架空输电线路基础选型
架空输电线路铁塔结构与基础设计分析

架空输电线路铁塔结构与基础设计分析1. 引言1.1 研究背景架空输电线路是电力系统中常见的一种输电方式,其依靠铁塔作为承载结构,将输电线路悬挂在空中进行电力传输。
传统的架空输电线路铁塔结构设计主要侧重于结构的承载能力和稳定性,但随着电力系统的发展和技术的进步,越来越多的新型输电线路提出了对铁塔结构设计的更高要求。
在这种背景下,本文旨在对架空输电线路铁塔的结构设计进行深入分析,探讨目前常见的设计方法和存在的问题。
通过对铁塔的结构特点和设计原理进行研究,可以为设计者提供更科学、合理的设计方案,提高铁塔的稳定性和安全性。
本研究还将对架空输电线路铁塔基础的设计进行分析,探讨不同地质条件下的基础设计方法和优化方案。
通过对基础设计的深入研究,可以提高铁塔在不同地质条件下的承载能力,降低基础施工成本,确保输电线路的稳定运行。
本研究具有一定的理论和实际意义,对于提高架空输电线路的设计水平和运行安全性具有重要的参考价值。
1.2 研究目的本文研究的目的是对架空输电线路铁塔结构与基础设计进行分析,探讨其在实际应用中的优缺点和存在的问题。
通过深入研究,旨在为改进输电线路铁塔的设计提供参考和指导,提高其安全性、稳定性和可靠性。
通过对铁塔结构与基础设计的分析,可以为工程师提供更科学、更合理的设计方案,降低工程施工和运行维护的风险与成本。
本研究还旨在促进输电线路铁塔设计领域的发展与创新,推动相关技术的进步和提高。
通过对架空输电线路铁塔结构与基础设计的深入研究,有助于提高我国的输电线路建设水平,推动电力行业的可持续发展。
1.3 研究意义架空输电线路铁塔是电力系统中必不可少的组成部分,其结构设计和基础设计对输电线路的安全运行和稳定性有着重要影响。
本文旨在通过对架空输电线路铁塔结构与基础设计的分析,探讨如何提高其设计的科学性和可靠性,保障电力系统的正常运行。
研究的意义主要包括以下几个方面:架空输电线路铁塔的结构设计和基础设计直接关系到电力系统的安全性和稳定性。
架空输电线路杆塔基础的几种形式图文【最新版】

架空输电线路杆塔基础的几种形式图文输电线路杆塔的地面以下部分的总体统称为杆塔基础。
它的作用是用来稳定输电线路的杆塔,防止杆塔因为承受导地线、风、覆冰、断线张力等垂直荷载、水平荷载和其他外力作用而产生的上拔、下压或倾覆。
基础形式可分为以下几种:1.岩石嵌固基础岩石嵌固基础适用于覆盖层较浅或无覆盖层的强风化岩石地基,其特点是底板不配筋,基坑全部掏挖。
上拔稳定,具有较强的抗拔承载能力。
需要时,可将主柱的坡度设置与塔腿主材坡度相同,以减小偏心弯矩,还可省去地脚螺栓。
由于该基型充分利用了岩石本身的抗剪强度,混凝土和钢筋的用量都较小,同时减少了基坑土石方量,浇制混凝土不需要模板,施工费用较低。
岩石嵌固基础分利用了岩石本身的抗剪强度,混凝土和钢筋的用量都较小,同时减少了基坑土石方量,浇制混凝土不需要模板,施工费用较低。
但对勘测深度要求较高,要求逐基鉴定岩石的稳定性、覆盖层厚度、岩石的坚固及风化程度情况,准确落实相关设计参数。
2.岩石锚杆基础岩石锚桩基础适用于中等风化以上的整体性好的硬质岩。
该基础型式是在岩石中直接钻孔、插入锚杆,然后灌浆,使锚杆与岩石紧密粘结,借岩石本身、岩石与砂浆间和锚筋的粘结力来抵抗上部杆塔结构传来的外力, 以保证对杆塔结构的锚固稳定,从而大大降低了基础混凝土和钢材量。
