用于输电线路的装配式锥柱-板柱复合基础及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种用于输电线路的装配式锥柱‑板柱复合基础及其施工方法，包括底座以及连接在底座上的支撑段；支撑段包括由上至下依次设置的锥柱段和空心段，锥柱段的顶端连接预埋件，底座包括通过法兰盘与支撑段相连的中部混凝土横梁，在中部混凝土横梁的长边两侧平行设置有外部混凝土横梁，中部混凝土横梁与外部混凝土横梁之间通过平行设置的多根混凝土板条固定在一起。锥柱段当中通过混凝土浇筑钢筋笼，钢筋笼与法兰盘焊接或机械连接在一起。本发明专利技术的基础可以解决冻土冻胀破坏问题，自重轻，拼接构件体积小，节省了运输成本和吊装难度，降低了混凝土材料量和结构自重，结构设计更加经济，预制混凝土构件缩短了施工周期、保证了混凝土质量。

Fabricated cone-slab-column composite foundation for transmission line and its construction method

The invention discloses an assembled cone-column-slab-column composite foundation for transmission lines and its construction method, including a base and a supporting section connected on the base; the supporting section includes a cone-column segment and a hollow section arranged from top to bottom, the top of the cone-column segment is connected with a pre-embedded part, and the base includes a middle concrete beam connected with the supporting section through a flange, and a middle concrete cross section. External concrete beams are arranged parallel on both sides of the long side of the beam, and the middle concrete beams are fixed together with the external concrete beams through a plurality of parallel concrete slabs. In the cone column section, steel cage is poured through concrete, and the steel cage is welded or mechanically connected with the flange. The foundation of the present invention can solve the frost heave damage problem of frozen soil, with light self-weight, small splicing component volume, saving transportation cost and lifting difficulty, reducing concrete material quantity and structure self-weight, more economical structural design, shortening construction period of prefabricated concrete component and guaranteeing concrete quality.

【技术实现步骤摘要】
用于输电线路的装配式锥柱-板柱复合基础及其施工方法
本专利技术涉及输电线路工程领域，具体涉及一种用于输电线路的装配式锥柱-板柱复合基础及其施工方法。
技术介绍
