢本体，一米长的支撑力至少达到未加工同型号扁钢支撑力的1.75倍。
作为一种优选，所述第一弯折段的宽度为11mm，第二弯折段的宽度为36mm，第三弯折段的宽度为6mm，支撑面的厚度为5mm，一米长的支撑力达到未加工同型号扁钢支撑力的2.21倍。表2为第一弯折段、第二弯折段及第三弯折段在不同宽度下，相对于未加工同型号扁钢支撑力的对比表。
表2

注：表2中第一弯折段、第二弯折段与第三弯折段的厚度为5mm-6mm。
所述支撑角钢所具有的优良性能，使得其可以用于制作各种类型的支撑结构，本发明就列举了一种应用场合，即将所述支撑角钢用于铁塔休息平台，所述一种铁塔休息平台，包括设置在铁塔上的平台框架以及支撑角钢，所述位于支撑角钢本体两端的连接端固定连接在平台框架内。一般的，支撑角钢本体弯折面靠近平台框架的端部与平台框架的距离为5mm-15mm。
如背景技术所述，目前，铁塔休息平台由整块铁板承重，将铁板换成本发明所述支撑角钢后，雨水会实时的从相邻两根支撑角钢之间排出，大大减少了生锈的机会，降低了整块铁板的搬运难度，而且，承重能力方面表现优异。但不加考虑，任意将本发明所述支撑角钢用于铁塔休息平台，很可能在一些特定的承重要求下，增加铁塔休息平台整体的制作成本，一定程度上削弱了支撑角 钢的技术优势。因此，本发明希望尽量的减少休息平台所使用的支撑角钢的量，并在此基础上保证休息平台的承重能力。
在本发明的一些实施例中，当n为2时，支撑面的宽度为50mm-56mm，相邻两个支撑角钢之间的间隙为10mm-25mm，在该条件下，铁塔休息平台每平方米所能承受的压强是与其用钢量相同的铁板平台所能承受压强的至少1.12倍。
作为一种优选，支撑面的宽度为52mm，支撑相邻两个支撑角钢之间的间隙为15mm，此时，铁塔休息平台每平方米所能承受的压强是与其用钢量相同的铁板平台所能承受压强的1.34倍-1.42倍。
在本发明的另一些实施例中，当n为3时，支撑面的宽度为58mm-63mm，相邻两个支撑角钢之间的间隙为15mm-30mm。在该条件下，在该条件下，铁塔休息平台每平方米所能承受的压强是与其用钢量相同的铁板平台所能承受压强的至少1.16倍。
作为一种优选，支撑面的宽度为60mm，支撑相邻两个支撑角钢之间的间隙为22mm。此时，铁塔休息平台每平方米所能承受的压强是与其用钢量相同的铁板平台所能承受压强的1.60倍-1.69倍。
附图说明
图1是支撑角钢弯折后的结构示意图；
图2是角钢受力发生形变后的结构示意图；
图3是n为2时支撑角钢本体的结构示意图；
图4是n为3时支撑角钢本体的结构示意图；
图5是n为2时支撑角钢的立体结构示意图(仅示一个支撑角钢连接端)；
图6是n为3时支撑角钢的立体结构示意图(仅示一个支撑角钢连接端)；
图7是三角铁塔休息平台的俯视结构示意图。
具体实施方式
本具体实施方式是对发明内容部分进行补充说明，技术人员从发明内容部分不难看出，本发明所述一种铁塔休息平台，可以兼顾优秀的排水性能及与同厚度的铁板媲美的承重能力，但首先要得到制作铁塔休息平台的原料支撑角钢，技术人员可以采用常规的制弯工艺对角钢进行制弯，例如本具体实施方式对一种常见的制弯工艺进行了介绍：
原料角钢的两端部作为支撑角钢的连接端，连接原料角钢两端部的中间部分为支撑角钢本体，当n为2时，角钢连接端和角钢本体制弯方式和结构一致(图1)，进行一次弯折即可。
而当n为3时，角钢连接端制弯结构和当n为2时制弯结构一致(图1)，支撑角钢本体制弯结构为文中所说结构(图3)，制弯方法先将原料角钢的两端部位于角钢棱同一侧的肢边进行切割，将所述角钢两端部切割后的肢边向另一枝边弯折，形成支撑角钢的连接端，然后对原料角钢中间部分与所述已切割肢边共面的弯折面进行制弯，具体是根据各弯折段的宽度确定相邻两个弯折段之间弯折棱的位置，随后送至钢板折弯机沿着弯折棱进行90°弯折。
冲压制弯结束后，再对支撑角钢进行镀锌。
以下实施例中，用于制造支撑角钢的角钢由Q235B钢制成。
实施例1
见图3及图5，一种支撑角钢，包括支撑角钢本体5以及位于支撑角钢本体两端的支撑角钢连接端6，所述支撑角钢本体5包括弯折面、构成承重面的支撑面1以及连接弯折面和支撑面1的角钢棱20，所述弯折面从角钢棱20一侧至另一侧依次为第一弯折段2及第二弯折段3，第一弯折段与第二弯折段之间呈90°角。技术人员可以参考具体实施方式的内容以相应的角钢为原材料制得本实施例所述支撑角钢。
实施例2-10
实施例2-10所述支撑角钢与实施例1基本相同，不同之处在于实施例1没 有具体说明支撑角钢的第一弯折段、第二弯折段及厚度的具体数值，而实施例2-10所述支撑角钢列出了第一弯折段、第二弯折段及厚度的具体数值，表3为实施例2-10在第一弯折段、第二弯折段及厚度不同的情况下，相对于未加工同型号扁钢支撑力的对比表。
表3

