杆塔基础

2024-12-22|版权声明|我要投稿

杆塔基础(共9篇)

杆塔基础 篇1

摘要:结合本工程地形、地质特点及运输条件, 充分发挥各种基础型式的特点, 通过技术、经济差异分析, 本工程推荐的主要基础设计方案为:直线塔采用全掏挖式基础;转角及终端塔采用柔性板式直柱基础, 达到了较大幅度地降低基础材料耗用量和工程造价的目的, 节约了对有限资源的消耗, 同时把工程建设对周边环境的影响控制到最低水平。

关键词:输电线路杆塔,基础型式,设计,优化

1 概述

1.1 工程概述

本工程为安阳滑县双沟110 k V线路工程, 起于220 k V蓝旗变, 止于110 k V双沟变, 全线双回架设, 路径长度18.2 km, 导线选用LGJ-400/35钢芯铝绞线, 地线一根采用OPGW光缆, 另一根地线采用JLB40-100铝包钢分流线和GJ-80镀锌钢绞线。

1.2 地质条件

1.2.1 岩土层结构及岩土性状

根据钻探资料、场地揭露深度范围内地层主要为第四系全新世冲积形成的粉土、粉质粘土和细砂。具体岩性描述如下:

粉土:黄色, 稍密~中密, 稍湿, 韧性低, 干强度低, 摇振反应中等, 无光泽反应。

粉质粘土:黄色, 可塑, 韧性中等, 干强度中等。

细砂:黄色, 中密~密实, 饱和, 偶见螺壳碎片。矿物成份以石英、长石为主。

1.2.2 地震地质及地质灾害影响评价

依据《建筑抗震设计规范》 (GB50011—2010) 规范, 安阳市滑县抗震设防烈度为7°, 设计地震分组为第二组, 地震动峰值加速度为0.15 g, 地震动反应谱特征周期为0.55 s。

本工程沿线未发现对工程安全有影响的诸如岩溶、滑坡、崩塌、地陷、地面沉降、地裂等不良地质作用。塔基处不存在影响地基稳定性的墓穴、防空洞等对工程不利的埋藏物。场地稳定性较好, 适宜建筑。

1.2.3 其他影响情况

线路走廊附近的军事设施及民爆品库已进行避让, 对全线路径无影响;全线路径未发现文物;全线路径无重要矿藏。

1.2.4 水文条件

沿线地下水为孔隙型潜水, 勘探深度内未见地下水, 根据调查地下水位埋深15~18 m, 年变化幅度3 m左右, 历史最高水位约10 m, 可不考虑其对基础的影响。

1.2.5 地质结论与建议

1) 本工程走廊地层结构较简单, 岩土条件较好, 路径方案适宜110 k V线路工程建设。

2) 本工程路径区域内抗震设防烈度为7°, 地震动峰值加速度为0.15 g, 地震动反应谱特征周期为0.55 s, 可不考虑砂土的液化。

3) 线路走廊附近的军事设施及民爆品库已进行避让, 对全线路径无影响;全线路径未发现文物和重要矿藏。

2 基础选型和优化原则

2.1 设计理念

1) 贯彻国家基本建设方针和技术经济政策, 基础型式的选择做到安全可靠、技术先进、经济合理、资源节约、环境友好、可持续发展。

2) 从实际出发, 结合地区地形、地质特点及运输条件, 综合分析比较, 充分发挥各种基础型式的特点, 选择适宜的基础型式。

2.2 基础选型基本原则

杆塔基础作为输电线路重要组成部分, 基础设计的优劣直接影响整个线路工程的造价、工期和材料消耗量。基础型式的选择应根据杆塔型式、沿线地形、杆塔位地质条件以及施工和运输等因素, 结合本工程特点综合确定。

在基础选型时, 遵循以下原则: (1) 结合本工程地形、地质特点及运输条件, 选择适宜的基础型式; (2) 基础型式选择做到经济、环保, 减少施工对环境影响; (3) 对特殊地基条件, 因地制宜地选用特殊基础型式和相应的处理措施; (4) 考虑现实施工条件对基础型式选择的影响。

2.3 基础优化基本原则

通过结构经济性、环保性、耐久性分析, 在基础材料选择和基础尺寸方面进行优化, 优选基础形式。

基础优化时, 遵循以下原则: (1) 根据基础强度和耐久性要求, 选择适宜的基础材料; (2) 充分考虑各种地形、地质及水文条件, 在基础形状、埋深、底板尺寸等方面进行优化。

3 基础型式选择

目前, 线路工程中常用的各种基础型式, 都有自身的特点和优劣, 结合本工程地形、地质及水文条件和基础荷载特点, 对各种常用杆塔基础类型进行分析比较, 探讨其对本工程的适用性。

3.1 刚性台阶基础

刚性台阶基础是传统基础型式, 属大开挖基础类型, 其特点表现为施工简单、周期短和耗钢量小, 但混凝土用量较板式直柱基础偏大, 相应运输成本较大, 综合造价略高。对位于水田等地下水位较高、排水困难塔位, 使用板式直柱基础由于需要绑扎底板钢筋, 基础施工周期比较长, 容易造成塌方, 这时刚性台阶基础有一定的优势。

3.2 板式直柱基础

板式直柱基础是传统基础型式, 属大开挖基础类型, 其混凝土耗量比刚性台阶基础少, 自重较轻, 施工时材料运输量较小。底板及主柱配有钢筋, 柔性较大, 不易断裂, 总体抗地基变形能力强。施工相对简单、方便。有成熟的设计、施工和运行经验。

3.3 全掏挖式基础

全掏挖式基础以混凝土和钢筋骨架灌注于以机械或人工掏挖成型的土胎内的基础。该型基础施工时一般采用人工掏挖, 由于不需要回填土, 有效地保护了塔基生态环境。其基础稳定, 计算采用剪切法, 它充分利用原状土抗剪切特性, 不仅具有良好的抗拔性能, 而且还具有开挖面和挖方量小、取消模板及回填土工序、加快工程施工进度等优点。最大限度保护环境和减少水土流失。

全掏挖式基础一般适用于黏性土、粉质黏土、泥岩、泥质砂岩以及非松散砂类土等便于掏挖成型且地下水埋藏深的塔位。为了提高其承压性能, 桩底部进行扩底, 扩底直径取决于基柱直径和扩底高度。扩底高度过大就会导致混凝土方量陡然增加, 经济效益明显下降, 这就限制了扩底直径的大小, 因此, 具有较大下压荷载承压基础和地基承载力较低的塔位不宜使用全掏挖式基础。为满足施工时人工掏挖最小尺度, 全掏挖式基础基柱直径不应太小。

全掏挖式基础鉴于以上优、缺点, 采用时应分析其可操作性, 地质条件是否允许、杆塔荷载大小是否适合于该基础型式。

3.4 基础型式特性及经济差异分析

3.4.1 基础型式特性分析

刚性台阶基础、板式直柱基础上拔稳定是按照土重法进行计算, 其计算公式为:

上式中:

γf-基础附加分项系数;

TE-基础上拔力设计值, k N;

γE-水平力影响系数;

γs-基础底面以上土的加权平均重度, k N/m3;

γθ1-基础底板上平面坡脚影响系数;

Vt-上拔深度内土和基础的体积, m3;

Δvt-相邻基础影响的微体积, m3;

V0-上拔深度内基础的体积, m3;

Qf-基础自重力k N。

由上式可知, 在同一地形、地质条件下, 刚性台阶基础、板式直柱基础上拔性能主要取决于基础的地板大小及埋置深度, 底板越大, 兜土面积越大;埋置越深, 兜土厚度越大, Vt也就越大。另外, 刚性台阶基础、板式直柱基础在增大底板以达到更大抗拔性能的同时, 其承压性能也显著增强。

而掏挖基础上拔稳定计算不同于刚性台阶式柔性直柱式基础, 它是按照剪切法进行计算的, 其计算公式为:

