山区输电线路基础水平位移对铁塔和基础设计的影响

山区输电线路基础水平位移对铁塔和基础设计的影响
摘要:山区输电线路塔位置的地形特征是坡度大、地质条件好、对环境敏感、综合考虑安全、经济和环境保护、水利等因素。山区输电线路基础设计中使用的基本类型是人工挖孔桩基础。目前,大量研究主要集中在地基变形对塔力特性的影响以及地基变形对基本施工工艺和设计方法的影响,没有系统地研究地基变形对塔的综合影响,该条例规定了对地基顶部和地面水平移动的一般要求,并提出了山区输电线路基础特征的数值和处理措施。
关键词:山区输电线路基础;水平位移;铁塔和基础设计影响
引言
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云朵制造机杆塔属于保证输电线路良好运行的关键基础设施,其性能是否能够得以充分发挥,会对输电线路经济效益与服务功能产生较大的影响。电力线路施工环节,杆塔成本与工程总成本比例大概为1:3,因此须要重点做好杆塔选择及设计工作,保证输电线路正常运行。杆塔基础设计过程中,相关设计人员须要根据输电线路实际需求,将设计环节的细节问题实施全面处理,通过这样的方式,保证杆塔设计质量,在后期使用中满足实际建设要求。
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1输电线路铁塔的基本结构
输电线路铁塔主要由塔的塔头、塔身和塔腿三个重要部分组成。直线塔、耐张塔、终端塔、换位塔以及其他类型的塔在外部具有不同的形式,具体取决于它们的使用功能。在整个结构中,输电线路塔由平面结构组成,这些不同类型的平面更好地组合起来形成一个结构合理的铁塔。输电线路铁塔设计时,特别需要在塔的横截面处进行分隔,一般来说,需要确保隔膜面积约为塔体平均宽度的2.5倍。
2输电线路杆塔基础面临的问题
输电线路杆塔基础其主要作用是保证杆塔使用稳定性,不会受到外力或地质下沉的影响,发生变形、倾斜等不良问题。杆塔基础设计与施工质量,会对输电线路运行产生较大影响,当前输电线路杆塔基础主要面临以下问题:(1)地质环境复杂。杆塔基础土质比较为复杂,常常会出现软土等不良地质环境,输电线路杆塔基础不仅要满足常规设计要求,还应对地质环境变化进行考虑,避免使用期间出现严重的沉降问题。并且,特殊地质环境下,杆塔基础较为脆弱,如何通过有效的设计方案保证杆塔基础稳定已经成为重点关注的一个问题。(2)杆塔后期应用时,会受到风荷载影响,但在此方面的处理措施仍不够完善,无机粘结剂
设计环节应重点对风动力效应进行综合分析,通过抗风防风技术,确保杆塔安全性。(3)设计方案存在缺陷。杆塔基础工程较为特殊,设计工作存在一定的复杂性,不过现阶段,一些单位仍选择传统总安全系数的方式,未根据实际情况实施分项系数设计,这种情况下,不能很好地满足现代化杆塔基础设计要求,因此在实际设计环节,须要积极探究新型的设计方案,不断提升设计水平。
3桩顶位移对铁塔受力的影响
3.1桩顶位移对耐张塔受力影响
当一条腿水平移动和一条腿对角移动时,上部塔结构所有部分的构件应力比分别如图1和图2所示。与铁塔的强度规律一样,当塔的阻力腿呈水平位移时,力对铁塔的主斜坡的影响较弱,主斜坡的内力随位移逐渐减小,但下降趋势并不明显。铁塔内力对塔腿另一侧倾斜材料和塔顶另一侧倾斜材料的影响最大,基本呈线性增加趋势。在同一桩顶水平位移下,铁塔内力变化较大,即铁塔内力对基础桩顶位移较敏感,参数分析表明桩顶水平位移不得大于20mm。因此,铁塔设计时,应针对塔身部分、塔腿分离材料、塔腿辅助材料和连接进行相应的优化设计,并适当提高分离边坡材料的规范;铁塔基桩顶部位移对铁塔强度的影
响相对较小,建议根据桩规范适当提高桩顶部位移限制。同时建议在计算人工挖孔桩基础时充分考虑铁塔与地基的协同力。