岩石锚桩基础一般宜用于未风化、微风化和中等风化程度的岩石地基, 但随着现在实验和实践经验的积累, 强风化岩石地区亦可做岩石基础。
岩石锚桩基础常用型式有直锚式、斜锚式、承台式、嵌固式、半嵌固式5种类型, 应用较为成功。
直锚式岩石锚桩基础具有工艺简便、灵活性高、适用性强、造价低等优势, 适用于基础作用力较小的直线塔;斜锚式岩石锚桩基础使用于基础作用力较小的直线水泥杆或直线拉线塔等塔型; 而承台式岩石锚桩基础和嵌固式、半嵌固式岩石锚桩基础使用于基础作用力较大的耐张塔等塔型。
3.掏挖基础掏挖基型分全掏挖和半掏挖两种,适用无地下水的硬塑粘性土地基。
杭来湾煤矿采空区35 kV架空输电线路基础设计

文章编号:1009 6825(2020)10 0082 02杭来湾煤矿采空区35kV架空输电线路基础设计收稿日期:2020 03 04 作者简介:吕 振(1984 ),男,硕士,工程师吕 振 李小利(中煤西安设计工程有限责任公司,陕西西安 710054)摘 要:杭来湾煤矿输电线路基础设计首次采用独立基础+槽型筏板,中间采用HDPE材料分隔,预埋钢管和槽型筏板内填充粗砂。
这种基础型式对较小的不均匀沉降有一定自我调节能力;当沉降量较大时,铁塔可能发生整体倾斜,槽筏可作为支撑结构,采用千斤顶对独基进行复位,结合管理维护措施有效降低采空区对输电线路的影响,保证基础安全稳定。
关键词:煤矿采空区,输电线路基础,管理维护中图分类号:TM726文献标识码:A 我国幅员辽阔,矿产资源丰富,已探明的矿产有159种,矿山10万多处,其中煤炭储量为1145亿t。
如此丰富的资源背景下,矿区开采后地面的沉陷问题则备受关注。
受煤矿采空区地表沉降的影响,输电线路基础往往发生沉降、水平位移、倾斜、不均匀沉降等破坏,使铁塔的根开和各塔腿高差发生变化,塔体结构产生较大的附加应力,直接威胁铁塔安全和线路的稳定运行[1]。
目前国内对煤矿采空区架空输电线路基础的设计、施工及运行维护有一定的研究[1 10]。
采空区输电线路基础型式应用最广的有复合大板基础、联合式基础、大板基础+垫板。
复合大板基础不会由于独基的不均匀沉降造成铁塔破坏,但基础根开可能发生变化。
联合基础的整体性较好,铁塔会随地基不均匀沉降整体倾斜,只能纠偏扶正,基础不易复位,但基础根开不发生变化。
大板基础+垫板对地基沉降有一定的自我调节能力,大板不随着地基的不均匀沉降发生倾斜,垫板作为千斤顶的支撑结构,对基础进行复位,且具备前两种基础的优点。
前两种基础型式都会使铁塔发生倾斜,对铁塔运行造成了一些安全隐患,第三种基础型式适用于采空区沉陷量较小的地区,基础复位有一定难度。
结合工程实例,设计出一种适用于煤矿采空区沉降量较大地区的基础,为采空区架空输电线路基础的设计提供参考。
25.高压架空输电线路中导线的选型

架空输电线路中导线的选型1、导线的选型原则送电线路的导线和地线长期在旷野、山区或湖海边缘运行,需要经常耐受风、冰等外荷载的作用,气温的剧烈变化以及化学气体等的侵袭,同时受国家资源和线路造价等因素的限制。
因此,在设计中特别是大跨越地段,对电线的材质、结构等必须慎重选取。
选定电线的材质、结构一般应考虑以下原则:⑴导线材料应具有较高的导电率。
但考虑国家资源情况,一般不应采用铜线。
⑵导线和地线应具有较高的机械强度和耐振性能。
⑶导线和地线应具有一定的耐化学腐蚀,抗氧化能力。
⑷选择电线材质和结构时,除满足传输容量外还应保证线路的造价经济和技术合理。