当ht≤hc时:

当ht>hc时:

以上两式中:

γθ-基底展开角影响系数;

A1、A2-无因次系数;

cw-计算凝聚力, k Pa;

ht-基础的埋置深度, m;

hc-基础上拔临界深度, m;

D-圆形底板直径, m;

范围内的基础体积, m3。

其余参数同上。

由上两式可知, 在同一地质、地形条件下, 掏挖基础的上拔性能主要取决于基础的埋置深度, 埋置越深, 其抗拔性能也就越强。另外, 基础的主柱、扩底直径大小也起到了一定的作用。掏挖基础在增加埋深以达到更好的抗拔性能的同时, 也必须满足其相应的承压要求。由于掏挖基础较立柱式基础底板面积较小, 为了满足其承压要求, 更有效的办法是增大扩底直径。为了达到更大的扩底直径, 只有增大基柱直径和扩底高度, 这就使掏挖基础的体积骤然增加, 混凝土方量较立柱式基础增多。

3.4.2 基础型式经济差异分析

结合本工程杆塔选型及地质报告, 直线塔以1E6-SZ2-24 m;转角及终端塔以1E6-SJ3-21 m为例, 采用“可塑、无水、地基承载力110 k Pa”的设计条件, 对刚性台阶基础、板式直柱基础和全掏挖式基础分别进行优化设计, 结果见表1。

从表1可知, 全掏挖式综合造价最优, 刚性台阶式次之, 板式直柱式最高, 以上三种基础型式全掏挖式基础比刚性台阶式、板式直柱式综合造价分别降低21%、35%, 具有较明显的经济效益。本工程直线塔推荐采用全掏挖式基础。

从表2可知, 全掏挖式综合造价最优, 板式直柱式次之, 刚性台阶式最高, 板式直柱式、全掏挖式基础经济效益已无明显差距。结合本工程地质报告, 根据设计结果来看, 全掏挖式基础埋深最深, 如果采用人工掏挖施工, 施工安全性降低。故本工程中转角及终端塔推荐采用板式直柱基础。

3.5 推荐基础型式

结合工程沿线地形、地貌, 地质报告及基础荷载特点。本工程推荐基础型式如下:直线塔采用全掏挖式基础, 转角及终端塔采用板式直柱基础。

4 基础设计优化

4.1 基础经济埋深

影响基础埋深的因素主要有以下几个: (1) 地基持力层的选择, 应根据具体塔位的地质报告, 选择合适的土层作为基础持力层; (2) 基础承载力、变形和稳定性要求; (3) 施工工艺的要求。

根据以上控制基础埋深的几个因素, 结合各个塔位施工条件及各种基础型式的临界埋深, 我们可以确定出基础最小埋深和最大埋深, 然后在这范围内通过下压强度、上拔稳定两个控制条件, 按综合造价最低原则求解出最优基础埋深和底板宽度。当基础埋深小于临界埋深时, 基础埋置越深, 混凝土方量和基础钢筋就越少, 土石方量越多。而叠加后的基础造价随埋深增加而相应减少, 当接近临界埋深时趋于最小值。因此, 在条件允许情况下, 我们应尽可能使基础埋深接近临界埋深, 基础的临界埋深值见《架空送电线路基础设计技术规定》DL/T5219-2005表3和表4。

4.2 基础底板尺寸

基础底板尺寸包括底板宽度及相应的厚度。基础底板宽度不应孤立的考虑, 而是应与基础埋深综合考虑。

底板厚度的取值主要考虑冲切承载力的要求和构造要求。冲切承载力符合《架空送电线路基础设计技术规定》DL/T5219-2005第9.3.3条计算:

上式中:

βhp-受冲切承载力截面高度影响系数;

ft-混凝土的轴心抗拉强度设计值;

am-冲切破坏锥体最不利一侧计算长度;

h0-基础冲切破坏锥体的有效高度;

at-冲切破坏锥体最不利一侧斜截面上边长;

ab-冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长;

pj-扣除基础自重及其上土重的荷载设计值作用下地基单位面积净反力;

Al-考虑冲切荷载时取用的多边形面积;

F1-作用在Al上的地基土净反力设计值。

依据《架空送电线路基础设计技术规定》DL/T5219-2005第9.3.1条的构造要求, 台阶的宽高比不>2.5。一般为减少基础混凝土量, 先取宽高比为2.5, 然后进行冲切承载力验算, 求出最优的底板厚度。

4.3 基础立柱断面尺寸

一般情况下, 基础立柱高度较高, 基础立柱断面尺寸的选择对基础的经济指标影响也是很大的。在满足构造要求的前提下应尽量减小立柱断面尺寸, 这不仅可以减少混凝土量, 而且可以减小立柱最小配筋率控制下的配筋。符合《架空送电线路基础设计技术规定》DL/T5219-2005第9.2.1条的要求:

上式中:

MS-计算截面上的弯矩, N·m;

Ah-计算截面混凝土面积, m2;

γ1-受拉区混凝土塑性影响系数;

W0-混凝土计算截面弹性抵抗拒, m3;

4.4 基础材料

工程中采用材料型号及规格:

地脚螺栓:Q235级和35#优质碳素钢

钢筋:HPB300和HRB335级钢

混凝土:C20和C10

5 结语

针对本工程地质条件和基础受力特点, 选择了适合本工程的各种基础型式;通过对基础构造、尺寸、材料、施工方法等方面优化, 节约了基础材料消耗量, 减少了土石方开挖量。

杆塔基础 篇2

摘要:随着我国经济的不断发展,我国基础设施产业也迅猛发展。其中10kV配电线路杆塔基础设施建设尤为突出。虽然其带来了一定可观的经济效应,但带来的社会问题却不容忽视。其所出现的许多问题是由其基础建设难点所导致的,为了更好地推动我国基础产业的全面发展,我们应更加积极主动地去克服这些难点。本文将从10kV配电线路杆塔基础施工的现状、存在问题、解决问题三方面进行分析和探讨。

关键词:施工难点;分析;解决方案

中图分类号:TM751文献标识码:A文章编号:1674-7712(2014)08-0000-01

一、10kV配电线路杆塔基础施工存在现状

(一)技术瓶颈

我国基础行业设施的发展,特别是10kV配电线路杆塔基础施工产业存在着很大的技术问题。产业生产力较落后,技术创新能力较薄弱,整个企业缺乏核心竞争力。虽然目前带来一定的经济效益,但是企业却无法长久发展,缺少可持续发展的动力。可见10kV配电线路杆塔基础施工中要树立长远的发展眼光,突破技术瓶颈。

(二)人员意识的淡薄

作为整个产业链的核心领导,更应加强团队意识。这不但体现在参与的施工建设方。更加注重要提高人们在基础建设中的教育精神。加强人文管理,提高人们关于基础建设方面的知识。但是在10kV配电线路杆塔基础施工中出现一系列问题。这不仅对个人,而且对企业有一定的影响,造成极大的经济损失。人们在建设后期的防范过程中,并没有积极遵循。所以可以看出对人们的意识教育多么刻不容缓。人员是企业的根本,人员的教育做好,企业才能有更好的发展。

二、对10kV配电线路杆塔基础施工难点的分析

(一)存在对雇工的无意识伤害

在工作时存在一定的危险性,所以企业要做好对人员的人身安全的保障。无论是触电,物体打击还是跌伤,都是雇工在工作时容易频发的事件。只有保障好了雇工的人身安全,才能更好的工作,效率才会高。企业可以加大在员工身上的投资,例如,从员工所穿的保护服上,加大质量,设置可靠的围栏,防止路人或工作人员不小心受伤。给与员工保险,让其安心工作,一心一意为企业付出。

