專利名稱：輕型優(yōu)化鐵塔基礎的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種改進的送電線路的鐵塔基礎，即輕型優(yōu)化鐵塔基礎。它適用于各種電壓級別的送電線路工程。
現(xiàn)有技術(shù)中，送電線路工程中采用的鐵塔基礎基本上是以開挖式為主，分為予制和現(xiàn)澆兩大類。予制基礎常用的型式如


圖1，圖2，圖3所示。現(xiàn)澆基礎的通用型式如圖4，圖5所示。(
圖1、圖4、圖5中，1為主柱；2為填土；3為底板。圖2中，1為主角鋼；2為填土；3為底板；4為斜材。圖3中，1為角鋼；2為填土；3為底板條。)上述基礎中，以圖4所示的倒“T”型現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎在各級電壓送電線路中使用的最為普遍。國外也常用如圖2和圖5所示的基礎形式。
鐵塔基礎的作用荷載除了垂直荷載以外，在順線路方向和橫線路方向還作用有數(shù)值為其垂直荷載0.1～0.2倍的水平力。并且由于風荷載及事故斷線荷載的方向是任意的，因此，基礎荷載的方向要考慮三維空間的正反兩向，如圖6(a)和圖6(b)所示。圖中P為下壓力，F(xiàn)為上拔力，Hy為縱向水平力，HX為橫向水平力。
由于有水平兩向力的影響，國內(nèi)目前廣泛采用如圖4所示的倒“T”形基礎，以提高荷載能力，這樣做不僅使基礎的尺寸因受水平兩向力的影響需要加大，基礎的鋼材和混凝土用量也相應增加，然而加大后的基礎，在一般情況下，相當大的一部分強度并未發(fā)揮其作用，這顯然是不合理的，國外通用的基礎，其主柱斜度與鐵塔主材斜度保持一致的作法，可以使基礎不再承受由鐵塔主材傳遞給基礎的那一部分水平力，這要比我國目前使用的基礎合理的多。但是，該種基礎仍要承受由鐵塔斜材傳遞下來的水平力，并因此造成偏心受力結(jié)構(gòu)，為了加強該種基礎的荷載能力，同樣需要增大基礎尺寸，因而也不盡合理。
本實用新型的任務是要提供一種改進的鐵塔基礎。用以克服上述各類基礎的不足，在工程實踐中，在研究了各類鐵塔基礎在各種工況下的受力情況之后發(fā)現(xiàn)，基礎上三個方向的作用力，雖然都要考慮其方向的正反性，但也有規(guī)律可循，即當上拔時同時作用的水平力方向與下壓時作用的水平力方向總是相反的，不會相互顛倒出現(xiàn)。個別工況，如事故斷線，有時會出現(xiàn)單個水平力方向顛倒的情況，但此時的垂直力(上拔力或下壓力)較其控制工況小得多。根據(jù)上述所得規(guī)律，將鐵塔基礎設計成如圖7所示的型式。
以下將結(jié)合圖7對本實用新型做進一步描述。圖中1為支柱，2為柱基，3為底板。
參照圖7，基礎由四根斷面為150～200mm見方(根據(jù)荷載大小可以增減)的細鋼筋混凝土柱子及底板和柱基組成，柱頂與基礎中心線偏移△值，△值的大小根據(jù)最大上拔工況來決定，其原則是在此工況下，使柱頂偏移△值后，四根柱子所受的拉力基本相等，并據(jù)此力來配置柱子的鋼筋，然后再進行其它工況的強度核算，根據(jù)實驗研究結(jié)果表明，這樣的設計計算原則是符合客觀實際的，為了提高工效，設計計算工作可籍助于計算機來完成。
本基礎與鐵塔的連接仍采用我國內(nèi)慣用的地腳螺栓連接方式，這樣，現(xiàn)有的各類鐵塔圖紙可以不做修改，對于現(xiàn)行的一套基礎加工備料程序和施工精度要求亦可不做改變，因而擴大了本實用新型的應用范圍。
