输电线路铁塔基础设计研究

王华

(四川省电力设计院)

摘要:  铁塔基础能够把荷载传到地基中,若是地基出现问题,可能会对铁塔造成重大影响,甚至引发安全事故。文章通过对输电线路铁塔基础设计的原则、类型等进行分析,提出了一些优化策略,以期为广大研究者报供参考。

关键词:  输电线路;铁塔基础;基础设计;设计研究

引言

在输电线路铁塔基础的实际过程中,应当结合不同区域的水文地质状况,全方位考虑设计的影响因素,满足施工要求。在保证铁塔基础质量的情况下,还应充分考虑其经济成本。在设计和施工中,需要遵守相关规范和规定来进行,输电线路铁塔基础的质量才能够得到保障。

一、输电线路铁塔基础设计原则

(一)选型原则

对于铁塔基础施工来说,铁塔不同,在施工、占地和造价方面的要求与标准也就不一样。所以,在铁塔基础的选择形式方面,显得非常重要。假如是一个新建工程或者跨越位置,则需要采用角铁塔。尽管这种形式比较简单,但是对线路安全的重要性却是不言而喻的。假如施工中的回归线路出现得比较多,这种情况下,选择铁塔要求占地面积比较小,不然的话将使得杆顶产生变形的现象,使维修养护成本升高。『如果是线路老化工程进行更新,就需要将铁塔的高度增加,将水平距离适当地缩小。在设计过程中,不但需要考虑来自成本和安全方面的因素,还要充分考虑当时当地的环境因素。

(二)设计原则

对于铁塔基础来说,它在输电线路中地位非常重要。而对于它的选型而言,几乎能够决定施工建设的成败和效果。因为地域不同,地质也不相同,其基础形式的类型也就不同。一般情况下,在施工过程中,首先就需要进行浅埋,接着需要把地板基础的尺寸适当地增加。然后把基础自身的重量进一步提高,是铁塔更加稳固。而对于承力塔和直线塔来说,一般情况下采取的都是深埋的方式。

二、铁塔基础设计分析

(一)铁塔基础的类型

1、掏挖基础

这种类型的铁塔基础通常是指依靠土体本来具有的特性,不经过其他处理,是混凝土自然地成型。这种方式既在一定程度上节省了经济成本及施工设计时间,又因开挖土量小而变得更加简便。这种类型的铁塔基础,主要适用于没有地下水环境的黏性土及软岩。由于其开挖量比较少,有利于经济成本控制和环境的保护,能够当作常用的一种铁塔基础。

2、人工灌注基础

对于这种铁塔基础来说,它主要是依靠土体本身的作用,使得混凝土能够自然成型。但是从安全方面的因素出发,护壁的设计时非常必要和重要的。但这种方式在施工方面显得比较复杂。在人工操作的前提下,在一些基础作用力比较大的领域,或者是地形、地质的影响作用大的领域中,采用人工灌注基础就比较合理。然而,这种铁塔基础所需的费用通常比较高。

3、台阶基础

对于这种铁塔基础来说,它主要是依靠铁塔和土体自身的重量,实现抗拔和抗倾覆的目的。然而,这种基础形式需要开挖的土量很大,可能对周围的环境造成比较大的影响。尽管这种铁塔基础适合于各种岩石,并且在有地下水的条件下进行施工更加方便,但是所需的投资非常高,需要慎重考虑经济方面的因素。

4、直柱板基础

就这种铁塔基础而言,它需要依靠土体和铁塔自身的重量来满足抗拔与抗倾覆的要求,并通过地脚螺栓来同铁塔连接在一起。这种铁塔基础要求应用在没有地下水的区域,特别是那些在运输方面难度比较大的塔位。

5、斜柱插入基础

这种类型的铁塔基础同直柱板、台阶基础大致相同,都是要依靠土体和铁塔的自重来实现抗拔和抗倾覆。它的特点主要是,斜柱和塔体坡度近似,使得配筋降低,其经济性非常高。在具体的施工中,只要是在没有地下水的环境中,各种类型的岩石和图纸上面都可以采用斜柱插入基础。[3]同时,它所需的混凝土和钢筋都比较少,如果从经济投资的层面来看,可以首选斜柱插人基础。