(二)自然环境的问题

由于10kV配电线路杆塔基础施工建设大多在偏远的地区,例如山区。这样是为了绕过城镇,乡村,更好地发展远距离的线路基础设施的建设。让大家不能忽视的是建设过程中的一系列客观因素。包括地形地势,天气等方面。就以山区为例,山区地区土层较高,土质较疏松,在此进行电线建设难度较大,较为困难。同时遭遇恶劣的天气,更会导致电线的晃动,甚至是山体滑坡,土地表层的松动,更带来了相当大的安全影患。

(三)建设后期的安全防护隐患

尽管在许多基础设施行业中,企业建设步伐等早期建设得以完成,但是却总是遭到后期的质疑。安全后期建设,在对于施工建设方来说是常常容易忽略,然而其中却存在很大的安全隐患,特别是在建设后期忘记设立警示牌。加强后期的安全隐患的排查等许多后期方面的安全检查。从而导致了许多不可避免的社会悲剧的产生。

三、10kV配电线路杆塔基础施工难点的解决方法

(一)政府的政策和管理

随着中国的经济发展,配电线路杆塔基础施工的建设得到了政府的重视,而针对在基础施工的过程中,出现的难点,政府对此出台了很多的政策,比如说在基础设施的工程中,明确各个人员应该负责的部分,将责任到人。这样的话就不用担心无人负责,出现一塌糊涂的局面,也不用担心人员的不服从调配,和有环节的缺口。这样无论是对建设方还是对监督方都有很多的好处,政府的管理也在其中起到了举足轻重的作用。让基础施工的建设变得有条有理,并且配电线路杆塔的基础施工变得更加规范。因为无论是什么事情,都必须要有一个硬性的要求来约束每个人的行为,使得每个人对国家的事物都有一定的了解,这样才能更好的发挥镇府的作用。

(二)社会的支持

随着我国综合国际影响力的提升和能力的进步,配电线路杆塔基础施工的建设得到了社会的认可,并且加以对这一类的工程的投资。这样的话,在工程投资的方面,许多富豪都得到邀请,来对此类活动的支持。打破了以往的行业的建设,使得让配电线路杆塔基础施工的建设,达到了炉火纯青的地步,这样社会的支持就成为配电线路杆塔基础施工建设的主要力量,让更多的技术人员没有了后顾之忧,让他们在社会上确定正式的方案,社会是一个很大的团体,很多是要依靠这社会才能更好的进行下去,而在日后的生活中,社会所占的比例也是很大的!配电线路杆塔基础施工的地方也会是在群众中,在社会的几个地方,所以说社会的支持是必不可少的。

(三)人文的因素

在配电线路杆塔基础施工建设中,人员的配合、素质好坏都有一定影响。首先,工作人员不能偷懒,必须严格实施规定的计划,如果实在有拿不定的问题,要和工程师商量,计划规定出解决的方法,一定不能凭着自己的意愿来决定。其次,需要群众人员的体谅。同时,相关人员要懂得技术的运用和原理,这样在配电线路杆塔基础施工的建设中才能得到更好的效果。

四、结束语

配电线路杆塔基础施工额建设过程中,首先,必须将政府的政策告知给大家听,让大家在心里有一个大致的了解,给大家规定一个硬性的条件,就是大家一定要服从的。然后就是从个人的技术方面来看,每个人应当发挥自己最重要的运用,不影响他人工作。或许在配电线路杆塔基础施工建设上还存在着许多的难题,需要每个人都能发挥其最大的力量。

参考文献:

输电线路杆塔疲劳可靠性 篇3

关键词:输电线路;杆塔;疲劳损伤;可靠性;环境荷载;研究

输电线路杆塔疲劳问题对于电力系统和电网线路的正常输电运行有着很大的危害影响。随着社会经济的发展以及电力用户的电力需求不断增长,高耸结构输电线路杆塔在电力运行输送中应用数量越来越多,因此,输电线路杆塔疲劳对于电网线路运行安全影响越来越大,输电线路杆塔疲劳可靠性在进行输电线路设计中也被列为重要考虑范围。高耸结构输电线路杆塔在环境荷载作用下的疲劳损伤主要有低频循环与高频循环两种类型。其中,低频循环输电杆塔疲劳损伤主要是指频次相对较少的强风暴雨对于输电线路杆塔疲劳的加剧损伤;高频循环输电杆塔疲劳是指在输电线路杆塔的结构使用期内,由于低水平应力循环的重复作用,对于杆塔疲劳的加剧累积损伤。

1、杆塔疲劳损伤可靠性分析

1.1 疲劳损伤分析模型建立

电力系统的电网线路中,对于输电线路杆塔的疲劳损伤分析,主要是从环境荷载作用与输电导线本身的附加动力作用对于输电线路杆塔疲劳损伤影响的两个方面进行的。结合以往对于输电线路杆塔疲劳损伤情况的分析试验结果可以知道,输电导线中的电流流场情况以及输电导线本身的悬挂和不悬挂情况,对于输电导线附加动力作用的疲劳损伤增加影响作用并不大。所以,在进行输电线路杆塔疲劳损伤分析模型建立时,主需要从以下几个方面进行建模分析。首先,在进行输电线路杆塔的疲劳应力作用分析时,可以将输电导线的质量因素归入到输电导线附加动力疲劳损伤加剧影响作用中。其次,在进行输电线路杆塔疲劳可靠性分析中,对于输电导线的疲劳影响不进行考虑。最后,在进行输电线路杆塔疲劳可靠性分析模型的建立时,是以输电线路杆塔刚度与强度情况分布均匀,并且输电线路杆塔连接点之间连接可靠为条件,假设输电线路杆塔疲劳损伤发生在杆塔的最不利于荷载的界面结构中。

1.2环境荷载作用特征

进行输电线路杆塔的环境荷载作用特征分析,主要就是对于阵风以及暴雨环境条件下的输电线路杆塔的荷载情况进行分析。

首先,阵风环境条件下的输电线路杆塔荷载主要是指顺风向的湍流脉动作用。对于这种情况下的输电线路杆塔荷载的计算,是在假定阵风作用是平稳并且随机的状态下,通过阵风风速功率谱密度函数实现的,如下列公式(1)(2)所示。

(1)

(2)

如上述两个公式中,公式(1)表示的是空间两点i与j之间的互功率谱密度函数关系,而公式(2)则表示的是公式(1)空间两点之间的相干函数关系。建立公式(2)中的函数关系是通过建立计算坐标,在已知计算点的平均风速情况与顺风向的湍流频率情况下进行公式关系的建立。

阵风作用对于输电线路杆塔的疲劳影响,根据风速大小的随机分布风湍流情况有不同的影响作用。通常情况下,一年中风湍流在10米高度处的概率情况,可以通过下列公式(3)中的函数关系式计算出,而一年中,风湍流处于最大情况概率的计算则如下列公式(4)所示。

(3)

(4)

通常情况下,在暴风环境条件下,平均风速的变化是根据暴风发生的时间先升高然后减低的,暴风发生的整个过程一般在3分钟到25分钟之间。

对于输电线路的雨荷载特征的分析,是将中等的降雨量作为荷载特征分析标准,并根据年降雨量情况进行具体分析。通常情况下,在进行输电线路杆塔的雨荷载特征分析时,只是通过雨对于输电杆塔结构的平均作用力进行分析的。

2、阵风响应荷载特征分析

在输电线路杆塔的疲劳损伤影响因素中,风力荷载作用下的输电杆塔结构动力响应是一个比较重要的影响因素。在进行电力系统电网线路的设计过程中,由于风力环境作用与输电杆塔结构荷载的不确定,就会给输电线路的架设设计带来一定的困难,对于输电线路杆塔结构的阵风荷载作用特征进行分析,有利于对于输电线路杆塔疲劳可靠性进行把握,以保证电网线路的安全稳定运行。