2、导线截面的选择架空送电线路导线截面一般按经济电流密度来选择,并应根据事故情况下的发热条件、电压损耗、机械强度和电晕进行校验。
必要时,通过技术经济比较确定;但对110KV及以下线路,电晕往往不成为选择导线截面的决定因素。
大跨越的导线截面宜按允许载流量选择,并应通过技术经济比较确定。
1)按经济电流密度选择导线截面按经济电流密度选择导线截面所用的输送容量,应考虑线路投入运行后5~10年电力系统的发展规划,在计算中必须采用正常进行方式下经常重复出现的最大负荷。
但在系统还不明确的情况下,应注意勿使导线截面选的过小。
导线截面的计算公式为式中S——导线截面mm2P ——输送容量kwU e ——线路额度电压kvJ ——经济电流密度A/ mm 2cos φ—功率因素经济电流密度可以在《导体和电器选择设计技术规定DLT 5222-2005》选择经济电流密度中查取。
2)按电晕条件校验导线截面随着我国运行电压不断升高,导线、绝缘子及金具发生电晕和放电概率增加, 220KV 及以上电压线路的导线截面,电晕条件往往起主要作用。
导线产生电晕会带来两个不良后果:①增加了送电线路的电能损失;②对无线电通信和载波通信产生干扰。
关于电晕损失,若直接计算出送电线路的电晕损失,其优点是数量概念很清楚,缺点是计算繁琐。
dlt5219-2023架空输电线路基础设计规程 pdf

dlt5219-2023架空输电线路基础设计规程pdf1. 引言1.1 概述本文是关于dlt5219-2023架空输电线路基础设计规程的长文,旨在对该规程进行全面介绍和分析。
架空输电线路作为电力传输的重要组成部分,其基础设计至关重要。
而dlt5219-2023架空输电线路基础设计规程则是针对我国当前的电力发展需求及相关技术标准制定的一项指导性文件。
1.2 文章结构本文共分为五个主要部分,即引言、dlt5219-2023架空输电线路基础设计规程概述、架空输电线路基础设计规程的关键要点、实际案例分析及应用展望、结论与建议。
每个部分包含了若干小节,文章结构清晰明了,以便读者更好地理解和掌握相关内容。
1.3 目的本文的目的是通过对dlt5219-2023架空输电线路基础设计规程进行系统性解读和评析,进一步加深对该规程的理解和应用。
通过分析规程背景、内容概要和重要性,并探讨安全性考量、抗风荷载设计以及地质条件评估等关键要点,以及实际案例分析和应用展望,旨在为读者提供有关架空输电线路基础设计规程的全面指导和相关知识。
通过本文的撰写,我们希望能够进一步推动dlt5219-2023架空输电线路基础设计规程的应用与发展,提高我国架空输电线路基础设计水平,确保电力传输系统的稳定运行和安全可靠。
2. dlt5219-2023架空输电线路基础设计规程概述2.1 规程背景dlt5219-2023架空输电线路基础设计规程是针对架空输电线路的基础设计而制定的国家标准。
随着能源需求的不断增长,架空输电线路被广泛建设和应用于电力传输领域。
为保证架空输电线路在各种复杂环境下运行的安全性和可靠性,制定一套详细的基础设计规程显得尤为重要。
2.2 内容概要dlt5219-2023架空输电线路基础设计规程主要包含了以下内容:地质条件评估、抗风荷载设计、安全性考量等关键要点。
这些要点将在后续章节中详细介绍与分析。
2.3 重要性分析该规程的制定对于确保架空输电线路工程建设质量、提高抗灾能力、优化投资效益具有重要意义。
架空线路设计手册

