海上输电线路塔基承台施工支架三维模型分析方法技术

本发明专利技术属于输电设备技术领域，尤其涉及一种海上输电线路塔基承台施工支架三维模型分析方法，包括以下步骤：步骤一、工程概况及支架布置；步骤二、计算依据及基本参数；步骤三、施工支架二维受力分析；步骤四、施工支架三维有限元分析；步骤五、计算结果。本发明专利技术提供了一种基于海上输电线路塔基承台施工支架模型分析的有益效果：通过理论模型的建立和分析，给出了承台的内力计算和主应力线的绘制方法，具有较强的示范性和科研支撑力度，很大程度上解决了选材不合适、工业材料浪费、承台质量不高的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
海上输电线路塔基承台施工支架三维模型分析方法


[0001]本专利技术属于输电设备
，具体涉及一种海上输电线路塔基承台施工支架三维模型分析方法。

技术介绍

[0002]在输电线路施工中，铁塔承台基础结构是决定输电线路上部铁塔质量的核心部位，对于铁塔承台的强度要求也十分苛刻。尤其是在海上铁塔施工环境下，海上所受到的多种载荷的综合作用下，导致承台加工的风险较高，难度较大。
[0003]从现有专利来看，线路工程海上基础施工环节，所能够采用的理论分析模型较少，由于没有进行较为严格和细致的数学、力学分析方法，因此可行性不强。使用科学有效的方法实施承台支架及承载评判，从而保证了基础高装承台的安全和质量。
[0004]综上，当前从技术、经济等多角度尚不存在一种切实有效的海上铁塔基础承台施工模型分析方法，本专利技术旨在给出一种海上输电线路塔基承台施工支架三维模型有限元分析及方案优化，具有极大的创新意义与推广价值。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种海上输电线路塔基承台施工支架三维模型分析方法，以解决
技术介绍
中存在的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种海上输电线路塔基承台施工支架三维模型分析方法，包括以下步骤：步骤一、工程概况及支架布置；步骤二、计算依据及基本参数；步骤三、施工支架二维受力分析；步骤四、施工支架三维有限元分析；步骤五、计算结果。
[0007]优选地，步骤一中，塔位序号为 T1~T122，T103
‑
T112合计10个塔位塔基采用浮平台钻孔施工。塔基采用 1.2m 钻孔桩基础，根据不同跨度和地质条件分别采用四种承台形式。T103，T108，T109 塔基采用 2 个 13m
×
13m 承台，2 个 13m
×
9.4m 承台组合基础；T104，T107，T112 塔基采用 4 个 5.8m
×
5.8m 承台基础；T111 塔基采用 4 个 9.4m
×
9.4m 基础；T105，T106，T110 塔基采用 4 个 13m
×
9.4m 承台基础。
[0008]优选地，步骤二中，施工支架受力验算需考虑如下荷载类型：上部模板、地脚螺栓自重，取 q1=2.0kPa，新浇筑混凝土自重，取 26kN/m3，承台钢筋自重，见表1表 1 承台混凝土及钢筋自重
施工人员、材料和机具等施工荷载，取q3=2.5kPa，倾倒混凝土产生的冲击荷载，取q4=2kPa，振捣混凝土产生的荷载，取q5=2kPa，参考《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210
‑
2016,施工支架验算的荷载组合如下：强度、稳定承载力验算：1.2
×
（+）+1.4
×
（++）刚度（挠度）验算：1.0
×
（+）。
[0009]优选地，步骤三中，在各类承台下，方木、工字钢10a以及顶托的计算模型基本相同，而受承台平面尺寸及桩基数量的影响，工字钢20a和工字钢36a的计算模型会随承台不同而发生显著变化，因此，本章对方木、工字钢10a以及顶托的受力验算不区分承台类型，而对工字钢20a和工字钢36a的计算则考虑 13m
×
13m 和 5.8m
×
5.8m 两种极端情况。
[0010]优选地，步骤四中，受混凝土桩影响，部分支架构件在桩身附近无法布设，导致主要受力构件荷载分担不均，存在安全风险，为进一步明确平台整体受力特征，通过建立三维有限元模型，对四类承台施工支架的受力情况开展进一步分析。
[0011]优选地，步骤五中，由组合应力分析结果可知，在桩身两侧紧邻的工字钢20a最大应力约为240MPa>[σ]，强度不满足要求；因此，拟将桩身两侧紧邻的工字钢型号由 20a 调整至 22a，按调整后的结构再次进行受力分析，此时最大应力为211MPa<[σ]，强度满足要求；施工支架的整体竖向位移最大挠度约为 5.3mm，刚度满足要求；按照同等方式对其他三种尺寸的支架进行三维有限元分析，得到13m*9.4m、9.4m*9.4m、5.8m*5.8m三种不同类型的承台的刚度和强度均符合要求。