在风力作用下,输电线路杆塔结构的荷载特征根据风力作用情况的不同,可以分为两种。第一种是基于位移的阵风响应因子对于杆塔结构荷载作用影响。这一种风力作用对于杆塔结构荷载的影响变化特征,主要是由位移变化的风力作用峰值与风力作用的平均值进行计算得出的。在进行基于位移的阵风响应因子变化特征分析中,根据风力变化峰值以及风力平均值的计算公式如下(5)所示。

(5)

在上述对于基于位移的阵风响应因子作用变化的计算,是在进行阵风响应变化的随机假设情况下,根据对于风力峰值变化因子的统计,最终计算出来的。总之,在基于位移的阵风响应因子作用中,输电杆塔结构的荷载的变化主要呈现出以下规律,在风力作用下,随着风力作用变化中的平均风速以及风速湍流强度的加大,输电杆塔的塔顶位移动力响应也会逐渐加大,而这时的位移阵风响应因子也是呈现逐渐加强变化。如下图1所示,为输电杆塔塔顶的位移功率变化情况。

图1 输电杆塔塔顶位移功率谱密度

此外,阵风作用下,杆塔结构的动力响应变化的另一响应因子,是指基于弯矩的阵风响应因子,它在不同的风俗条件下也呈现不同的响应变化特征。

3、输电线路杆塔疲劳可靠性的研究

根据上述对于输电线路杆塔疲劳可靠性分析模型,在对于输电线路杆塔疲劳可靠性进行分析时,首先应注意對于疲劳可靠性分析条件进行假设,以保证输电线路杆塔疲劳可靠性分析结果准确可靠。其次,需要对于输电线路杆塔疲劳可靠性的失效概率进行确定。在进行输电线路杆塔疲劳可靠性失效概率确认过程中,可以通过完全分布法对于概率进行确认,也可以通过具一次二阶矩法对于输电线路杆塔疲劳可靠性失效概率进行确认。在确定了输电线路杆塔疲劳可靠性的失效概率之后,根据输电线路杆塔的结构情况,输电线路杆塔是一种由杆件拼装成的杆塔结构形式,因此,在对于输电杆塔疲劳可靠性进行分析时,输电杆塔中的单根杆件以及杆塔阶段单元的疲劳可靠性分析都可以看做是一个结构体系进行分析,最后通过串联或者是并联的方法,对于输电线路的杆塔疲劳可靠性进行分析。对于输电线路杆塔疲劳可靠性的表示形式,主要通过对于输电线路杆塔结构整体失效率表示出来的。

4、结束语

总之,对于输电线路杆塔疲劳可靠性的研究,有利于提高输电线路杆塔的疲劳可靠性,保证电力输电线路的安全稳定运行,具有一定的研究价值和意义。

参考文献:

[1]白海峰,李宏男.输电线路杆塔疲劳可靠性研究[J].中国电机工程学报.2008(6).

[2]杨靖波,李正.输电线路钢管塔微风振动及其对结构安全性的影响[J].振动、测试与诊断.2007(3).

[3]杨靖波.输电线路钢管塔微风振动及其对结构安全性的影响[J].电力建设.2008(2).

[4]代生丽,马超,赵震,刘威加.风致输电线路故障问题分析[J].科技资讯.2011(30).

[5]胡毅,刘庭,刘凯,邓世聪,李汉明,胡广生.110kV输电线路复合材料杆塔特性试验研究[J].高电压技术.2011(4).

通信杆塔预制基础快速建站分析 篇4

随着通信4G时代的来临,民众对通信基站辐射的关注越来越高,对通信基站建设的阻挠和干扰越来越大,造成通信基站建设越来越困难。通信基站选址及建设经常会换址或逼迁。通信杆塔预制基础能缩短工地现场的施工作业时间,从而减少对周围环境和居民的影响,通过快速建站,提高建站成功率,为通信基站工程建设提供一条解决问题的路径。

2杆塔预制基础介绍

通信杆塔基础在采用独立基础的情况下,通过在工厂或仓库将基础预制成块,并将杆塔地脚锚栓预埋,然后在工厂仓库进行混凝土养护及保养,同时基础预制块养护完好前,提前1~2天需将基础基坑开挖好,并覆盖油毡布, 防止雨水浸泡基坑,待基础预制块达到设计强度时,则用运输车运输到安装现场安装。根据此方案施工,在现场工地施工时间包括基坑开挖和杆塔安装约2~3天,其他工期时间都在工厂仓库内,如图1、图2。

3传统杆塔基础介绍

传统杆塔基础根据通信杆高度及地质情况选择基础形式,有独立基础、桩基础等等。基础施工过程分为现场基坑开挖、钢筋绑扎、地脚锚栓预埋、混凝土浇筑、混凝土养护、杆塔安装,整个施工过程都在现场工地完成,全工期大约40天,如图3。

4两种形式对比分析

通过表1数据分析,可以比较得到:

(1) 杆塔预制基础优势:

1杆塔预制基础工期比桩(墩)基础缩短,施工现场工期缩短特别显著,可以有效减少因现场施工工期长造成周围居民阻挠等原因的迁址,以及减小对现场环境的破坏干扰;

2造价可控,特别是在基坑开挖后遭到周围居民阻挠后,基础可以随迁,对前期资产投入可以有效控制;

(2) 杆塔预制基础劣势:

1预制基础搬运困难,需动用大型机械,造成对现场环境要求较高,需较大施工操作空间,因此部分场景实施受限;

2基础预制件在工厂仓库生产,对制作及养护的质量监督具有一定困难;

3随杆塔高度增加,基础预制件体积随之增大,则因搬运困难需对基础拆分以便于搬运到现场安装,而考虑基础整体性要求,因此基础之间的连接具有一定的困难, 同时也提高了造价成本。

5杆塔预制基础适用条件建议

(1) 建议使用场景

适用场所:公园、风景区、广场绿地、小区、商业街、 学校、车站、街道、交通主干道等美化隐蔽要求高的区域;

选点困难的敏感区域,或周边无建筑物站址可选,要求天线挂高在10 ~ 20m;

只允许夜间或必须短时间内完成施工;

(2) 建议推广20m及以下的杆塔,20m以上杆塔可以根据情况商议处理;

(3) 建议杆塔、基础、天线安装全部由同一单位统一完成施工,设备安装、调测同步完成,以真正达到快速建站的目的。

摘要:随着我国经济的高速发展和科技的飞速进步,我国的城市化也越来越快,使我国通信行业得到了快速的发展。我国目前的通信行业中,对网络覆盖的要求越来越高,同时对基站的建设要求也越来越高,而相反的是选址工作越来越困难,民众对基站辐射的高度关注,也造成基站建设越来越困难。文章对通信杆塔预制基础与传统基础进行对比分析,从施工要求、施工工期、成本造价及适用性等多方面对比优缺点,为工程中达到快速建站目标提供科学依据。

杆塔基础 篇5

国内经济水平不断发展, 生产和生活用电量不断增加, 高压架空线路的截面不断加大, 所以虽动电线路杆塔基础的承载力也有了更高的要求。分析目前我国电业行业相关部门的统计数据可以得知, 现在送电线路工程当中, 杆塔基础施工的工程会占到工程总量的一半以上, 材料运输量是全部工程的六成以上, 造价也高达全部工程投入的两到四成, 这样说来, 杆塔基础施工过程中, 技术的选择和应用对工程整体效果会有深远的影响, 这些都是保证工期能够如期完成的基本保障。

1 送电线路工程杆塔基础的分类

1.1 岩石杆塔基础

岩石杆塔基础是指在岩石地基中直接钻挖所需要的基坑, 与此同时需要把钢筋的骨架和砼一同浇筑到基坑当中, 凭借岩石本身的力量, 还有不同施工材料和施工为孩子之间的凝结力, 承载杆塔以上的歪理, 保证其整体结构的稳固。