青藏、东北、新疆地区，分布常年或季节性冻土，冻胀作用显著，冬季气温严寒，混凝土浇筑、养护困难；同时随着输电线路机械化施工技术水平的提高、电网工程建设能力的提升以及建设方式的转换要求，工程建设中越来越多地采用预制装配式基础，可以通过快速开挖和回填基坑克服这些特殊地区基坑成形或维护困难的问题，同时可以保证混凝土质量、缩短施工周期。锥柱基础能够依靠自身的截面型式全部或部分消除切向冻胀力。主要用于多年冻土区，且基础埋深大于设计融深，立柱表面采取了有效的防冻拔措施。锥柱基础是冻土地基常用的基础型式，在工程中有较为成熟的设计、施工及运行经验。预制混凝土装配式基础在输电线路的应用日益广泛，但是随着预制混凝土装配式基础尺寸和自重也不断增加，从而大大增加了运输、吊装的难度，尤其在交通不便、施工条件恶劣的地区，运输成本高、施工难度大的问题已经严重制约了预制混凝土装配式基础的推广和应用。现有的预制混凝土装配式板柱基础往往采用实心混凝土主柱，底板采用实心台阶式或棱台形混凝土板，会涉及到下列问题：①基础主柱为直柱，所受的水平法向冻胀力可相互抵消，而切向冻胀力会对基础产生上拔作用，容易造成基础的上拔失稳破坏。②主柱采用实心混凝土柱，底板采用实心混凝土板，混凝土方量大、自重大，运输会消耗很大的资源。③整体成形的预制构件体积较大，运输中所占空间较大，降低了运输的效率。④自重较大、体积较大的构件会增加吊装的难度，同时作业所需的重型吊装机具的运输难度也相应增加。⑤预制基础通常可采用高性能混凝土，继续使用实心混凝土板柱设计没有充分发挥其材料特性，造成了材料和成本的浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对常年或季节性冻土区域，实心混凝土主柱体积大、运输困难的问题，提供一种用于输电线路的装配式锥柱-板柱复合基础及其施工方法，该基础主柱形式合理，可以依靠自身的截面型式全部或部分消除切向冻胀力；此外，具有整体结构轻型化、拼装构件小型化的特点，使用过程中混凝土使用方量少，能够有效节省材料和综合工程造价，运输成本低，且施工方便。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种用于输电线路的装配式锥柱-板柱复合基础，包括底座以及连接在底座上的支撑段；所述的支撑段包括锥柱段，锥柱段的顶端连接有预埋件，锥柱段内部为空心段，锥柱段的底部设置有法兰盘；所述的底座包括中部混凝土横梁和混凝土板条，中部混凝土横梁通过法兰与锥柱段底部的法兰盘连接；中部混凝土横梁的长边两侧分别平行设置有外部混凝土横梁，多根混凝土板条平行设置形成阵列结构，中部混凝土横梁与外部混凝土横梁设置在阵列结构上且相互固定。所述的锥柱段是由钢筋笼和混凝土浇筑而成，钢筋笼与法兰盘焊接或机械连接。钢筋笼包括竖向布置一周的若干根主筋，主筋内外分别布置有环向外箍筋与环向内箍筋；主筋与环向外箍筋与环向内箍筋捆扎或焊接连接，环向外箍筋与环向内箍筋之间留有与主筋直径相等的间隙。所述支撑段所用混凝土的强度等级不低于C30，主筋的强度不低于HRB400。所述空心段与锥柱段同轴设置，空心段的截面积为锥柱段的截面积的30％-50％。空心段底部到法兰盘顶部的距离≥中部混凝土横梁的厚度+混凝土板条的厚度。所述的中部混凝土横梁与外部混凝土横梁为长方体结构。所述的锥柱段为圆台立柱或四棱台立柱结构。所述的空心段采用空心结构或填充非混凝土物质。所述的法兰盘及螺栓采用防腐材料制成，或者在表面制备防腐蚀涂料面层，或者在喷、镀锌层上再涂刷防腐蚀涂料的复合层进行防护。一种用于输电线路的装配式锥柱-板柱复合基础的施工方法，包括以下步骤：①先按照基础尺寸，进行支撑段、法兰盘、中部混凝土横梁、外部混凝土横梁、混凝土板条的预制得到预制构件，支撑段包括预埋件、锥柱段和法兰盘；②运输预制构件到施工现场；③定位并排布混凝土板条，将中部混凝土横梁、外部混凝土横梁与混凝土板条连接，中部混凝土横梁设置在两个外部混凝土横梁之间；④现场进行基坑开挖，并对开挖后的场地进行操平找正；⑤吊装中部混凝土横梁、外部混凝土横梁与混凝土板条的组合构件；⑥定位中部混凝土横梁的预埋钢筋，将主柱段和中部混凝土通过法兰盘连接；⑦土方回填。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：由于支撑段包括锥柱段和空心段，使支撑段混凝土使用方量小、自重轻，运输成本大幅度降低，方便吊装和施工。底座的中部混凝土横梁与外部混凝土横梁通过平行设置的多根混凝土板条固定在一起，比常规的台阶式或棱台形混凝土底板节省混凝土约20％-40％，方便运输。进一步，本专利技术锥柱段采用圆台立柱或四棱台立柱，能显著降低切向冻胀力对基础的影响，因此在多年冻土区得到广泛的应用。采用本专利技术采用预制式工艺，方便在现场基坑工程的场地中，快挖快填，在常年或季节性冻土等基坑成形或维持困难的场地快速施工，减少多年冻土的暴露时间，有利于施工作业和环境保护、降低安全风险。采用预制混凝土制备，能够保证混凝土的质量，避免现场恶劣环境下浇筑混凝土的难度，同时可使用高性能和高强度混凝土提升基础的防腐、防冻等耐久性能和承载性能。