输电线路杆塔基础型式选择和优化设计

输电线路杆塔基础型式选择和优化设计

高婉君

（六安明都电力咨询设计有限公司安徽六安市237000）

摘要：由于我国科技水平与经济水平的不断提升，在对输电线路的设计与施工方面投入的资本也在不断的增多，通常来说高压输电线路最短也能够达到几十公里的长度，而铁塔则是输电线路结构中的重要构成部分，无论是在造价方面，还是在工期方面都会在成本与资金上予以很大程度的耗费。而对于输电线路杆塔的基础型式在选择与优化设计方面，都会影响着整条线路工程的施工建设。为了能够依托于最低的投入，获得最好的输电线路杆塔基础的建设，就需要在基础型式的选择上进行优化与合理方案的提出。

关键词：输电线路；杆塔基础；型式选择；优化设计

1杆塔基础的选型原则

1.1杆塔基础选型的基本原则与要求

输电线路杆塔基础选择时要遵循以下基本原则：其一，要按照输电线路的基本情况以及所在地域的地理、地质条件选用合理的基础结构形式，以达到改善基础受力状况的目的。其二，要尽可能利用原有地基自身的承载特性，因地制宜采用原状土基础，在达到稳定性要求的基础上有效降低成本。其三，要注重环境保护以及可持续发展战略的要求，根据实际情况选择全方位高低主柱基础和铁塔长短腿配合使用的杆塔基础方案。

1.2基础优化设计原则

输电线路杆塔基础优化设计的最终目标是要兼顾工程施工的经济效益和基础的基本性能要求即确保其稳定性达到要求，而这一目标实现的关键在于要按照塔位所在的实际地质条件和输电线路对杆塔形成的作用力情况进行综合考虑和合理规划，同时考虑混凝土和钢材消耗量等因素进行杆塔基础优选和施工方法优化，使这些基本指标达到最优化的保证。

2输电线路杆塔基础型式设计的影响因素分析

2.1杆塔基础设计

通常来说杆塔基础设计，主要是指将地质与荷载等条件作为已知条件，并依托于科学的计算体系进行输电线路杆塔基础类型的选择与设计，并能够对最科学与合理的尺寸予以确定的全过程就是杆塔基础设计。

在对杆塔进行基础设计的过程中，需要考虑到工程所涉及的经济性因素与环保的因素，还需要对施工作用的难易度进行科学的考量。

2.2输电线路杆塔基础设计的影响因素

在输电线路杆塔基础设计的影响因素中，除了需要考虑到经济、环境与施工作业的真实情况外，还需要对荷载的特征与地基承载的特征、基础承载所表现出来的特性进行分析，还有对基础承载、地质条件以及基础不均匀形变对杆塔承载力影响的程度进行分析与考量。

2.3荷载的特征

通常情况下，在基础设计中，影响其设计的因素不仅仅只有各种荷载的大小与速率的变化，还需要将荷载本身所具有的特征，比如：荷载的偏心度与分布情况等方面，还需要对不同的安全系数与可靠性加以考量与分析。

2.4地基承载的特征

通常情况下，地基的承载特征需要受到不同条件的作用而进行的强度与形变特征的影响，并且由于受到的影响不同，其发生的反应就有所不同。

2.5基础承载所表现出来的特性

由于杆塔基础与地基是互相作用的共同承载体，在对其进行设计的过程中需要依托于地基的承载特性，在保证其他方面不受破坏的同时，对深度的处理有所变化。这就需要对荷载的特性与基础材料的特性相结合进行综合性的考量。

2.6地质条件的影响

地质条件，是对输电线路杆塔基础型式设计中需要考虑的重要因素，根据地质条件的实际情况，能够对土层的分布情况与应力的状态进行合理与科学的设计。

2.7基础不均匀形变对输电线路杆塔承载力的影响

一般来说，杆塔基础同地基与杆塔结构是一个相互作用的整体，如果杆塔基础发生不均匀的沉降问题，就会促使结构内力的不均匀，这就会产生其他的附加式作用力在其中，导致输电线路杆塔承载力的增加。