1.2 灌注桩杆塔基础

灌注桩杆塔基础是指根据考桩四周和土壤产生的基础摩擦力, 还有桩端的承载力, 承担杆塔基础的上拔力和下压力。光柱状杆塔一般用在地质结构较为复杂并且地理性质不够稳定的位置, 比如在耐张塔、直线塔中, 一般使用注桩杆塔基础。这些根据地理位置和施工实际方法确定的相关方法, 都是在建筑过程中需要考虑的问题。

1.3 掏挖式杆塔基础

掏挖式杆塔基础说的是在填挖基坑的时候, 在保证基坑可以成型的状况下, 要控制挖掘的深度, 防止开挖面积过大实施过多的土层回填。

1.4 联合杆塔基础

联合杆塔基础说的是通过横梁将杆塔的四个基础墩进行连接, 这样不仅能够控制杆塔基础的底面积, 还能降低杆塔基础施给地基的压力。联合杆塔基础的整体性完整、填埋的比较浅, 比较适合在较为软弱的低级塔位处施工。

2 送电线路工程杆塔基础施工技术的控制方法

2.1 掏挖基础施工的技术控制

掏挖基础在送电线路工程杆塔基础的施工过程中的隐蔽性是很强的, 如果在施工过程中没有足够的技术调控方法, 就会在后续的混凝土浇灌之后不能进行后续的修复和修补, 这样说来, 我们要重视掏挖基础工程当中的ishu调控, 要强化与之对应的技术控制手段, 具体可以从以下几方面入手:首先, 要控制配料的连续级别控制, 想要确保配料和其技术以及质量标准相符合, 我国一般都把0.5-1.0cm与2-4cm的石子按照1.5:8.5的比例实施混合;其次, 在实际施工过程中要重视衬垫塑料的运用, 防止地面的杆塔基础壁因碰撞出现脱落的状况, 在浇制立柱之后要马上拆除;再有, 砼坍落度一般都使用比技术标准高一个阶层的方法, 确保其在在掏挖过程中进行头部扩张的时候能够让砼捣实的更为轻松。

2.2 土石方工程施工的技术控制

送电线路工程的杆塔基础施工中, 要重视控制土方工程的技术管理, 主要可以通过以下几种方法得以实现, 首先在掏挖土方之前, 技术人员首先要检查和工程相关的图纸和技术资料, 掌握工程的整体概况, 明确杆塔基础的属性和尺寸内容, 同时要研究土壤性质是否符合实际施工的具体要求;其次, 杆塔基础的坑深要按照设计方案当中的施工基面作为标准, 通过拉线基础进行, 如果涉及方案中没有对设计基面提出具体要求, 就压根据拉线确定中心地面的标准高作为基准;最后, 进行杆塔基面的土方工程的工程的时候, 要重点控制坑深, 确保其偏差控制在+100mm、-50mm, 另外要凭证处理坑底。

2.3 杆塔基础施工中断桩的技术控制

进行送电线路工程的时候, 端桩是杆塔基础工程中比较频繁出现的技术和质量问题, 如果有类似状况出现, 现场的技术人员要及时和工程的设计、监理的工作人员探讨分析, 在第一时间确定解决方法, 避免对工程的后续工作产生影响。在杆塔基础工程的施工过程中, 端庄的技术控制措施主要有以下几种:首先, 要重点分析设计内容中的砼坍落度和实际要求的切合程度, 在调配粗骨料的过程中要认真履行各种技术要求;其次, 在施工过程中如果有导管堵塞的现象出现, 一旦砼尚未初凝, 可以用钢轨和其他重物对导管内部进行作用, 保证重开堵塞的砼, 确保砼浇注工作顺利完成;再次, 砼浇注与导管拔出共同进行, 要随时关注砼内导管的埋入深度, 保证导管一直埋在砼内;最后是一旦砼在地下水位以下有中断的状况出现, 可以使用比原桩径稍小的钻头在原有的桩位孔进行钻孔处理, 一直到断桩以下的固定深度, 实施清孔工作。

3 结论

湿陷性黄土场地杆塔基础设计分析 篇6

黄土是一种年轻的地质土层, 这种土以黄色粉土颗粒为主, 具有大孔隙与垂直节理, 有的具有湿陷性, 从地质年代上看, 第四纪早、中更新世的黄土即所谓的老黄土不具有湿陷性 (在压力200k Pa的情况下) , 而晚更新世和全更新世的黄土一般具有湿陷性, 具统计我国黄土分布面积约为65km2, 其中湿陷性黄土为38万km2, 占我国黄土总面积的60%。

2 黄土湿陷变形机理

黄土在一定的压力作用下, 受水浸湿饱和后, 结构迅速破坏而产生显著的附加变形的性能称为黄土的湿陷性, 对于黄土的湿陷性形成机理, 国内外学者进行了大量的研究, 主要有毛管假说、熔盐假说、胶体不足假说、欠压密理论、机构学说。

对于工程界普遍认为是由于黄土的结构性造成黄土具有湿陷性这一特殊的性质, 高国瑞认为只有结构学说能包括上述的各种假说的合理部分, 黄土由于其特殊的结构, 对于工程建设影响特别大, 尤其是对于地基的处理, 处理的不合理不恰当都会使结构处于不安全的状态。而过于保守的处理方式会花费大量的人力、物力造成经济不合理, 本文从实际的电力线路工程提出一种经济合理的地基基础设计方法。

3 工程简介

山西500k V双回路线路工程全线同塔双回线路长125km, 其中单回路64km, 杆塔基础拟采用斜柱板式基础、直柱板式基础、掏挖基础、挖孔桩基础, 裸露岩石及岩石完整性较好的塔位可考虑采用岩石嵌固基础或岩石锚杆基础。工程线路沿线经过的地貌单元主要为:低中山区, 黄土丘陵区, 沿线地形起伏大, 海拔高度为1135.66~1553.56m, 开挖基础埋深一般不大于5.5m, 底板宽度不大于10m, 掏挖基础埋深一般不大于8.5m, 底板宽度不大于4m, 挖孔桩基础桩长一般不大于20m, 桩径一般不大于2.5m。实际探井施工深度为20m, 揭露的土层自上而下依次为黄土状粉土 (0~10m) 、卵石、泥岩, 地下水埋藏深度大于20m。

4 湿陷性黄土评价

本工程仅以两级杆塔下的黄土试验数据进行湿陷性评价:

湿陷性黄土场地自重湿陷量的计算按《湿陷性黄土地区建筑规范》 (GB50025-2004) 第4.4.4条公式:

式中: —第i层土的自重湿陷系数;hi—第i层土的厚度

—因地区土质而异的修正系数, 根据《湿陷性黄土地区建筑规范》 (GB50025-2004) 附录A, 线路沿线所在区域为边缘地区, 故取为0.5。湿陷性黄土场地湿陷量的计算按《湿陷性黄土地区建筑规范》 (GB50025-2004) 第4.4.5条公式:

式中: —第i层土的湿陷系数;hi—第i层土的厚度

—因地区土质而异的修正系数, 基底下0~5深度内, 取为1.5, 5~10m深度内取为1, 基底埋深按1.5m考虑。根据《湿陷性黄土地区建筑规范》 (GB50025-2004) 第4.4.4条及4.4.5条, 湿陷量计算如表1。根据计算结果, 自重湿陷量介于26~61mm, 湿陷量介于230.5~349mm, 综合判定该两级杆塔下黄土为非自重湿陷性场地。