架空线路设计手册一、前言架空线路是输电系统中常见的电力传输方式,采用杆塔或电力铁塔等支撑结构搭设,是将输电线缆悬挂在空中传送电力的一种方式。
本手册将介绍架空线路的设计原则、设备选型、施工安装等方面的内容,旨在帮助工程师系统地了解和应用架空线路的设计与建设知识。
二、架空线路设计原则1. 环境因素考虑:在选择架空线路的走线路径时,需要充分考虑周围的环境因素,如山地、林地、水域等,以确保线路的稳定性和安全性。
2. 荷载与可靠性:设计过程中需要合理计算各种荷载,包括风荷载、冰荷载等,同时要根据输电线路的可靠性要求确定合适的安全系数。
3. 导线选型:在选择导线时,需考虑输电线路的电压等级、跨越距离、导线张力等因素,以及对于输电线路的输电容量需求等。
4. 支持结构设计:支撑架空线路的杆塔或电力铁塔的设计需要满足承载能力、抗倾覆能力等要求,同时还要考虑绝缘子串及地线的设置等因素。
5. 接地设计:架空线路的接地设计是保障线路安全的重要一环,需满足接地电阻值、接地网布置等要求。
三、设备选型1. 导线:根据不同的电压等级和输电容量需求,可选择不同类型的导线,如裸导线、绝缘导线、绝缘耐张导线等。
2. 杆塔或电力铁塔:需要根据输电线路的地理环境、线路走向、荷载情况等因素,选择合适的杆塔或电力铁塔。
3. 绝缘子:绝缘子的选型需考虑工作电压、气候条件、污秽程度等因素,以确保绝缘子的可靠性和安全性。
4. 接地设备:接地设备选型需满足设计要求,包括接地线、接地网等。
四、施工安装1. 基础施工:杆塔或电力铁塔的基础施工需符合设计要求,确保承载能力和稳定性。
2. 架设导线:在架设导线时,需注意张力的调整、绝缘子的安装、接地设备的布置等,确保线路的安全可靠。
3. 绝缘处理:对线路的绝缘处理需认真执行,确保绝缘子和绝缘导线等设备的正常运行。
4. 接地系统:接地系统的施工需符合设计要求,包括接地线的埋设深度、接地网的布置等。
五、运行维护1. 定期巡检:定期进行对架空线路的巡检,发现问题及时处理,确保线路的正常运行。
架空输电线路铁塔结构与基础设计要点

架空输电线路铁塔结构与基础设计要点摘要:现代社会经济发展水平的不断提高使得各个行业、领域对电能的需求量持续增加,用电负荷也不断提升,架空输电线路在运行中所对应的输送容量以及导线截面持续增大。
与此同时,城市地区架空输电线路还面临着线路走廊越来越窄,交叉跨越现象越来越多,跨越高度越来越大的问题。
在这一背景下,对架空输电线路铁塔结构与基础的设计显得尤为重要。
关键词:架空输电线路;铁塔结构;基础设计;窄基铁塔目前,架空输电线路一直都在电力供应系统中发挥着越来越重要的作用。
从中国经济发展的情况来看,企业正对电力供应方面提出更高的要求。
在针对架空输电线路进行设计的过程中,一方面要能够保证整个铁塔的安全和稳定,另外一方面还需要保证铁塔投入过程中产生的经济效益。
但是目前这国架空输电线路在设计的过程中还存在着诸多问题,进而也会导致各种类型事故的发生。
因此尤其需要结合目前架空输电线路建设的实际情况找出目前输电线路设计中的不合理之处,以便能够更好地提高整个架空输电线路的安全性和稳定性。
1输电线路铁塔的基本介绍在对架空输电线路铁塔结构与基础设计的时候,不仅要考虑到铁塔的稳定性而且要保证铁塔的安全。
如果架空输电线路铁塔结构与基础设计不合理,那么这个架空输电线路铁塔的建设就是失败的,不仅影响以后电力的正常运行而且会发生输电线路的事故。