本實用新型的四根立柱在承受荷載時，其受力方向均相同(都是拉力或都是壓力)，數(shù)值相等(或接近)。改變了目前采用的基礎其立柱斷面內(nèi)各點受力相差甚大并且有些基礎受力方向相反的情況；本實用新型的立柱只受軸向力，不受彎矩，因此，其斷面可以做得較小，充分利用鋼筋耐拉而混凝土耐壓的特性；本實用新型的底面地基應力比較均勻，削減了地基最大應力值，因而在相同荷載情況下，本基礎的外型尺寸可以減?。皇苌习瘟刂铺?，適當增加基礎埋深，盡量利用土壤的抗拔強度，亦可達到減小基礎工程量的目的，如以某500千伏線路一個直線塔荷載為例，在一般地質(zhì)條件下，將國內(nèi)外通用的兩種基礎型式與本實用新型做一比較，可以發(fā)現(xiàn)，本實用新型較國內(nèi)目前通用的鐵塔基礎可以少耗鋼材43.8％，混凝土61.8％；較國外通用鐵塔基礎少耗鋼材26.1％，混凝土48.4％。
本實用新型也可用于電視塔、微波塔、水塔等一切空間塔型結(jié)構(gòu)。
本實用新型的最佳實施方式可以這樣實現(xiàn)，參照圖7基礎的四根支柱可以斷面為150～200mm見方的鋼筋混凝土構(gòu)件或相當?shù)慕卿摋U件組成?；A底板厚度一般可采用200mm。為了解決沖切強度問題，每個支柱的下部可以設一柱基，其高度一般為300mm，寬度600mm見方(尺寸均可根據(jù)荷載大小適當增減)。在地質(zhì)較好地區(qū)，底板也可分成四小塊以進一步減少混凝土的耗用量。柱頂與基礎中心線的偏移值，其△x和△y均為200～600mm；基礎的埋深H一般可取2500～3500mm；基礎底板厚為200mm左右，邊長A為1400～3400mm。上述尺寸視具體工程可適當增減?；A的柱頭可以這樣設計(參照圖8，圖中1為地腳螺栓；5為鋼箍；6為鋼筋；7為混凝土保護層；8為連接鋼板；9為連接螺栓；1為支柱)在基礎立柱的上部可以找到一個其寬度等于鐵塔地腳螺栓根開的截面，它與四根支柱中心線的交點各自與該柱頂部地腳螺栓的中點相連，這樣所形成的平行六面體的各面分別加上所需的混凝土保護層厚度，并將其模數(shù)化，即形成柱頂平行六面體連接件的高度和寬度。
權(quán)利要求1.一種輕型優(yōu)化鐵塔基礎，其特征在于該基礎由四根不等長支柱組成的基礎立柱和底板構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型優(yōu)化鐵塔基礎，其特征在于四根支柱是由斷面為150～200mm見方的鋼筋混凝土構(gòu)件或相當?shù)匿摋U件組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型優(yōu)化鐵塔基礎，其特征在于柱頂與基礎中心線偏移△值，其△X和△y均為200～600mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型優(yōu)化鐵塔基礎，其特征在于基礎的柱頭為一斜平行六面體結(jié)構(gòu)，用地腳螺栓與鐵塔相連。
專利摘要本實用新型涉及一種改進的送電線路鐵塔基礎。該基礎和國內(nèi)外常用的基礎相比，省工省料，制做簡單，運輸方便，它由四根不等長支柱組成的基礎立柱和底板構(gòu)成。受力合理；并可應用到一切空間塔型結(jié)構(gòu)。
文檔編號E02D27/32GK2056680SQ8821897
公開日1990年5月2日 申請日期1988年10月24日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月24日
發(fā)明者嚴沛欽 申請人:能源部西南電力設計院