5 地基基础方案选择

方案1根据试验结果, 两级杆塔下的黄土均为非自重湿陷性场地, 由于杆塔主要承受水平荷载及上拔力, 根据《湿陷性黄土地区建筑规范》 (GB50025-2004) 第5.7.1条第4款, 建议位于湿陷性黄土层较厚场地的杆塔采用桩基础, 桩端须穿透湿陷性黄土层, 在自重湿陷性黄土场地桩端应支撑在可靠的岩 (或土) 层中, 在非自重湿陷性黄土场地, 桩端应支撑在压缩性较低的非湿陷性黄土层中。方案2黄土产生湿陷性的主要原因是由于黄土在饱和状态下, 基础底面压力超过黄土湿陷起始压力所致, 又根据气象资料, 岢岚县内年均降雨量在138mm~249mm之间, 降雨量较少, 根据勘探揭露地下水位埋深大于20m, 故可控制雨水入渗, 使基底之下黄土始终处于非饱和状态, 这样就可以把具有湿陷性的黄土按普通的粘性土考虑, 采用天然地基而不考虑其湿陷性, 采取防止雨水入渗主要采取以下措施:a.杆塔塔位选择尽量选择在丘陵顶部, 避免选择在洼地, 这样有利于雨水疏散, 避免在塔位处汇集雨水。b.在塔位迎水坡设置排水渠, 将上坡流下的雨水从杆塔两侧引向下坡, 从而避免了雨水对塔位处黄土的冲刷。c.在塔位处移植一种山西省特有的荆棘树, 该树种抗旱性、固土性较好, 成活率较高, 成本较低, 利用其比较强的吸水性及固土性, 降低雨水对塔位处黄土的影响。

注:自重湿陷量从天然地面算起, 湿陷量从地面下1.5m算起 (因基底标高不确定) 。

从经济性及安全性及结合当地的工程经验, 设计最终采用方案2进行地基基础设计, 即不考虑黄土的湿陷性, 按天然地基进行设计。

6 结论

现在位于湿陷性黄土场地工程项目的地基基础设计大部分都是根据土工试验成果, 判别黄土的湿陷性, 及黄土的湿陷等级, 按照《湿陷性黄土地区建筑规范》 (GB50025-2004) 上建议的基础设计方法进行基础设计, 这种设计方法在一般的湿陷性场地取得了较好的效果, 但对于地下水埋藏较深, 年降雨量较小的场地, 采用此种方法设计为保证其安全性, 会产生较高地基基础施工费用, 本文针对这种特殊场地提出从控制雨水入渗来避免黄土湿陷性的产生, 按普通场地不考虑黄土的湿陷性进行地基基础设计, 设计及施工费用明显低于考虑湿陷性的设计方法, 保证安全性的同时, 降低其设计及施工费用。

参考文献

[1]谢定义.试论我国黄土力学研究中的若干新趋向[J].岩土工程学报, 2001, 23 (1) :1-13.

[2]杨运来.黄土湿陷机理的研究[J].中国科学 (B辑) , 1988 (7) :754-766.

[3]高国瑞.我国黄土实现性质的形成研究[J].南京建筑工程学院学报, 1994, 2:1-8.

[4]湿陷性黄土地区建筑规范[M].北京:中国建筑工业出版社.

[5]工程地质手册[M].北京:中国建筑工业出版社.

[6]地基与基础[M].北京:中国建筑工业出版社.

杆塔基础 篇7

关键词:输电线路,杆塔基础,设计要点

在110k V的输电线路的巨大工程中, 输电线路的杆塔基础的设计是整个工程的重点, 杆塔的基础设计稳定, 就可以确保整个输电线路在运行过程中的稳定。但是一旦杆塔设计出现问题, 便会容易引起安全事故的发生, 并且修复起来难度大, 需要耗得时间长, 更会造成巨大的经济损失。所以, 我们需要了解最基层的设计要点, 稳固最基层的设计方案, 从基本上解决问题, 这也是我国当前输电线路工程中的需要关注的重点问题。

一、施工前的准备

1. 图纸设计

110k V输电线路工程的工作前, 我们必须先进行图纸工程的设计, 然后经过层层审核, 最终运用到实际的施工中。在进行图纸的设计过程中, 设计者必须要与工作人员和监管者共同完成图纸的设计工作, 目的是在于让施工者详细了解设计的重要目标, 然后施工者才能在施工过程中注意到小的细节, 才能更深层次的提高施工的质量, 保证施工过程中的技能的完美, 设计者与施工人员在讨论的过程中, 可以发现并提出存在的问题, 共同商讨完成输电线路的工程。

2. 原料准备

原材料中的水泥材料是很重要的基础材料, 所以对于水泥的质量检测尤其重要, 首先是混凝土的检测, 必须要经过重重的筛选检测才能投入使用, 其中的砂的含泥量不能超过百分之五, 还有就是选择的钢筋, 钢筋的质量, 规格都必须严格按照规定进行筛选, 进行的材质检验, 必须有出厂证明的报告, 并且钢筋表面要求光滑, 无明显的裂纹和疤痕等缺点。最重要的还有焊条的检查, 焊条必须符合要求的型号, 并且提供合格的出厂证明。

3. 尺寸大小

在进行110k V的输线电路的工程中, 需要对整体基础的立柱进行尺寸大小的控制, 在工作的过程中, 工程中的尺寸大小是最主要的关键因素, 如果尺寸大小发生偏差, 基础没有建立成功, 那整个工程就不会获得成功建设。

二、杆塔设计

在设计杆塔的过程中, 我们首先要注意的就是要做定位模板曲线, 定位模板曲线是指根据一定的气象条件, 然后描绘成的曲线, 定位模板曲线是指根据具体的气象条件下的比例, 判断具体的天气状况, 然后利用临界温度法判断最大垂直弧下的具体的天气状况, 然后取得定为模板曲线, 进行具体的操作。然后选择具体塔位, 挑选杆的类型, 并详细研究与档之间的距离。我们在选择使用杆塔的过程中, 应该尽量选择经济型的杆塔的高度, 减少占用耕地和农田的占地面积。

三、重要注意点

1. 开挖基坑

我们在对输电线路工程中进行开挖基坑的时候, 最先要做的就是针对当地的施工条件, 天气状况, 气候条件做主要的调查和研究, 具体了解施工当地的煤气, 排给水和地下管线的具体的埋线位置, 然后在图纸上具体的全部标志出来, 以防发生安全事故, 要在施工前做好具体充分的保护措施。

2. 捆绑钢筋

我们在图纸设计的过程中, 要在图纸设计中确认钢筋的具体尺寸大小, 并且保证钢筋的表面光滑, 表面干净不破裂, 无铁锈, 严格禁止使用老的旧的钢筋。如果钢筋之间存在有焊接的接头, 我们可以将其错开位置捆绑起来, 并且保持捆绑之间的适当距离, 为了防止钢筋发生错位的情况, 我们可以在钢筋的四个角上利用垫子进行支撑。在施工过程中, 对钢筋进行焊接的时候, 我们应该严格按照规定的要求进行焊接, 一旦发生钢筋的错位焊接, 钢筋的不够直挺等情况, 便会对施工的质量造成很大的影响。

3. 制作模板

在输电线路施工选用模板的过程中, 可以选择木模板和钢模板, 木模板的厚度必须超过十八毫米, 在对模板进行缝合的过程中, 一定要缝合紧密, 严格禁止漏浆的情况出现。在正式安装模板之前, 我们应该对模板进行严格的检查, 检验合格的模板才能够真正的开始使用。对于阶梯式的底板, 我们可以选择土壁替代模板的使用, 但是我们需要对土壁进行整修, 仔细地检查土壁, 在确保安全的情况下进行支模。模板的使用和钢筋的安装在施工的过程中是交替进行的, 在正式的实际操作之前, 我们应该根据具体设计的图纸情况, 严格地检查钢筋的规格和尺寸大小, 检查当地是否符合施工的具体要求, 在安装模板的具体操作中, 如果当地的土质状况比较硬, 我们就应该在模板的四周围利用方木进行支撑, 但是如果当地的土质比较松软, 除了要利用方木进行支撑外, 还需要进行加固角钢。在模板的安装结束完成后, 施工人员必须对施工过程中的每一个细节进行详细的检查, 保证输电线路的安全性。