不断的提高架空输电线路铁塔结构与基础设计水平,从而有效地保障输电线路的运行安全。
输电线路铁塔就是常说的电力铁塔,整个铁塔结构主要由塔头塔身、塔腿三大部分组成。
根据用途的不同输电线路铁塔的彤状也是千变万化的,例如按用途分有:耐张塔、直线塔、转角塔、换位塔、终端塔和跨越塔等,按其形状一般分为酒杯型、猫头型、上字型、干字型和桶型五种。
输电线路铁塔塔架是由几片平面结构构成。
为了将各片平面桁架组合起来成为一个几何不变的塔架结构,则需要设置横隔。
横隔应设置在各横截面处,横隔面是塔身平均宽度的2.0-25倍。
输电线路的基础形式

输电线路的基础种类是多少呢?经过查找资料统计应该有12种;一、基础型式1、复合式沉井基础2、联合式基础3、灌注桩基础4、斜插式基础5、大板式基础6、阶梯式基础7、岩石锚杆式8、掏挖式基础9、岩石嵌固式基础10、金属基础11、装配式基础12、底拉盘基础二、基础的作用(只叙阜阳地区常用的基础)1、混凝土阶梯式基础这种基础是传统的基础型式,适用各类地质,各种塔型,特点是大开挖,采用模板浇制。
成型后再回填土,利用土体与混凝土重量抗拔,基础底板刚性抗压,不配钢筋。
缺点:由于阶梯式基础混凝土量大,埋置较深,易塌方,在流砂地区难以达到设计深度,固经常出现设计变更。
2、大板式基础大板式基础的主要特点是;底板大,埋置浅,底板较薄,靠底板双向配筋,承担由铁塔上拔下压和水平力引起的弯矩和剪力。
优点是;易开挖成型,混凝土量能适当降低。
缺点是;钢筋用量大,占地面积大。
3、灌注桩基础对于地质条件为流塑型的,地基持力层较深且基础作用力较大的耐张塔或直线塔,使用钻孔灌注桩基础,它主要靠桩周与土的摩擦力和桩端承载力承担基础上拔力和下压力。
优点是;施工方便,安全可靠,占地少,适合城区用。
缺点是;施工费用较高,用人工施工时危险因素大,施工量越少费用越高。
杆塔是支承架空线路导线和架空地线,并使导线与导线之间,导线和架空地线之间,导线与杆塔之间,以及导线对大地和交叉跨越物之间有足够的安全距离。
常规杆塔型号表示方法:(1)按杆塔用途分类代号含义:(2)按杆塔外形或导线布置型式代号含义:(3)杆塔材料和结构代号含义:(4)分级代号含义同一种杆塔型式按荷重不同进行分级,其分级代号用角注1、2、3……表示。
(5)高度代号含义杆塔高度是指横担对地面的距离(m),称为呼称高,一般用数字表示。
(6)铁塔型号表示方法铁塔型号由字母及数字共六个部分组成:上例中表示,该塔为220kV直线酒杯型自立铁塔,第一级呼称高33m。
(7)钢筋混凝土杆型号表示方法钢筋混凝土电杆型号与铁塔型号的表示方法基本相同,通常不写出线路电压等级的代号。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
基础形式选择1 基础方案选择原则在基础方案选择时,遵循下面的原则:(1)基础设计必须在安全、可靠的前提下,坚持保护环境和节约资源的原则;(2)根据线路的地形、施工条件、岩土工程勘查资料,综合考虑基础型式和设计方案,使基础设计达到安全、经济合理的目的。
(3)充分发挥每种基础型式的特点,针对不同的地形、地质,选择不同的基础型式;(4)对不良地基,提出特殊的基础型式和处理措施。
2 基础方案选择要求根据我国目前特高压输电线路杆塔基础工程的设计和施工现状,并结合本工程地基及杆塔基础的工程特性,在基础方案选择应考虑以下几方面:(1)采取合理的结构型式,减小基础所受的水平力和弯矩,改善基础受力状态。