图1耐张塔单腿水平位移时铁塔构件内力对比
图2耐张塔对角水平位移时铁塔构件内力对比
2.2桩顶位移对悬垂塔受力影响
如果仅水平移动一条塔腿,则上部塔结构所有部分的构件应力比都会发生变化,如图3所示。图3表示随着桩顶水平移动到塔腿的增加,上部铁塔结构塔腿主体材料和塔腿倾斜材料的内力变化较小,以逐渐减小趋势,塔腿分离剖面材料的内力略有变化,塔腿另一侧倾斜材质的内力变化显著,几乎是线性的,这意味着塔腿的水平变形对塔腿另一侧倾斜材质的影响很大。当塔腿水平(向外)向对角线方向移动时,上部铁塔结构不同部分之间的应力比如图4所示。图4显示了斜塔腿水平移动的效果与单腿水平移动的效果相似,主要影响塔腿侧板的强度,对塔腿主板和腿部连接板的影响较小。总之,铁塔塔腿水平移动主要影响塔腿另一侧的力,其中塔腿板灵敏度最高,分析表明桩顶水平移动不得超过30mm。在设计铁塔时,对于可能导致桩顶位移的铁塔类型,应适当地增加塔腿侧板的规格。
图3悬垂塔单腿水平位移时铁塔构件内力对比
图4悬垂塔对角水平位移时铁塔构件内力对比
3输电线路杆塔基础优化设计
3.1杆体定位优化
一般可选择通用塔型,如果地形地质特殊,应综合考虑选线情况、施工条件等因素,进行合理选择。在满足使用标准构件要求的基础上,重点分析杆塔形式的合理性。对于转角较大的区域,应选择挖孔桩基础加角钢塔。若线路布置较为密集,应选择紧凑的塔型,如果存在较高的地面障碍物,需要适当提升基础质量及杆塔高度。杆塔定位中,相关设计人员应结合地形情况进行设计,通常情况下,应遵循以下原则:(1)不可将其布置于土质松软
、水量较多且交通便利的区域;(2)配置间距时,应防止因为差异过大,影响到杆塔间的平衡性;(3)若存在导线交叉情况,须要适当降低间距;(4)完成杆塔组立后,应实施检测、验证,对杆塔线路进行检查,使其满足实际使用要求,若发现存在问题,应重新测算、定位。
3.2拉线V型塔、ZB1-MV酒杯型塔以及铁塔与基础同时优化
在输电线路铁塔的基本设计中,牵引线路“V”型塔是最常见的类型之一。在输电线路铁塔底座设计中,有必要优化其结构。牵引“V”型塔在实际使用时,由于其合理的结构布局和承受相应压力的能力,反映了其结构优势。此外,钢绞架选用的非常好的机械特性,再加上建筑材料的影响,有效提高了牵引线“V”形塔的刚度和强度,大大提高了输电线铁塔的稳定性和抗风性。此外,Z1-MV酒杯塔可降低线路通道补偿成本低造成的电晕损失和电能损失,酒杯塔导线水平布置,与猫头塔相比,整体塔高可降低,整体塔刚度较大。
3.3做好杆塔类型选择工作
输电线路杆塔基础设计环节,还应加大对杆塔的关注力度,主要的目的是保证杆塔结构与
基础具备较好的吻合度,防止由于杆塔自身结构不合理,影响到基础作用的良好发挥,因此,在实际工作中,应实施双向协调分析,保证杆塔选用类型合理的同时,更好地提升杆塔基础设计水平。
4桩顶及地面处水平位移对基础设计的综合影响分析
羟甲基丙烯酰胺为了分析基坑水平位移对基坑计算的整体影响,确定了桩顶底水平位移极限及相应的比例因子m值,典型悬架塔和电阻塔仍在研究之中。1)根据直线程序,将地面水平位移限制设定为3mm时,大部分水平位移计算值超过限制,必须增加桩直径或深度才能满足要求。根据公路规范,如果地面水平位移限制。2)与按输电线路基础规范计算和控制桩顶水平位移相比,按输电线路基础规范计算的桩顶水平位移约为按道路规范计算的混凝土量的60~ 70%,10mm梁高度除外。3)桩基顶部水平位移可控制不少于20mm,不影响上部塔承载能力,采用m比例系数计算桩基位移控制中的道路规范,桩基础地面位移满足规范要求。
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