4. 制作混凝土

在利用混凝土进行施工的过程中, 我们应该经常去检查施工的状况, 如果发现混凝土出现下沉和松动等情况, 应该及时的处理和调整, 否则就会出现模板的爆破等现象。在对混凝土进行搅拌的过程中, 应选择干净的水和混凝土进行搅拌, 并且按照严格的比例进行搅拌, 搅拌的时间应该三分钟以上才算合格。在对混凝土进行搅拌的过程中, 应该控制好振动器的时间, 如果振动太长时间, 则会导致混凝土出现分离的现象, 如果振动的时间不够, 又不能将混凝土搅拌充分。并且我们要注意在搅拌混凝土的过程中, 要保证振动器不能接触钢筋和模板, 混凝土进行搅拌充分后, 才可以对其进行下料, 进行下料的位置和速度必须都根据专业人员的具体安排。在混凝土施工完成后, 我们在十二小时内需要做好充分的保养, 在有强大的风的情况下, 或者是在高温的天气状况下, 保养的工作需要在施工完成后的三小时内完成。一般来说, 常用的保养方法有覆盖稻草等吸水性强的材料, 并且在固定的时间里进行浇水, 保证混凝土的湿度。

四、结束语

对110k V输电线路塔杆的要点分析对于整个工程的分析研究具有重要的意义, 为了保证整个施工工程的质量, 施工人员必须从基础情况着手, 严格掌控整个施工过程的详细细节, 促进我国电力产业的发展。

参考文献

[1]李明贵, 鲁铁成.高压架空输电线路雷击过电压的仿真计算与分析研究之一:输电线路雷电过电压仿真计算模型的建立[J].广西电力, 2005, (4) :7-10.

[2]李明贵, 鲁铁成.高压架空输电线路雷击过电压的仿真计算与分析研究之二:输电线路耐雷水平与雷击跳闸率的仿真计算与分析[J].广西电力, 2005, (5) :4-6, 11.

杆塔基础 篇8

关键词:送电线路,杆塔基础,施工技术,施工要求

1 引言

随着我国经济的不断发展, 对电的需求量也越来越大, 送电线路工程作为国民用电的基础设施在人们生产生活中越来越重要, 同时由于输电量的增加, 一些高压架空线的横截面也越来越大, 所以对送电线路工程杆塔基础的质量也要求越来越高, 杆塔基础的重要性在整个施工工期的份额也可以看出来, 一般杆塔基础的施工在整个送电线路工程中要占一半的工期, 可见其重要性, 因此保证杆塔基础的施工质量是至关重要的。

2 几种常见的送电线路工程塔基础

2.1 岩石杆塔基础

对于岩石杆塔基础, 是将所需要的基坑直接挖在岩石地基当中, 然后将钢筋骨架放入基坑当中, 直接在基坑浇注的塔杆基础, 该杆塔基础的优点是可以借助岩石自身所具有的强度, 并结合水泥砂浆和岩石之间的粘合力, 来达到牢固的作用, 以确保稳定和坚实的塔式结构。

2.2 灌注桩杆塔基础

对于灌注桩杆塔基础, 其原理是利用杆柱与周围土层的摩擦力和来自柱端的承载力, 从而实现来自塔基础的上拔力和下压力的承载。灌注桩杆塔基础的优点是可以在一些地质比较复杂的塔位。

2.3 掏挖式杆塔基础

对于掏挖式杆塔基础, 是在基坑成型的情况下, 尽量控制挖掘深度, 避免开挖后大面积回填土壤。可以有效地使用项目靠近的原状土, 减少开挖量, 以确保抗拉力和抗倒塌能力, 已广泛应用于国内电力输电线路工程的建设当中。

2.4 联合杆塔基础

对于联合杆塔基础, 是一个底板将塔杆的四个基础墩连接在一起, 这样做的优点是可以使杆塔基础的底面积增加, 从而减小了地基的压力, 联合杆塔基础以其整体性好, 填埋较浅等优点被广泛用于软弱地基塔位的建设当中。

3 送电线路工程杆塔基础施工

3.1 土石方施工技术要求

在进行开挖之前首先要做到的是熟悉相应的图纸, 从而做到对整个线路工程的了解, 其次要对基础的形式个尺寸要比较熟悉, 这样可以在开挖时, 能够对基础是否与土壤的特性相符合做到及时的检查。对杆塔的基坑开挖时, 所允许的误差为+100mm到50mm, 但坑底必须要求平整, 当偏差在+100mm以上时, 可对其可进行铺石灌浆处理, 或者是采用填土或者沙石夯实处理, 当坑深超过规定值的300mm以上时, 必须采用铺石灌浆进行处理。在确定基坑的深度时, 要根据具体的施工基面作为基准进行设计, 而对于拉线的基坑深度, 可以以拉线基础的地面标高作为参考。

3.2 模板、钢筋、地脚螺丝安装

⑴通常使用2.3到2.5毫米的钢模板, 应确保模板接缝的严密以及表面应是平坦的, 对于四角交缝的焊接, 应保证交缝的垂直, 应加一层废机油加柴油作为隔离剂涂在混凝土与模板接触的表面。应设置一定的保护距离在钢筋和模板中间。对于对角线或井字水平桩, 要用线锤做校准, 使模的中心能够正对线锤的中心, 在对底盘进行支撑, 做到支撑间的距离保持在一米左右, 从而在浇注时能够做到很好的防止走动。需要对角线重合, 底部模具表面水平模板总体尺寸满足设计要求, 并在主箱操作运行平铺后施工的四个腿的标高要标记。不低于设计模板的安装尺寸不大于设计尺寸的5厘米, 不能出现模板移位或者漏浆的情况发生。⑵在安装钢筋时要确保钢筋表面的清洁, 避免有铁锈和油垢等杂物的存在, 所选的钢号必须符合设计图纸的要求, 在进行钢筋交叉点的连接时, 要保证扎结牢固, 箍筋的末端要求在基础的内部, 其箍筋弯钩送合处应位于柱角主筋处, 且沿主筋方向交错布置。为了防止主筋扦入泥内, 下面应垫石块, 或将主筋吊在模板上。⑶在安装地脚螺丝时可以使用5×10cm方木或用槽钢来做成螺丝板, 所选的螺丝型号必须符合设计图纸的要求, 在发现不符合标准时要及时做好调整, 在确保模板组装后的位置和四角是正交的以及模板位置正确以后在进行地脚螺丝的安装, 在固定螺丝时可以先固定一个腿的螺丝, 测量本腿螺丝间距离, 根据这个尺寸进行其他螺丝固定。

3.3 混凝土的浇制

⑴在选择水泥以及砂石时, 要符合要求, 对于水泥的选择要符合设计要求的水泥标号, 还要确保水泥没有超过有效期, 以避免水泥受潮、结块等, 在对同一个腿进行浇筑时不能使用两种或者以上的水泥进行使用, 以免发生不粘合的现象发生。

⑵在进行浇注前要按照图纸的要求对模板和钢筋的尺寸进行检查, 在浇注时要保证不发生模板漏浆, 当发生模板变形或者弯曲时, 要马上停止浇注, 待将模板找正后在进行浇注, 浇注要从基底的模一边或者是两边向四周蔓延式浇注, 根据捣固人员的位置进行浇注, 在向下倒混凝土时避免混凝土撞到模板上, 造成砂石的分离, 捣固要做到分层捣固, 这样才能保证混凝土之间的紧密结合, 从而保证混凝土的牢固。

参考文献

[1]张少雄.输电线路杆塔基础施工方案优化的探讨[J].武汉船舶职业技术学院学报.2009 (03) .

[2]俞祁浩, 刘厚健, 钱进, 范崇宾, 李党民, 许新刚.青藏直流联网工程±500k V输电线路的工程问题分析[J].工程地球物理学报.2009 (06) .