(2)充分利用原状土地基承载力高、变形小的良好力学性能,因地制宜采用原状土基础。
(3)注重环境保护和可持续发展战略。
(4)注重施工的可操作性和质量的可控制性。
2.1 基础方案的选择根据沿线地质和水文状况,按照安全可靠、技术先进、经济适用、因地制宜的原则选定常采用的基础型式如下:掏挖式基础、斜柱柔性基础、扩展底柔板斜柱基础、直柱刚性基础、斜柱刚性基础、岩石基础、装配式金属基础,灌注桩等。
下文将结合本工程基础作用力大及复杂的地形地质条件,通过对基础型式的优化比较以及对以往工程的经验分析,初步确定适合本工程的基础形式。
目前,架空输电线路杆塔常用的基础型式大体可分为两大类:大开挖基础和原状土基础。
(1)大开挖基础主要包括现浇钢筋混凝土斜柱基础、阶梯式刚性基础、大板基础、装配式基础等,该类基础适用于线路一般地质情况较差的塔位,施工难度较小。
对于斜柱基础,其混凝土方量较小,施工容易;而对于阶梯式刚性基础、大板基础其混凝土方量较大,但埋深浅,施工相对简单。
对于平丘地区的塔基以及地下水水位较高地区,可采用大开挖基础。
(2)原状土基础主要包括掏挖基础(直掏挖、斜掏挖)、人工挖孔桩、岩石基础。
掏挖基础及岩石基础适用于地质情况较好(能成型开挖)、对环境要求高、基础负荷不太大的塔位,当基础埋深较深时,施工时往往需要护壁。
另外,掏挖桩基础也是近年来在工程中应用比较多的基础型式,掏挖桩基础适用于地质情况较好、边坡比较紧张的山地、陡坡或陡坎边,由于掏挖桩基础埋深较深,施工时需要护壁。
(3)其它类型基础根据工程特性和地基特点,输电线路杆塔基础还有一些其它的型式,如在大荷载、地基承载能力差的条件下采用的联合基础以及在施工难度大的流砂和软弱地层中采用的灌注桩基础、复合式沉井基础等。
基础型式选择,当有条件时应优先采用原状土(不含桩;根据沿线地质和水文状况,按照安全可靠、技术先进、;2.3.1掏挖基础;掏挖式基础施工时以土代模,直接将基础的钢筋骨架和;掏挖式基础又分为全掏挖基础和半掏挖基础;图2.3-1;全掏挖基础、半掏挖基础示意图;全掏挖基础、半掏挖基础优点:;(1)全掏挖基础、半掏挖基础可减小基础变形;(2)山区回填土(粘性土)来源基础型式选择,当有条件时应优先采用原状土(不含桩基础)基础,也可采用钢筋混凝土板式基础或混凝土台阶式基础;运输或浇制混凝土有困难的地区,可采用装配式基础;当地质条件较差时可采用桩基础。
根据沿线地质和水文状况,按照安全可靠、技术先进、保护环境、控制成本、因地制宜的原则选定常采用的基础型式如下:掏挖式基础、掏挖桩基础、斜柱柔性基础、扩展柔板斜柱基础、直柱刚性基础、斜柱刚性基础、岩石基础、灌注桩等。
适用于一般地段的基础类型比较多,有充分利用岩土力学性能掏挖类基础, 还有最普通的大开挖类基础。
2.1.1 掏挖基础掏挖式基础施工时以土代模,直接将基础的钢筋骨架和混凝土浇入掏挖成型的土胎内。
由于减少了对原状土的扰动,能充分发挥地基土的承载性能,所以可大幅度的节约基础材料和施工费用。
适用于地质条件便于掏挖成型的硬塑、可塑性粘土,并且在掏挖和混凝土浇注期间无水渗入基坑的地段。
掏挖式基础又分为全掏挖基础和半掏挖基础。
当基础作用力较大时必需采用较大的基础底板尺寸才能满足要求,全掏挖基础底板受掏挖量限制,增大基础底板就会导致主柱随之增加,这在埋深加大的高露头时尤为突出,半掏挖基础可以有效地解决这一问题,可以减小主柱的混凝土量,可见半掏挖基础适用于荷载较大的直线塔与转角塔,综合指标介于全掏挖基础和开挖式基础之间。