[0012]本专利技术的有益效果是：针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于海上输电线路塔基承台施工支架模型分析的有益效果：通过理论模型的建立和分析，给出了承台的内力计算和主应力线的绘制方法，具有较强的示范性和科研支撑力度，很大程度上解决了选材不合适、工业材料浪费、承台质量不高的问题。依据此分析方法和理论模型，可以更加直接地进行承台施工支架的各种钢结构材料的选择，从而在根源上避免用材强度不够而影响承台质量、甚至影响后续组塔等安全隐患。
附图说明
[0013]图1为本专利技术中承台施工支架布置整体图；
图2为本专利技术中承台施工支架布置选材配置图；图3a为本专利技术中方木计算简图；图3b为本专利技术中方木的组合应力图(强度验算)；图4为本专利技术中三维有限元模型图；图5为本专利技术中承台面荷载分布图；图6本专利技术中施工支架整体组合应力图；图7为本专利技术中工字钢(20a)组合应力分布图(单位：kPa)。
具体实施方式
[0014]下面结合附图及较佳实施例详细说明本专利技术的具体实施方式。
[0015]一种海上输电线路塔基承台施工支架三维模型分析方法，包括以下步骤：（一）程概况及支架布置形式塔位序号为 T1
‑
T122，T103
‑
T112合计10个塔位塔基采用浮平台钻孔施工。塔基采用 1.2m 钻孔桩基础，根据不同跨度和地质条件分别采用四种承台形式。T103，T108，T109 塔基采用 2 个 13m
×
13m 承台，2 个 13m
×
9.4m 承台组合基础；T104，T107，T112 塔基采用 4 个 5.8m
×
5.8m 承台基础；T111 塔基采用 4 个 9.4m
×
9.4m 基础；T105，T106，T110 塔基采用 4 个 13m
×
9.4m 承台基础。
[0016]在灌注桩桩头
‑
1615mm 处预埋 400mm
×
400mm 方钢，使用 36a 工字钢从方钢内穿入，在工字钢下用木方支垫，36a 工字钢为主梁，在主梁上安装一层 20a 纵梁，在纵梁上间隔 600 安装顶托，顶托起重高度需全部调整一致，在顶托上横向安装一层 10a 次横梁，最后在次横梁上纵向安装一层撑方。承台施工支架的初始布置方案如图 1所示。
[0017]（二）计算依据及基本参数施工支架受力验算需考虑如下荷载类型：上部模板、地脚螺栓自重（取 q1=2.0kPa）新浇筑混凝土自重（取 26kN/m3）承台钢筋自重，见表1施工人员、材料和机具等施工荷载（取q3=2.5kPa）倾倒混凝土产生的冲击荷载（取q本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上输电线路塔基承台施工支架三维模型分析方法，其特征在于:包括以下步骤：步骤一、工程概况及支架布置；步骤二、计算依据及基本参数；步骤三、施工支架二维受力分析；步骤四、施工支架三维有限元分析；步骤五、计算结果。2.根据权利要求1所述的海上输电线路塔基承台施工支架三维模型分析方法，其特征在于:步骤一中，塔位序号为 T1~T122，T103
‑
T112合计10个塔位塔基采用浮平台钻孔施工，塔基采用 1.2m 钻孔桩基础，根据不同跨度和地质条件分别采用四种承台形式，T103，T108，T109 塔基采用 2 个 13m
×
13m 承台，2 个 13m
×
9.4m 承台组合基础；T104，T107，T112 塔基采用 4 个 5.8m
×
5.8m 承台基础；T111 塔基采用 4 个 9.4m
×
9.4m 基础；T105，T106，T110 塔基采用 4 个 13m
×
9.4m 承台基础。3.根据权利要求1所述的海上输电线路塔基承台施工支架三维模型分析方法，其特征在于:步骤二中，施工支架受力验算需考虑如下荷载类型：上部模板、地脚螺栓自重，取 q1=2.0kPa，新浇筑混凝土自重，取 26kN/m3，承台钢筋自重，见表1表 1 承台混凝土及钢筋自重施工人员、材料和机具等施工荷载，取q3=2.5kPa，倾倒混凝土产生的冲击荷载，取q4=2kPa，振捣混凝土产生的荷载，取q5=2kPa，参考《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210
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2016,施工支架验算的荷载组合如下：强度、稳定承载力验算：1.2

【专利技术属性】
技术研发人员：孔德智，崔荣坤，张伟，周以松，韩旭，刘雨菲，耿媛媛，刘鹏，黎明，宫艺鸣，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：