3输电线路杆塔基础型式选择和优化设计

3.1常用的输电线路杆塔基础型式

通常情况下，对架空输电线路杆塔的常用基础型式有原状土基础、大开挖基础、联合基础、灌注桩基础，以及复合式沉井基础等基础型式。而形式的选择也多种多样，比如：岩石锚杆基础、斜柱大板基础、岩石嵌固基础、人工挖孔桩基础、钻孔灌注桩基础等。

3.2对输电线路杆塔基础型式的优化设计

3.2.1对斜插式偏心基础的优化设计

当出现塔座板的重量比较大的情况时，通常都会采用插入式的角钢来替代地脚的螺栓，并将其作为基础的连接材料，这样一来就能够将铁塔的指标控制在一定的范畴之中。通过测试的比较分析，如果插入的角钢同塔座板搭脚的重量相同，就可以采用插入角钢同地脚螺栓进行连接，可以将材料的使用节省一半的成本支出。

如果在进行角钢的预偏的人挖孔桩，这样一来就能够促使基础的型式能够对斜插的角钢进行合理化的容纳，并能够对挖孔桩的直径在要求上降到最低，与此同时可以对基础性的水平力予以抵消，能够对水平位移的计算加以适当的减少。

3.2.2有关人工挖孔桩的基础优化

在输电线路杆塔基础型式选择与优化设计中，一般都是将人工挖孔桩的基础作为原状土基础进行作业，并且同掏挖基础比较类似，但是这种型式在经济优势方面不够明显。这主要受到了两点原因的影响，一是在挖孔桩基础的建设中需要依托于较高的造价进行安全因素的考量；二是在挖孔桩基础的建设与施工当中，并没有同掏挖基础相类似的扩大头，这样就不能够很好地对原状土进行利用，尤其是在抗剪切性方面，故而需要专业人员能够对基础的抗拔能力予以一定程度的提升。

追其根本，掏挖基础的构造型式同挖孔桩基础的构造型式在实际的施工工艺中并没有本质性的区分，这就促使在实际的施工设计与建设中能够相互借鉴与利用。依托于对挖孔桩基础在构造上的特点，进行科学方法的计算，并能够将挖孔桩基础的应用得以广泛性地扩张，继而能够在经济成本的应用方面得以提升。

通常情况下，在对输电线路杆塔基础型式的选择与优化工程建设中，在对挖孔桩的计算中，总会对扩大头和护壁的计算予以忽略不计，这种做法虽然能够对基础的建设得以安全方面的保障，但是这样的做法会在成本的投入量方面得以增加，造成浪费。因此，需要我们能够依托于专业的数据与情况，对输电线路杆塔基础型式的选择与设计进行合理与科学的优化。

在优化设计中，我们需要依托于挖孔桩的护壁作用，对护壁的外径进行科学的计量，并能够对其进行合理化的计算。要求专业的人员可以将扩大头的作用发挥到最优，并能够将扩大头的作用范畴扩大至桩径的三倍。在施工作业中，能够将建筑桩基的技术规范予以很好地吸收，并对施工设计方案中的各个参数予以科学地设定，使之能够在经济、环境的成本投入上更加节约。能够在设计方案的过程中，将扩大头的作用按照直径的大小进行桩径之间的考量，依托于科学的方法，对结果进行比较，最终选择出最经济与合理的方案。在对水平力的计算过程中，需要对不同的塔型进行不同情况的处理与考量，使之能够在效率上更加快捷，在成本与资金的投入上更加节约。

4结语

为了能够同快节奏的社会发展与科技进步相适应，在对输电线路杆塔的基础型式选择与优化的设计中，需要将经济因素、环境保护因素，以及对施工地的承载能力进行合理化的考量，使之能够以少量的投入，换来最大的效益，并能够在实际的建设与施工当中，得以质量上与安全上的保障，与此同时，还能够为建设单位在资金的支配方面得以良好地控制。

参考文献：

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