(二)铁塔基础的电算分析

在目前的发展背景下,计算机科技已经在铁塔基础中得到了广泛的应用,并为其带来了便利。依靠计算机的帮助,能够将铁塔相关的力学特性计算出来,从而促进铁塔基础的施工和设计。通过软件的辅助作用,可以将铁塔的低级、倾覆稳定、下压等参数计算出来。并且能够将其承载力和相关要求考虑进去,使得设计方案得到进一步地优化。

(三)注意事项

在一些土质较为松软的区域,使用灌注桩设计的时候,应当结合当时当地的实际情形,适当地对钢筋保护层作加厚处理。并将混凝土的设计标号进行提升。同时,还应当使用直径比较小的群柱。在进行现场施工的时候,开挖和清理工作都需要及时进行,并要将她为中心柱保留下来。假如没有中心桩,就应当把它从设施里面引出来。针对那些不太稳固额山体,需要建设护坡,才能够是嵌入地基更加稳固。同时,还需要保留一些排水孔。

三、输电线路铁塔基础设计优化的策略

1、重视混凝土材料的配比

对于混凝土材料的配比来说,它在铁塔基础里面处于相当重要的位置。因此,要求在执行配比的时候,严格把控配比过程,按照相关要求来执行。需要注意的是,在混凝土材料里面,骨料和水泥浆是非常重要的材料,配比操作以前,要对骨料以及水泥的质量进行检测,确保起符合相关要求后,才能够执行配比操作。除此之外,对于配比中的各类材料,需要使用多少应当根据计算来确定。如此一来,材料的配比才更加科学和合理。[4]这样能够让混凝土在均运行方面更好并且经历这个过程后,混凝土强度也会变得更高。从而,尽可能地减少了混凝土裂缝情况的产生。

2、铁塔基础设计方法应尽可能做到科学合理

在输电线路里面,铁塔基础设计工程是极为系统的工程,而且也很复杂。因此,在设计铁塔基础中,还没有选择采取哪种方法来进行时，应当事先对实地情况进行考察,掌握具体情况是如何的,特别是当地的地质情况,以及特点都有哪些,是怎么样的。在了解了这些情况后,就能够更好地选择设计方法。从而,在实践和理论的共同指导下,让铁塔基础工程更加合理。鉴于各地地质状况的差异性,相关设计人员必须到实地展开调查研究。因为地方不同,地质状况也就不同,从而设计方法也会不同。这就使得在设计过程中,对设计的相关要求也会有差异。比方说在粘性土或者沙土地质中,最常见的方法就是强夯法。

3、重视箍筋的间距、位置和绑扎等值的计算

在铁塔基础工程的材料应用方面,钢筋和箍筋等材料都可能被应用到。对于箍筋材料的应用来说,应当严格遵守相关规范及标准。特别是在施工位置、间距和绑扎手段方面。有鉴于此,设计工作人员在设计操作过程中,对箍筋绑扎及位置等数值的计算要引起重视,以相关数据来指导设计,从而使铁塔基础施工能够在科学合理的指导方法下进行。[4]在铁塔基础的施工过程中,其顶面同第一根筋见的间距通常处于13里面至45厘米间,具体应当间隔多远需要以现场情况为依据。同时,对于刚进材料承载力而言,它必须要符合铁塔基础施工的具体要求。才能够建立稳固的输电线路工程基础。

4、铁塔基础在软土质地区的设计

对于软土质来说,由于自身的一些特性,使得铁塔基础施工不仅变得较为复杂,而且基础也较为薄弱。因此,在设计的时候,需要重视各方面的协调,使软土质能够承受铁塔重量。假如设计没有严格遵守相关规定或者规范,可能导致施工过程中出现塌陷的现象,进而是铁塔基础的施工受阻,影响其进度的推进。

结束语

综上所述,通过对输电线路铁塔基础的原则、类型和设计等方面的分析可以得知,地址水文条件能够影响铁塔基础形式的选择与确定。合理的铁塔基础能够使得投资减少,并保证输电线路运行的稳定性。

参考文献：

[1]刘冠辰,王孟,徐辉,刘荣海.输电线路铁塔基础变形实验系统的设计[J].结构工程师,2015,06:18-25.

[2]陶冶.高压输电线路铁塔基础选型设计及其优化[J].科技资讯,2016,16:25-26.

[3]马涛.刍议输电线路铁塔基础选型设计及其优化[J].科技创新导报,2015,25:49-50.

[4]陈国栋.有关输电线路铁塔基础设计的相关问题探究[J].中国科技投资,2013,14:177.