預(yù)應(yīng)力懸索交叉梁階梯新型裝配式基礎(chǔ)

龐曉峰 龐穎

摘 要：基礎(chǔ)的安全性和經(jīng)濟(jì)性是整個輸電線路的重要運行指標(biāo)。目前對于輸電線路鐵塔基礎(chǔ)大多使用臺階基礎(chǔ)、大板基礎(chǔ)以及灌注樁基礎(chǔ)，這些基礎(chǔ)雖然具有抗拔、抗傾覆和抗壓性能，但是其力學(xué)特性仍然有許多需要改進(jìn)的地方，預(yù)應(yīng)力懸索交叉梁階梯新型裝配式基礎(chǔ)就是充分考慮了各部件的受力性能而提出的。預(yù)應(yīng)力懸索交叉梁階梯新型裝配式基礎(chǔ)利用上部臺階承壓和抗傾覆，而通過懸索與下部交叉梁相連，通過懸索相連的下部交叉梁主要用來抗拔，以提高基礎(chǔ)的整體受力性能，通過理論分析得出該基礎(chǔ)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；懸索交叉梁；裝配式基礎(chǔ)；力學(xué)特性

隨著城市（鎮(zhèn)）化的高速發(fā)展，對電力的需求越來越迫切，為滿足新建城（工業(yè)）區(qū)的供電，需要將遠(yuǎn)處的電力送往負(fù)荷，必將加大對輸電線路工程的建設(shè)。輸電線路中鐵塔基礎(chǔ)在整個工程造價占比較大，大致約為15%～25%，且工程周期和整個線路的運行起到最基礎(chǔ)的作用[1-6]，因此有必要提出新型基礎(chǔ)以達(dá)到經(jīng)濟(jì)性。預(yù)應(yīng)力懸索交叉梁階梯新型裝配式基礎(chǔ)利用上部臺階承壓和抗傾覆，而通過懸索與下部交叉梁相連，通過懸索相連的下部交叉梁主要用來抗拔，以提高基礎(chǔ)的整體受力性能。

1.基礎(chǔ)構(gòu)成

預(yù)應(yīng)力懸索交叉梁階梯新型裝配式基礎(chǔ)由鋼等材料制成的預(yù)應(yīng)力懸索，其中預(yù)應(yīng)力懸索上部與下部均是交叉鋼，另外包括塔腿之間的預(yù)應(yīng)力鋼筋。預(yù)制臺階（或者短樁等）由鋼筋混凝土等構(gòu)成。

2.理論分析

利用臺階（或者短樁等）承壓。當(dāng)鐵塔作用于基礎(chǔ)上時，鐵塔上部給予的下壓力主要使用臺階（或者短樁等）承壓。

上部預(yù)應(yīng)力懸索交叉鋼與鐵塔踏腳板鏈接，當(dāng)鐵塔上拔時，由預(yù)應(yīng)力懸索連接到預(yù)應(yīng)力懸索下部交叉鋼，此時預(yù)應(yīng)力懸索下部交叉鋼與原狀土連接，下部交叉梁將有阻止鐵塔抗拔的力，使得鐵塔不至于抗拔失去穩(wěn)定，這樣充分利用了基礎(chǔ)原狀土的承載力大變形小的特點。

3.實施步驟

（1）先在地基機械鉆孔，鉆至預(yù)應(yīng)力懸索下部指定位置，使用特定工具放入鉆孔中，特定工具端部通過鉆機在基礎(chǔ)底部鉆出交叉孔洞，將預(yù)應(yīng)力懸索（下部交叉鋼是可以由上部控制而伸縮的）由基礎(chǔ)中心孔穿越至地基下部，然后按住開關(guān)使交叉鋼伸出以放置先前交叉空洞中，這樣就可以使懸索下部放置于地基原狀土里面，并在交叉空洞注入砂漿，預(yù)應(yīng)力懸索下部交叉鋼完成實施。

（2）將懸索穿過預(yù)制臺階（或者短樁等）事先預(yù)留的孔，預(yù)制臺階（或者短樁等）分層疊加，并在疊加處注入砂漿，懸索通過每層預(yù)制預(yù)制臺階（或者短樁等）后，上部十字交叉鋼通過拉伸懸索與鐵塔踏腳板相連，這樣就完成預(yù)應(yīng)力懸索交叉鋼防止鐵塔上拔受到的破壞。預(yù)應(yīng)力懸索交叉梁階梯新型裝配式基礎(chǔ)如圖3-1所示。

3）基礎(chǔ)在鐵塔斜向作用下產(chǎn)生的斜向力可以分為水平力和下壓力，水平力向左。如果在鐵塔兩個塔腿之間施加預(yù)應(yīng)力鋼筋，將會產(chǎn)生向右的水平力，這樣將平衡鐵塔斜向作用的水平力分量。并且水平力對基礎(chǔ)作用的彎矩可以互相抵消。基礎(chǔ)受力情況如圖3-2。

4.綜合列表分析

5.結(jié)論

原有臺階基礎(chǔ)或者樁基礎(chǔ)等既是用于承壓也是用于抗拔和防傾覆，這樣造成了材料不能合理利用。而預(yù)應(yīng)力懸索交叉鋼充分利用預(yù)制臺階（或短樁）的承壓特性，利用預(yù)應(yīng)力懸索交叉鋼的抗拔性能，利用預(yù)應(yīng)力鋼筋抵消鐵塔塔腿產(chǎn)生的水平力和水平力對基礎(chǔ)底板產(chǎn)生的彎矩作用下的傾覆問題。做到壓、拉、傾覆優(yōu)勢互補，這樣預(yù)制臺階（或短樁）的尺寸將大大減少（通過后期實際計算、仿真和實驗等進(jìn)行驗算），而預(yù)應(yīng)力懸索交叉鋼的造價費相對不高，經(jīng)濟(jì)效益也很明顯。

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