全掏挖基础、半掏挖基础优点:(1)全掏挖基础、半掏挖基础可减小基础变形;(2)山区回填土(粘性土)来源较困难、全掏挖基础不需回填土,半掏挖基础回填土较少。
山区基面边坡窄小时掏挖式基础每边可减小保护范围1~2m。
掏挖利于环保;(3)充分利用原状土,相同的基础尺寸可提高抗拔承载力1.2倍,减少挖填方40%~60%;(4)减少了对原地貌植被的破坏;(5)全掏挖基础地下部分尺寸,半掏挖基础掏挖部分尺寸不受模数的限制,材料利用率高;(6)全掏挖、半掏挖基础底板没有配钢筋,基础耗钢量小,施工方便;全掏挖基础、半掏挖基础的缺点:(1)对地质条件要求较高,地下水位要大于基础埋深,且土质密实,基坑能够掏挖成型,所以适用范围受限;(2)对塔型和基础作用力有较大限制。
目前施工时大多采用人工掏挖,故基础主柱的截面直径不能太小,一般最小为0.8m,以保证有足够的施工空间。
由于全掏挖基础底部的扩挖不宜过大(一般不超过0.8m),底板为刚性,底板宽度有所限制,对于较大基础作用力时只能增加主柱直径,势必造成混凝土用量加大,表2.3-1列出不同基础作用力(直线塔)下全掏挖基础和扩展板式斜柱基础的比较,可见全掏挖基础的适用基础上拔力范围是400kN~750kN的直线塔。
基础上拔力大于750kN的直线塔、转角塔可根据具体情况采用半掏挖基础;(3)由于掏挖式基础为直柱基础,在高低基础中露头不易过大;(4)掏挖式基础不能用于可能存在地表水侵蚀的塔位。
对位于线路山坡上、梁、峁上的杆塔和位于强风化基岩地区的杆塔,岩性为粘土或强风化基岩时,可考虑采用掏挖基础,结合高、低腿或基础加长、基础埋深等措施,该种基础能充分利用原状岩土的承载能力,开方量少,对环境破坏较小。
2.1.2 带翼板掏挖基础掏挖基础具有其它基础型式无法比拟的优势,但由于全部用人工掏挖,基础埋深受到一定的使用限制。
当铁塔位于具有一定坡度的山地时,为保证基础的稳定需要有一定的边坡保护范围,为减少平基土方量,需要将基础的主柱加高,在原地面直接开挖。
当基础主柱加高到一定程度时,横向作用力对基础的倾覆作用成为基础尺寸的主要控制因素,常规掏挖基础为了满足倾覆要求,往往增大基础埋深和直径,导致混凝土量大大增加,另外,基础埋深太大,在掏挖时还存在一定的施工难度及安全问题。
带翼板掏挖基础就是为了解决上述矛盾而设计的新的掏挖基础型式,其仍采用掏挖成形的施工方法,在充分利用原掏挖基础的各项优点的同时,在基础主柱两侧适当位置增加两块向外伸出的挡板,来充分利用侧面原状土抗力,抵消水平外力产生的倾覆力矩,从而减小了基础柱身的弯矩和基础底部的偏心应力,提高了基础的侧向稳定性和承载能力。
翼板的使用,一方面减小了基础埋深,另一方面也减少了基础混凝土用量,减小了弃土方量,且具有较好的经济效益和社会效益。
由表2.3-2的比较中可以看出,在露头较小的情况下该种基础的材料用量与全掏挖基础相当,经济性不明显。
在基础作用力较大、露头较高,倾覆作用显著时,可以显著节省混凝土用量,虽钢筋用量稍有增加,但综合考虑,仍具有较好的经济性。
该基础的缺点是,由于翼板的存在,对地形的要求比较高,所以使用时应仔细核对地形。
本工程中应根据现场具体情况,结合其它基础型式,对于基础作用力大的塔位应用这种基础型式。
