轉(zhuǎn)角輸電鐵塔基礎(chǔ)傾斜計算分析

王英浩 何亞雄

摘要：隨著國家經(jīng)濟(jì)的突飛猛進(jìn)，我國用于髙壓輸電線路的投資逐年提高，促使我國在輸電線路基礎(chǔ)計算方面的研究取得了顯著的進(jìn)步?；谳旊婅F塔基礎(chǔ)的受力特點(diǎn)等要求，設(shè)計了很多不同種類的基礎(chǔ)，但是對這些基礎(chǔ)在轉(zhuǎn)角時所受偏心力很大，工程中往往缺乏計算。以實(shí)際工程為例，運(yùn)用規(guī)范的計算方法，驗(yàn)證基礎(chǔ)傾斜是否滿足要求。

Abstract： With the rapid development of the national economy， China's investment in high-voltage transmission lines has been increasing year by year， which has made remarkable progress in the research on the basic computing of transmission lines. Many different kinds of foundations have been designed based on the requirements of the force characteristics of the transmission tower foundation， but the eccentricity of these foundations at the corner is very large， and there is often a lack of calculation in the project. Taking practical engineering as an example， the standard calculation method is used to verify whether the foundation inclination meets the requirements.

關(guān)鍵詞：鐵塔基礎(chǔ)；地基變形；極限工況；偏心受壓

Key words： poles foundation；peformation of the foundation；working condition of the limit；eccentric compression

中圖分類號：TM754 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）25-0174-03

0 引言

架空輸電線路用于分配和輸送電能的作用，在電力系統(tǒng)中是重要的組成部分，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的今天，保證優(yōu)質(zhì)送電成為一項(xiàng)重要的民生工程，而我國地域遼闊，巖土類別多、分布廣，各地區(qū)地形地貌和地質(zhì)條件差異很大，給輸電鐵塔的基礎(chǔ)設(shè)計及施工帶來很大的困難。隨著國家經(jīng)濟(jì)的突飛猛進(jìn)，我國用于髙壓輸電線路的投資逐年提高，促使我國在輸電線路基礎(chǔ)方面的研究取得了很大的進(jìn)步，基于輸電鐵塔基礎(chǔ)的受力特點(diǎn)等要求，設(shè)計了很多不同種類的基礎(chǔ)，但是對這些基礎(chǔ)在極限荷載工況下缺乏計算。以實(shí)際工程為例，運(yùn)用規(guī)范的計算方法，驗(yàn)證極限工況下，基礎(chǔ)傾斜是否滿足要求。

1 地基變形理論

在《DLT 5219-2005 架空送電線路基礎(chǔ)設(shè)計技術(shù)規(guī)定》[1]（以下簡稱《規(guī)定》）中規(guī)定的傾斜率應(yīng)該按照下式計算[2]：

2 大板基礎(chǔ)簡析

輸電鐵塔的荷載分為永久荷載和可變荷載兩類，永久荷載主要有：導(dǎo)線和地線、絕緣子及其附件和鐵塔結(jié)構(gòu)及鐵塔上各種固定設(shè)備等的重力荷載；可變荷載主要有：冰雪和風(fēng)荷載、地線的張力及各種附加荷載[3]。鐵塔基礎(chǔ)與傳統(tǒng)基礎(chǔ)受力有明顯不同，輸電鐵塔的基礎(chǔ)為典型的偏心受壓，因此對傾斜荷載作用下的基礎(chǔ)傾斜計算的驗(yàn)證很有必要。線路方向及鐵塔基礎(chǔ)見圖1，圖中，B——基礎(chǔ)邊長；a——基礎(chǔ)中心距離塔腳的長度。由圖可知，C、D腿為下壓力，A、B腿為上拔力。

我國輸電鐵塔基礎(chǔ)型式多樣，這主要與我國地域遼闊，各地區(qū)地形地貌和地質(zhì)條件差異大等區(qū)域性特點(diǎn)決定的，而大板基礎(chǔ)具有埋深淺、易開挖成型等優(yōu)點(diǎn)，在軟弱的地基中應(yīng)用比較廣泛，特別是對于軟、流塑粘性土、粉土及粉細(xì)砂等基坑不易成型的塔位，一般都會設(shè)計為大板基礎(chǔ)。大板基礎(chǔ)的設(shè)計特點(diǎn)是：底板大、埋深淺、底板較薄，靠底板雙向配筋承擔(dān)由鐵塔上拔、下壓和水平力引起的彎矩和剪力，主柱計算與階梯基礎(chǔ)相同。與階梯基礎(chǔ)相比，埋深淺，易開挖成形，混凝土量能適當(dāng)降低。與灌注樁相比，在軟弱地基中應(yīng)用較為廣泛。它施工方便，特別是對于軟、流塑粘性土、粉土及粉細(xì)砂等基坑不易成型的塔位。大板基礎(chǔ)設(shè)計時應(yīng)該控制沉降及不均勻沉降，對轉(zhuǎn)角塔及負(fù)荷較大的直線塔進(jìn)行地基沉降變形驗(yàn)算，施工時應(yīng)盡量少擾動地基土，清除開挖的全部浮土并做好墊層，必要時使用塊石灌漿。[4-6]

3 工程實(shí)例計算

該工程在線路的基礎(chǔ)設(shè)計中部分采用大板基礎(chǔ)，并且線路處于內(nèi)蒙古地區(qū)，常年溫度較低，可能出現(xiàn)大范圍的覆冰、大風(fēng)等情況?，F(xiàn)在通過計算實(shí)例，來驗(yàn)證該基礎(chǔ)在極限工況下是否滿足設(shè)計要求。根據(jù)該相關(guān)的工程資料，選取其中一基轉(zhuǎn)角鐵塔的基礎(chǔ)進(jìn)行計算分析，取B=19m，a=7.5m，基礎(chǔ)埋深4m，地基土力學(xué)參數(shù)見表1。

基礎(chǔ)所受荷載（轉(zhuǎn)角塔基礎(chǔ)）：

基礎(chǔ)所受豎向荷載：964kN；傳至基礎(chǔ)底部的彎矩：30474kN·m；基礎(chǔ)假設(shè)為滿足強(qiáng)度要求。

①基礎(chǔ)底面的抵抗矩計算。

②基底邊緣最大、最小壓力計算。

式中，F(xiàn)——上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向壓力設(shè)計值，kN；G——基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重，kN；γG——永久荷載分項(xiàng)系數(shù)，對基礎(chǔ)有利時，宜取γG=1，不利時，應(yīng)取γG=1.2；A——基礎(chǔ)底面面積，m3；Wx、Wy——基礎(chǔ)底面繞X和Y軸的抵抗矩，m3；Pmax、Pmin——基礎(chǔ)底面邊緣的最大、最小壓力設(shè)計值，kPa。

③最終沉降量計算。

通過傾斜計算的原理可知，基底附加壓力為三角形分布，說明基礎(chǔ)底面未脫開。

三角形荷載部分1點(diǎn)的沉降量計算結(jié)果見表2。

4 結(jié)束語

通過計算的方法對地基變形進(jìn)行研究，當(dāng)輸電鐵塔在極限荷載作用下，基礎(chǔ)傾斜率為0.0011，小于規(guī)范值0.005，滿足規(guī)范要求。大板基礎(chǔ)雖然能夠很好的滿足設(shè)計的要求。選用大板基礎(chǔ)時，應(yīng)該驗(yàn)算地基變形，尤其是對于轉(zhuǎn)角鐵塔，偏心距較大的鐵塔，效果明顯。

參考文獻(xiàn)：

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