(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111448082.2 (22)申请日 2021.11.30 (71)申请人 河南送变电建 设有限公司 地址 450051 河南省郑州市中原区金 水西 路76号 申请人 国家电网有限公司 (72)发明人 燕昆　 (74)专利代理 机构 郑州联科专利事务所(普通 合伙) 41104 代理人 程世芳 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) E04H 12/08(2006.01) E04H 12/10(2006.01) E04H 12/24(2006.01)E04H 12/34(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 横担旋转吊装牵引力及旋转点剪切力的计 算方法及应用 (57)摘要 横担旋转吊装牵引力及旋转点剪切力的计 算方法及应用， 通过建立铁塔吊装平面坐标系 统， 根据旋转过程中的坐标变化及静力学受力模 型， 通过电算表 格精准计算出铁塔横担旋转就位 过程中牵引力及旋转点剪切力的变化， 进而分析 旋转角度对整个抱杆受力系统的影 响， 优化旋转 吊装方案中对抱杆外露、 倾角及牵引绳绑扎固定 位置等参数的设置， 从而 方便快速的对整个抱杆 受力系统进行安全校核， 提高了吊装 过程的安全 性和可靠性。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 114065443 A 2022.02.18 CN 114065443 A 1.横担旋转吊装牵引力及旋转点剪切力的计算方法及应用， 其特征在于， 包括以下步 骤： (1)建立铁塔平面坐标系统， 以铁塔底部中心为坐标原点， 水平方向为x轴， 垂直方向为 y轴， 其中, a、 抱杆底部端N 坐标为(XN， YN)， 旋转 点V坐标为(Xv， Yv)； b、 待吊构件初始垂直状态时θ＝0 °， 重心O坐标为(XO， YO)， 初始起吊旋转绳绑扎受力点 Q坐标为(XQ， YQ)； c、 抱杆长度为h， 抱杆倾 斜角为 δ， 吊装重量 为G， 旋转角度为θ； (2)根据抱杆底部N 坐标(XN， YN)和抱杆倾 斜角 δ， 计算抱杆顶部 M坐标(XM， Y M)； (3)重心O点沿着半径R 1的圆旋转， 起吊旋转绳受力点沿着半径R2的圆旋转； R1＝{(XO‑Xv)2+(YO‑Yv)2}0.5； R2＝{(XQ ‑Xv)2+(YQ‑Yv)2}0.5； (4)根据吊件重心坐标O(XO， YO)， 初始起吊旋转绳受力点Q坐标(XQ， YQ)和旋转点V坐标 (Xv， Yv)， 计算构件垂直状态时重心初始角度 η和初始起吊旋转绳旋转初始角γ； 根据旋转角度 θ 的变化， 计算重心O的旋转后坐标(XO＇ ， YO＇ )； XO＇ ＝XO+{R 1×sin( θ + η )‑R1×sin( η )}； YO＇ ＝YO±{R1×cos( θ + η ) ‑R1×cos( η )}； 同理， 计算旋转绳受力点 Q的旋转后坐标(XQ ＇ ， YQ＇ )： XQ＇ ＝XQ+{R2 ×sin( θ +γ)‑R2×sin(γ)}； YQ＇ ＝YQ±{R2×cos( θ +γ) –R2×cos(γ)}； (5)利用旋转点V坐标(Xv， Yv)， 抱杆顶端M坐标(XM， YM)， 旋转绳受力点Q＇ 坐标(XQ＇ ， YQ＇ )， 计算VM 长度S， ∠Q ＇ MV角φ， 并求力臂L ＝S×sinφ； 根据静力平衡求 解起吊旋转绳受力T： T＝G×(XO＇‑Xv)/L； (6)根据平面三力汇交定理确定旋点剪切力方向， 并通过Q的旋转后坐标(XQ＇ ， YQ＇ )和 抱杆顶部坐标(XM， Y M)， 计算起吊滑车组轴线与铅垂线间的夹角 β： β ＝atan(|XQ ＇‑XM|/|YQ＇‑YM|)； 再通过平行四边形法则计算旋点剪切力F： F＝(G2+T2‑2×G×T×cosβ )0.5； (7)提取起吊旋转绳受力T的最大值以及旋点剪切力F的最大值， 论证旋转起吊方案是 否可行， 并选择最优抱杆外露、 倾角及牵引绳绑扎固定位置 。 2.根据权利要求1所述的横担旋转吊装牵引力及旋转点剪切力的计算方法及应用， 其 特征在于： 步骤(1)中吊件重心 坐标按形心 考虑， 采用分割法计算， 且初始旋转角度 θ满足抱 杆顶部x坐标|XM| ＜旋转受力点x坐标|XQ ′|。 3.根据权利要求1所述的横担旋转吊装牵引力及旋转点剪切力的计算方法及应用， 其 特征在于： 步骤(6)中若牵引绳受力变化较大， 则根据最大β角及 对应的牵引绳受力、 最大牵 引绳受力 及对应的β角， 两种工况分别计算整个主抱杆 受力系统， 校核计算是否满足受力要 求， 若牵引绳受力变化 不大， 则按最大β角校核， 论证旋转 起吊方案是否可 行。 4.根据权利要求1所述的横担旋转吊装牵引力及旋转点剪切力的计算方法及应用， 其权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114065443 A 2特征在于： 步骤(7)中， 如若起吊旋转绳受力T的最大值小于起吊旋转绳的额定抗拉强度， 且 旋点剪切力F的最大值小于 剪切点螺 栓的允许剪切力， 则旋转 起吊方案可 行； 如若起吊旋转绳的额定抗拉强度小于起吊旋转绳受力T的最大值或者剪切点螺栓允许 剪切力小于旋点剪切力F 的最大值， 则依据起 吊旋转绳的额定抗拉强度以及旋点允许剪切 力， 分别试算各种抱杆外露、 倾角及牵引绳绑 扎固定位置， 直到满足起吊旋转绳的额定抗拉 强度以及旋点允许剪切力， 并在多种可 行方案中择优选择， 确保旋转吊装方案安全可 行。 5.根据权利要求2所述的横担旋转吊装牵引力及旋转点剪切力的计算方法及应用， 其 特征在于： 步骤(4)中公式 中“±”值向上旋转 为“‑”， 向下旋转 为“﹢”。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114065443 A 3