图2.3-4我院在其它工程中掏挖桩基础的应用;掏挖基础的优势是显著的,但当铁塔塔腿位于具有一定;掏挖桩的计算方法为:;(1)下压计算;RuqlqA=+∑ψψsisiksippkp;式中;u ——桩的设计周长(m);;ψsi、ψp——大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数;;qsik——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值,对于;qpk——桩径为660mm的极限端阻力标准值;掏挖基础的优势是显著的,但当铁塔塔腿位于具有一定坡度且边坡比较紧张的山地或陡坎边时,为了保证基础的稳定,需要有一定的边坡保护范围,同时为了减少开挖土方量,需要将基础的主柱加高并且在原地面直接开挖。
当基础主柱计算露头加高到一定程度时,横向作用力对基础的倾覆作用成为基础尺寸的主要控制因素,常规掏挖基础为了满足倾覆要求,往往增大基础埋深和直径,掏挖桩基础就是为了解决上述矛盾而设计的新的掏挖基础型式,其仍采用掏挖成形的施工方法,在充分利用原掏挖基础的各项优点的同时,加大基础埋深,来充分利用侧向土压力,减小水平外力产生的倾覆力矩,从而减小了基础柱身的弯矩和基础底部的偏心应力,提高了基础的侧向稳定性和承载能力。
掏挖桩的计算方法为:(1)下压计算。
单桩的轴向下压力极限承载力的标准值按下式计算:RuqlqA=+∑ψψsisiksippkp式中u——桩的设计周长(m);7ψsi、ψp——大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数;qsik——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值,对于扩底桩变截面以下不计侧阻力;qpk——桩径为660mm的极限端阻力标准值;(2)上拔计算。
单桩轴向上拔极限承载力标准值按下式计算:Uqul=∑λkisikii;UK——基桩抗拔极限承载力标准值;ui——破坏表面周长,对于等直径桩取ud=πλi——抗拔系数。
(3)抗倾覆计算。
根据斜坡地面高露头挖孔桩的受力特点,可以将其受力特性按弹性桩计算,并引入线弹性地基反力法,即m法对其倾覆稳定性进行计算。
基本计算原则按下列假定:①将土视为弹性介质,其地基系数在设计地面为零,并随深度成正比增长;②不考虑桩端地基竖向抗力的作用和基础与土之间的凝聚力和摩阻力的作用;③在横向和竖向荷载作用下,任何深度处土的压缩性均用地基系数表示。
计算模型的确定:桩土体系相互作用因桩﹑土相对刚度不同而有不同的表现,根据桩身嵌固段土性和嵌固深度,确定掏挖桩桩底的支承条件为固定端。
计算简图如下:斜坡地面掏挖桩承受水平荷载作用时深度z处的水平抗力pz等于该点的地基水平抗力系数的比例系数与深度z和该点的水平位移y的乘积,因此有桩侧地基土反力分布模式为:pmzyz=桩身桩侧土稳定按下式进行计算:41.4σγφ≤+(ytgcycosφ??式中:)φcγ——桩侧土的有效容重,取计算深度至设计地面各土层的加权平均值;σy——桩侧土压应力我们按上述方法设计掏挖桩,进行上拔、下压和倾覆稳定验算,并与掏挖基础进行了经济比较。
表2.3-3中列出了在不同的基础作用力下掏挖桩与掏挖基础的比较,由上表可以看出,在基础露头比较小的时候,掏挖基础占有很大的优势,经济性和实用性较掏挖桩基础强,但在基础作用力逐渐增大,露头逐渐加高的情况下,掏挖基础的材料用料比同条件下掏挖桩大的多,这使得在这种情况下,掏挖桩的经济性和环保性更为突出。