实施例11
见图4及图6，一种支撑角钢，包括支撑角钢本体22以及位于支撑角钢本体两端的支撑角钢连接端21，所述支撑角钢本体22包括弯折面、构成承重面的支撑面11以及连接弯折面和支撑面11的角钢棱23，所述弯折面从角钢棱23一侧至另一侧依次为第一弯折段12、第二弯折段13及第三弯折段14，第一弯折段12与第二弯折段13及第二弯折段13与第三弯折段14之间均呈90°角。技术人员可以参考具体实施方式的内容以相应的角钢为原材料制得本实施例所述支撑角 钢。
实施例12-20
实施例12-20所述支撑角钢与实施例2基本相同，不同之处在于实施例12-20所述支撑角钢的第一弯折段、第二弯折段、第三弯折段及厚度的具体数值，表4为实施例12-20在第一弯折段、第二弯折段、第三弯折段及厚度不同的情况下，相对于未加工同型号扁钢支撑力的对比表。
表4

实施例21
见图7，一种铁塔休息平台，包括设置在铁塔上的三角平台框架以及一排相互平行排列且长度不等的支撑角钢，所述支撑角钢通过支撑角钢连接端，用螺栓固定在三角平台框架内，所述支撑角钢可以是实施例2-10所述的支撑角钢，在安装铁塔休息平台时，应当选择合适的支撑角钢使支撑角钢中弯折面两 端部与三角形平台框架的距离保持在5mm-15mm之间。
实施例22-26
实施例22-26所述铁塔休息平台与实施例21基本相同，不同之处在于实施例22-26所述铁塔平台中相邻两个支撑角钢的间隙、第一弯折段及第二弯折段的宽度和厚度的具体数值，表5为实施例22-26在相邻两个支撑角钢的间隙、第一弯折段及第二弯折段的宽度和厚度不同的情况下，相对于用钢量相同的铁板可承受的支撑力的对比表。
表5

实施例27
见图7，一种铁塔休息平台，包括设置在铁塔上的三角平台框架31以及一排相互平行排列且长度不等的支撑角钢32，所述支撑角钢通过支撑角钢连接端，用螺栓固定在三角平台框架内，所述支撑角钢可以是实施例12-20所述的支撑角钢，在安装铁塔休息平台时，应当选择合适的支撑角钢使支撑角钢中弯折面两端部与三角形平台框架的距离保持在5mm-15mm之间。
实施例28-33
实施例28-33所述铁塔休息平台与实施例27基本相同，不同之处在于实施例28-33所述铁塔平台中相邻两个支撑角钢的间隙、第一弯折段、第二弯折段及第三弯折段的宽度和厚度的具体数值，表6为实施例28-33在相邻两个支撑角钢的间隙、第一弯折段、第二弯折段及第三弯折段的宽度和厚度不同的情况下，相对于用钢量相同的铁板可承受的支撑力的对比表。
表6

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。