杆塔基础 篇9

全掏挖基础避免了大开挖后再填土, 不扰动原状土的天然结构强度, 基础承受上拔荷载时, 原状土的强度可以得到充分发挥, 抗拔承载力较大。另外, 这种基础型式对地表植被的破坏较小, 有较好的经济和环境效益[1]。根据以往500kV线路工程的统计, 由于各线路地质条件不同, 采用全掏挖基础比阶梯式基础节约钢材和混凝土分别在3%~7%和8%~20%之间[2]。

全掏挖基础示意图见图1。

理论上讲, 《架空送电线路基础设计技术规定》 (DL/T5219-2005) [3]中的剪切法对应于地基土的剪切破坏模式, 而土重法对应于地基土为回填土时的破坏模式。对于掏挖基础, 一般认为采用剪切法较为合适[4], 但在黄土中采用哪种模式计算较为合理, 二者又相差多少, 是工程设计中关心的问题。

本文以晋东南—南阳—荆州1000kV特高压交流输电线路工程河南段为例, 对比了规范给出的2种极限抗拔力计算方法, 并与有限元计算结果作了对比。分析了这3种方法计算结果的大小关系、极限抗拔力作用下土体塑性点的分布及地基土的位移情况, 为计算方法的选用提供依据。

1 塔基黄土工程性状

根据《湿陷性黄土地区建筑规范》 (GB50025-2004) [5], 河南段属于湿陷性黄土工程地质分区的Ⅴ区, 该区黄土层厚度一般为10~14m, 湿陷性黄土层厚度一般为5~10m, 低阶地湿陷系数δs平均值为0.030。地面标高一般在150~225m之间。

地层为马兰黄土, 浅黄、褐黄色, 稍湿—湿, 土质较均匀, 含虫孔, 含少量白色钙质条纹, 含少量钙质结核。在勘测期间地下水位埋深大于16m。

马兰黄土主要物理力学性质指标见表1和表2。

2 解析法

2.1 土重法

土重法计算基础极限抗拔力Tw采用《架空送电线路基础设计技术规定》 (DL/T5219-2005) [3]中的通用计算公式 (6.3.1-1) 。计算中不考虑水平力的影响, 水平力影响系数γE取1.0;不考虑相邻基础的影响, 相邻基础影响微体积Δvt取0。具体计算公式见文献[3]。

土重法上拔临界深度hc取2.5倍基础扩大端直径D

2.2 剪切法

剪切法计算基础极限抗拔力Ts采用《架空送电线路基础设计技术规定》 (DL/T5219-2005) [3]中的通用计算公式 (6.2.1) 。具体计算公式见文献[3]。考虑到基底扩展角对极限抗拔的影响, 文献[3]中Ts计算式的右侧乘以0.8的影响系数。与土重法相同, 剪切法同样不考虑水平力和相邻基础的影响。

3 有限元计算模型

黄土采用摩尔—库仑弹塑性模型。在摩尔—库仑模型中, 若采用相关流动法则求取塑性应变速率, 将会夸大剪胀作用, 所以除了屈服函数外, 还引入了三个塑性势函数:

g1=12|σ2-σ3|+12 (σ2+σ3) sinψ (1) g2=12|σ3-σ1|+12 (σ3+σ1) sinψ (2) [LL]g3=12|σ1-σ2|+12 (σ1+σ2) sinψ (3)

式中, ψ为剪胀角, 当内摩擦角φ大于30°时, ψ=φ-30°, 当内摩擦角φ小于30°时, ψ取0。

对于两个塑性势函数交接处尖角的处理, 采用Koiter, Van Langen等提出的急转跳跃算法[6,7]。

计算模型采用6结点轴对称模型。在边界的选定上, 为了不影响基坑的变形和稳定性, 又能保证一定的计算精度, 通过试算确定模型右侧边界取4倍扩大端半径, 基底以下深度取2倍扩大端半径。计算模型见图2。边界左右两侧设水平位移约束, 底部设水平和垂直位移约束。模型共剖分634个单元, 1337个结点, 1902个应力点。模型单元剖分见图3。

由于全掏挖的前题条件是地下水埋深较大, 所以计算时不考虑地下水的作用。

4 计算结果分析

4.1 数值大小对比

根据土工试验结果, 结合当地经验, 本文计算选取3组计算参数。3组参数所代表的土体强度逐渐增高, 3组计算参数见表3。

典型全掏挖基础上部直柱直径d为1700mm, 扩大端直径D为5600mm, 直柱长度L1为2900mm, 扩大段长度L2为1900mm, 扩大端高度L3为100mm (参见图1) 。

在有限元计算中, 逐渐增大桩顶上拔力, 计算对应于不同桩顶上拔力的桩顶位移, 绘制上拔力T与桩顶上拔量S的关系曲线 (图4) 。图4中同时标出了对应于不同参数下, 由土重法和剪切法计算出的极限上拔力Tw和Ts。有限元法计算出的极限上拔力Tu对应于T-S曲线曲率最大处。

3组参数2种解析法计算的极限上拔力Tw和Ts, 以及有限元计算的极限上拔力Tu见表4。

从图4看出, 剪切法计算出的基础极限抗拔力Ts和土重法计算出的基础极限抗拔力Tw均在T-S曲线的直线段, Tw小于Ts, Tw为Ts的75%~81%。土重法计算出的极限抗拔力Tw为有限元计算出的极限抗拔力Tu的61%~66%, 剪切法计算出的极限抗拔力Ts为有限元计算出的极限抗拔力Tu的81%~84%。Tw与Ts所对应的土体状态仍处于线弹性状态。

4.2 塑性点及位移分析

第2组参数解析法计算出的极限荷载Tw和Ts对应的塑性点及张应力点分布见图5。从图5 (a) 看出, 在荷载Tw作用下, 只有在桩底扩大端脚趾上部有少量的塑性点, 在基础底面、基础主柱侧面和地表面附近存在张应力点, 塑性点和张应力点在基础附近的土体中没有连成一片, 土体在宏观变形特性上仍处于弹性阶段。

从图5 (b) 看出, 与Ts对应的塑性点面积大于Tw对应的塑性点面积, 张应力点分布面积也有所扩大, 但塑性点和张应力点仍没有在基础扩大端顶面连成一片, 土体仍处于弹性状态。

第2组参数解析法计算出的极限荷载Ts和Tw对应的位移等值线见图6。从图6看出, 荷载Ts和Tw对应的位移等值线分布相似。但Ts对应的桩周土位移比Tw对应的桩周土位移稍大。

综合分析, 土重法与剪切法计算出的极限荷载对应的土体状态均处于弹性状态, 而剪切法与有限元计算出的极限荷载相近。所以, 对于人工全掏挖基础, 采用剪切法来验算基础抗拔稳定性更接近实际。

5 结论

(1) 土重法计算出的基础极限抗拔力Tw为剪切法计算出的基础极限抗拔力Ts的75%~81%。

(2) 土重法计算出的极限抗拔力Tw为有限元计算出的极限抗拔力Tu的61%~66%, 剪切法计算出的极限抗拔力Ts为有限元计算出的极限抗拔力Tu的81%~84%。

(3) 土重法计算出的基础极限抗拔力Tw和剪切法计算出的基础极限抗拔力Ts作用下, 土体仍处于弹性阶段。

(4) 对于人工全掏挖基础, 采用剪切法来验算基础抗拔稳定性更接近实际。

摘要:全掏挖基础是人工在地基中直接掏挖出基础形状, 插入钢筋笼, 灌入混凝土形成基础的一种施工方法。采用规范中给出的土重法和剪切法, 计算了输电线路杆塔基础的抗拔承载力, 并与有限元计算结果做了对比, 分析了土重法和剪切法计算的极限抗拔力对应的基础周围土体状态。土重法和剪切法计算的极限抗拔力均小于有限元计算的极限抗拔力, 3种方法极限抗拔力土体均处于弹性状态。剪切法计算结果大于土重法, 且有相应的安全度, 基础设计中可以采用剪切法。

关键词:输电线路,抗拔分析,杆塔基础,全掏挖,黄土

参考文献

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