转角输电铁塔基础倾斜计算分析

转角输电铁塔基础倾斜计算分析

作者：王英浩 何亚雄

来源：《价值工程》2018年第25期

摘要：随着国家经济的突飞猛进，我国用于髙压输电线路的投资逐年提高，促使我国在输电线路基础计算方面的研究取得了显著的进步。基于输电铁塔基础的受力特点等要求，设计了很多不同种类的基础，但是对这些基础在转角时所受偏心力很大，工程中往往缺乏计算。以实际工程为例，运用规范的计算方法，验证基础倾斜是否满足要求。

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. 关键词：铁塔基础；地基变形；极限工况；偏心受压

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

中图分类号：TM754 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）25-0174-03 0 引言

架空输电线路用于分配和输送电能的作用，在电力系统中是重要的组成部分，在经济发展的今天，保证优质送电成为一项重要的民生工程，而我国地域辽阔，岩土类别多、分布广，各地区地形地貌和地质条件差异很大，给输电铁塔的基础设计及施工带来很大的困难。随着国家经济的突飞猛进，我国用于髙压输电线路的投资逐年提高，促使我国在输电线路基础方面的研究取得了很大的进步，基于输电铁塔基础的受力特点等要求，设计了很多不同种类的基础，但是对这些基础在极限荷载工况下缺乏计算。以实际工程为例，运用规范的计算方法，验证极限工况下，基础倾斜是否满足要求。 1 地基变形理论

在《DLT 5219-2005 架空送电线路基础设计技术规定》[1]（以下简称《规定》）中规定的倾斜率应该按照下式计算[2]： 2 大板基础简析

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输电铁塔的荷载分为永久荷载和可变荷载两类，永久荷载主要有：导线和地线、绝缘子及其附件和铁塔结构及铁塔上各种固定设备等的重力荷载；可变荷载主要有：冰雪和风荷载、地线的张力及各种附加荷载[3]。铁塔基础与传统基础受力有明显不同，输电铁塔的基础为典型的偏心受压，因此对倾斜荷载作用下的基础倾斜计算的验证很有必要。线路方向及铁塔基础见图1，图中，B——基础边长；a——基础中心距离塔脚的长度。由图可知，C、D腿为下压力，A、B腿为上拔力。

我国输电铁塔基础型式多样，这主要与我国地域辽阔，各地区地形地貌和地质条件差异大等区域性特点决定的，而大板基础具有埋深浅、易开挖成型等优点，在软弱的地基中应用比较广泛，特别是对于软、流塑粘性土、粉土及粉细砂等基坑不易成型的塔位，一般都会设计为大板基础。大板基础的设计特点是：底板大、埋深浅、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，主柱计算与阶梯基础相同。与阶梯基础相比，埋深浅，易开挖成形，混凝土量能适当降低。与灌注桩相比，在软弱地基中应用较为广泛。它施工方便，特别是对于软、流塑粘性土、粉土及粉细砂等基坑不易成型的塔位。大板基础设计时应该控制沉降及不均匀沉降，对转角塔及负荷较大的直线塔进行地基沉降变形验算，施工时应尽量少扰动地基土，清除开挖的全部浮土并做好垫层，必要时使用块石灌浆。[4-6] 3 工程实例计算

该工程在线路的基础设计中部分采用大板基础，并且线路处于内蒙古地区，常年温度较低，可能出现大范围的覆冰、大风等情况。现在通过计算实例，来验证该基础在极限工况下是否满足设计要求。根据该相关的工程资料，选取其中一基转角铁塔的基础进行计算分析，取B=19m，a=7.5m，基础埋深4m，地基土力学参数见表1。 基础所受荷载（转角塔基础）：

基础所受竖向荷载：964kN；传至基础底部的弯矩：30474kN·m；基础假设为满足强度要求。

①基础底面的抵抗矩计算。 ②基底边缘最大、最小压力计算。

式中，F——上部结构传至基础顶面的竖向压力设计值，kN；G——基础自重和基础上的土重，kN；γG——永久荷载分项系数，对基础有利时，宜取γG=1，不利时，应取γG=1.2；A——基础底面面积，m3；Wx、Wy——基础底面绕X和Y轴的抵抗矩，m3；Pmax、Pmin——基础底面边缘的最大、最小压力设计值，kPa。 ③最终沉降量计算。

通过倾斜计算的原理可知，基底附加压力为三角形分布，说明基础底面未脱开。

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三角形荷载部分1点的沉降量计算结果见表2。 4 结束语

通过计算的方法对地基变形进行研究，当输电铁塔在极限荷载作用下，基础倾斜率为0.0011，小于规范值0.005，满足规范要求。大板基础虽然能够很好的满足设计的要求。选用大板基础时，应该验算地基变形，尤其是对于转角铁塔，偏心距较大的铁塔，效果明显。 参考文献：

[1]DLT 5219-2005，架空送电线路基础设计技术规定[S].

[2]于润芳，等.架空送电线路基础设计技术规定[M].北京：中国电力出版社，2005. [3]李成文，等.110kV送电线路常用铁塔工程图集：设计·计算·施工图[M].北京：中国电力出版社，2007.

[4]陈榕，等.我国输电线路基础型式对比及其适用性分析[J].东北电力大学学报，2015，35（6）：77-78.

[5]孙万明，王明立，张华兴.大板基础输电塔可承受地基倾斜极限值计算[J].煤矿开采，2010，15（02）：38-40.

[6]梁英.论述大板基础典型施工方案[J].山西建筑，2014，40（36）：39-41.