本专利技术相比于普通预制装配式基础，能够节省运输成本、混凝土用量和吊装难度，在交通运输困难地区，节省造价约5％～30％左右，效能比高、材料利用率高、经济效益明显。附图说明图1本专利技术支撑段竖直设置的结构示意图；图2本专利技术底座的结构示意图；图3本专利技术锥柱段结构的截面示意图；附图中：1-锥柱段；2-空心段；3-法兰盘；4-中部混凝土横梁；5-外部混凝土横梁；6-预埋件；7-混凝土板条；8-螺栓；9-主筋；10-环向外箍筋；11-环向内箍筋。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明。参见图1，本专利技术一种用于输电线路的装配式锥柱-板柱复合基础为主体混凝土结构，包括底座以及连接在底座上的支撑段；所述的支撑段包括由上至下依次设置的锥柱段1和空心段2，锥柱段1的顶端连接预埋件6，所述的底座包括通过法兰盘3与支撑段相连的中部混凝土横梁4，在中部混凝土横梁4的长边两侧平行设置有外部混凝土横梁5，中部混凝土横梁4与外部混凝土横梁5之间通过平行设置的多根混凝土板条7固定在一起。混凝土结构内部的环向空间内设有钢筋笼，钢筋笼置于锥柱段1中并通过混凝土预制而成，锥柱段1内部为空心段2，空心段2的截面积为锥柱段1的截面积的30％-50％，法兰盘3与钢筋笼焊接或机械连接，中部混凝土横梁4与法兰盘3通过法兰连接，连接预埋件6连接在混凝土结构顶部。参见图2，中部混凝土横梁4及外部混凝土横梁5与混凝土板条7通过螺栓8连接。多个混凝土板条7水平布置在地面上形成阵列结构，一个中部混凝土横梁4及两个外部混凝土横梁5设置在混凝土板条7阵列结构上，且混凝土板条7与中部混凝土横梁4及外部混凝土横梁5的布置方向相垂直。参见图3，钢筋笼由竖向布置一周的主筋9以及用于捆扎或焊接主筋9的环向外箍筋10和环向内箍筋11组成。锥柱段1为圆柱体或棱柱体结构，中部混凝土横梁4与外部混凝土横梁5、混凝土板条7为长方体结构，空心段3底部到法兰盘3顶部的距离不小于中部混凝土横梁4的厚度加混凝土板条7的厚度，空心段3中可空心或填充非混凝土物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于输电线路的装配式锥柱‑板柱复合基础，其特征在于：包括底座以及连接在底座上的支撑段；所述的支撑段包括锥柱段(1)，锥柱段(1)的顶端连接有预埋件(6)，锥柱段(1)内部为空心段(2)，锥柱段(1)的底部设置有法兰盘(3)；所述的底座包括中部混凝土横梁(4)和混凝土板条(7)，中部混凝土横梁(4)通过法兰与锥柱段(1)底部的法兰盘(3)连接；中部混凝土横梁(4)的长边两侧分别平行设置有外部混凝土横梁(5)，多根混凝土板条(7)平行设置形成阵列结构，中部混凝土横梁(4)与外部混凝土横梁(5)设置在阵列结构上且相互固定。

【技术特征摘要】
1.一种用于输电线路的装配式锥柱-板柱复合基础，其特征在于：包括底座以及连接在底座上的支撑段；所述的支撑段包括锥柱段(1)，锥柱段(1)的顶端连接有预埋件(6)，锥柱段(1)内部为空心段(2)，锥柱段(1)的底部设置有法兰盘(3)；所述的底座包括中部混凝土横梁(4)和混凝土板条(7)，中部混凝土横梁(4)通过法兰与锥柱段(1)底部的法兰盘(3)连接；中部混凝土横梁(4)的长边两侧分别平行设置有外部混凝土横梁(5)，多根混凝土板条(7)平行设置形成阵列结构，中部混凝土横梁(4)与外部混凝土横梁(5)设置在阵列结构上且相互固定。2.根据权利要求1所述的用于输电线路的装配式锥柱-板柱复合基础，其特征在于：所述的锥柱段(1)是由钢筋笼和混凝土浇筑而成，钢筋笼与法兰盘(3)焊接或机械连接。3.根据权利要求2所述的用于输电线路的装配式锥柱-板柱复合基础，其特征在于：钢筋笼包括竖向布置一周的若干根主筋(9)，主筋(9)内外分别布置有环向外箍筋(10)与环向内箍筋(11)；主筋(9)与环向外箍筋(10)与环向内箍筋(11)捆扎或焊接连接，环向外箍筋(10)与环向内箍筋(11)之间留有与主筋(9)直径相等的间隙。4.根据权利要求3所述的用于输电线路的装配式锥柱-板柱复合基础，其特征在于：所述支撑段所用混凝土的强度等级不低于C30，主筋(9)的强度不低于HRB400。5.根据权利要求1所述的用于输电线路的装配式锥柱-板柱复合基础，其特征在于：所述空心段(2)与锥柱段(1)同轴设置，空心段(2)的截面...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱梦伟，王学明，魏鹏，杨磊，袁俊，王虎长，吴彤，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61