新型钢管杆基础设计研究

(整期优先)网络出版时间:2017-12-22
/ 1

新型钢管杆基础设计研究

刘俭1罗伟2

1.湖南科鑫电力设计有限公司湖南长沙410007;2.中能建湖南省电力设计院有限公司湖南长沙410007

摘要:本人设计了一种新型直埋式钢管基础,并根据其受力机理和现行规范原状土基础设计理论导出了其设计计算方法。最后通过设计实例比较表明该类基础在经济性方面的优势。

关键词:输电线路;钢管杆;直埋式钢管基础

1前言

目前,在城市输电线路工程中,钢管杆结构因其造型美观,占地有限,且附件设置比较灵活,使输电线路的规划与架设更加符合城市公共用地的规划要求而得到了广泛应用。钢管杆基础主要用于承担上部结构的倾覆力矩,其中弯矩较大,水平力、下压力相对而言较小,基础主柱偏心距e=M/N很大,可达到几米甚至十几米。因此钢管杆基础可视为有很大偏心的偏心受压构件(压弯构件)。这是其区别于铁塔结构基础的主要特征。

2钢管杆结构常用基础型式介绍

一般而言钢管杆结构较常用的基础形式有两类,即原状土基础与大开挖基础。原状土基础根据基础本体结构的不同又可以分为现浇基础与预制式基础,掏挖式基础及单桩基础都是现浇基础。而大开挖基础一般常用的有台阶式基础,其利用自重及其上覆土来抵抗外倾覆力矩。

3直埋式钢管基础介绍

为进一步节省混凝土量,提高钢管杆架空输电线路工程的经济性,可以设计一种部分预制的新型钢管杆基础即直埋式钢管基础。其采用预制的钢管立柱,立柱顶端与上部结构的连接采用法兰螺栓连接,基坑坑壁与底部填充少量混凝土,用以保护基础本体,提高抗倾覆能力。该基础的基本原理也是利用原状土体的土侧抗力来抵消外部倾覆力矩,具有较好的经济性。其组成如下图所示:

据上表可知,直埋式钢管基础在节约造价具有非常明显的优势。其基础直径较小,但钢材用量有所增加。因预制钢杆基础自重较大,施工过程中需要使用起重设备。

6结论

a.直埋式钢管基础是一种新型基础,其主要的受力原理是利用侧向土抗力来提供抗倾覆能力,因此在经济性方面具有非常明显的优势,能够显著节约城区架空钢管杆输电线路的投资。

b.本文应用文献1,导出其在水平力作用下基础变位与转角位移的计算方法,以及符合其特性的抗倾覆能力计算表达式,以期达到工程应用的目的。

c.使用直埋式钢管基础时应首先计算土壤极限抗倾覆力矩,当符合要求时可认为其适用,但应注意控制基础顶部水平位移。

d.应用直埋式钢管杆基础时,应注意上部钢管杆结构的优化设计,尽量使用径厚比较大的主杆设计,能够提高该类基础的适用范围。基础与上部结构连接可以采用高强螺栓法兰连接,较按底脚螺栓连接设计可节约钢材指标。

e.本文从理论上推导了直埋式钢管基础的计算方法,是否真实有效还需要依据真型试验来验证。

参考文献:

[1]《架空输电线路基础设计技术规程》.DL/T5219-2014.中国计划出版社.2015.

[2]《建筑桩基技术规范》.JGJ94-2008.中国建筑工业出版社.2008.