一种用于高低腿输电铁塔的复合抗变形结构及方法技术

一种用于高低腿输电铁塔的复合抗变形结构及方法，结构：两个防护大板相平行地布置，且二者的高度不同；两个高塔腿独立基础和两个低塔腿独立基础呈矩形地分布；两个高塔腿独立基础分别浇筑在较高一个防护大板两端的上部，且在每个高塔腿独立基础和较高一个防护大板之间铺设有水平滑动层；两个低塔腿独立基础分别浇筑在较低一个防护大板两端的上部，且在每个低塔腿独立基础和较低一个防护大板之间铺设有水平滑动层

【技术实现步骤摘要】
一种用于高低腿输电铁塔的复合抗变形结构及方法


[0001]本专利技术属于输电铁塔基础及其设计方法
，具体是一种用于高低腿输电铁塔的复合抗变形结构及方法
。

技术介绍

[0002]近年来，随着电力建设的快速发展，越来越多的输电线路将被建设在山地边坡地带，其中许多线路还会途经煤矿采动区，进而将会面临采煤导致的地表变形的不利影响
。
若采用传统的等高腿铁塔及其传统一体式防护大板，必须对边坡场地进行整体式的平整开挖作业，从而会存在土石方开挖量大
、
水土流失严重等诸多弊端
。
在现有技术中，高低腿铁塔是适应山地边坡的更优选择
。
然而，其常用的传统原状土基础，不利于抵抗地表变形
。
因此，针对建设在山地边坡地带的输电铁塔，非常有必要研究新型的基础形式，以改进现有的防护大板形式和设计方法，实现山地边坡地带铁塔建设的安全性和环保性，确保输电线路的长期安全稳定运行
。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种用于高低腿输电铁塔的复合抗变形结构及方法；该结构可以显著减少铁塔基础建设的岩土体开挖量，减少水土流失，保护生态环境，同时可以对上部铁塔结构起到较好的保护作用，明显减小地表倾斜
、
地表水平变形等采动变形下的结构内力
。
该方法实施过程简单，操作过程方便，实施成本低，既有效提高铁塔的抗变形性能，又能减小开挖的土方量，在工程造价
、
施工工期和环保指标等方面都具有良好的效益
。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供一种用于高低腿输电铁塔的复合抗变形结构，包括两个高塔腿独立基础和两个低塔腿独立基础，其特征在于，还包括两个防护大板；
[0005]所述防护大板呈一字形的长条状；两个防护大板相平行地布置，且二者的高度不同，其中，较低的一个防护大板水平地布置在铁塔的两根高腿的下方，较高的一个防护大板水平地布置在铁塔的两根低腿的下方；
[0006]两个高塔腿独立基础和两个低塔腿独立基础呈矩形地分布；
[0007]两个高塔腿独立基础分别浇筑在较高一个防护大板两端的上部，且两个高塔腿独立基础的上端相平齐地设置，且在每个高塔腿独立基础和较高一个防护大板之间铺设有水平滑动层；
[0008]两个低塔腿独立基础分别浇筑在较低一个防护大板两端的上部，且两个低塔腿独立基础的上端相平齐地设置，且在每个低塔腿独立基础和较低一个防护大板之间铺设有水平滑动层
。
[0009]进一步，为了能够更好的抵抗地下开采导致的地表变形，并进一步降低上部铁塔结构的附加内力和变形幅度，还包括第一加强梁
、
第二加强梁
、
第三加强梁和第四加强梁；
[0010]第一加强梁和第二加强梁相平行地布置，且第一加强梁固定连接在两个低塔腿独
立基础之间，第二加强梁固定连接在两个高塔腿独立基础之间；
[0011]第三加强梁和第四加强梁相平行地布置，且第三加强梁固定连接在高塔腿独立基础和低塔腿独立基础位于同一侧的一个端部之间，且第三加强梁的两端分别与第一加强梁的一端和第二加强梁的一端相连接；
[0012]第四加强梁固定连接在高塔腿独立基础和低塔腿独立基础位于同一侧的另一个端部之间，且第四加强梁的两端分别与第一加强梁的另一端和第二加强梁的另一端相连接
。
[0013]通过四根加强梁的设置，可以将四个独立基础有效地连接为一个整体，从而通过两个分体式独立大板和带加强梁的独立基础的相配合，可以更好地抵抗地下开采导致的地表变形，降低上部铁塔结构的附加内力和变形
。
[0014]作为一种优选，第一加强梁
、
第二加强梁
、
第三加强梁和第四加强梁均水平地布置，且四根加强梁位于同一水平面中
。
[0015]作为进一步优选，第一加强梁水平地固定连接在两个低塔腿独立基础的上端之间，第二加强梁水平地固定连接在两个高塔腿独立基础的上部之间
。
[0016]作为另一种优选，第一加强梁和第二加强梁均水平地布置，且二者处于不同的高度，第三加强梁和第四加强梁均倾斜地布置
。
[0017]作为进一步优选，第一加强梁水平地固定连接在两个低塔腿独立基础的上端之间，第二加强梁水平地固定连接在两个高塔腿独立基础的上端之间
。
[0018]本专利技术中，通过将两个分体式防护大板置于不同高度处，这样能将传统的场地一体式平整开挖转变为铁塔场地的台阶式开挖，可以有效适用于明显的台阶地形或者边坡比较平整的地区，这样，当铁塔的顺线路方向沿着或垂直于山坡下坡方向时，可以采用该“2+2”分体式防护大板
。
这种“2+2”分体式防护大板的结构可以有效适用于“两高两低”的高低腿铁塔的安装需求，其可以显著减少铁塔基础建设过程中岩土体的开挖量，进而有利于减少后期的水土流失，这样，不仅可以更好地保护当地的生态环境，还能有利于对上部铁塔结构起到较好的保护作用，能明显减小地表倾斜
、
地表水平变形等采动变形情况下所产生的结构内力，进而能显著提高铁塔的抗变形性能
。
相比无防护大板的方案以及传统一体式的防护大板的方案，该复合抗变形结构具有完全不同的作用机理，其可以有效适用于具有两高两低塔腿的铁塔的布置方案，能够显著提高输电铁塔在不平整地区的复合抗变形能力
。
通过在每个独立基础与防护大板之间均设置了水平滑动层，这样可以有效减少防护大板与独立基础之间的摩擦力，使二者之间可以相对自由地滑动，降低了对结构的约束，从而能够避免应力裂缝的产生
。
在该技术方案中，利用分体式高低布置的两个防护大板
、
设置在每个独立基础与防护大板之间的水平滑动层
、
设置在每个防护大板上的两个独立基础组成了新型的复合抗变形结构，显著的提高了输电铁塔在不平整地区的复合抗变形能力
。
该复合抗变形结构可以显著减少铁塔基础建设的岩土体开挖量，减少水土流失，并能有效地保护生态环境，同时可以对上部铁塔结构起到较好的保护作用，明显减小地表倾斜
、
地表水平变形等采动变形下的结构内力
。
[0019]本专利技术还提供了一种用于高低腿输电铁塔的复合抗变形方法，采用一种用于高低腿输电铁塔的复合抗变形结构，具体包括以下步骤；
[0020]步骤一：防护大板参数的确定；
[0021]S11
：两个防护大板安装位置的确定；
[0022]对于存在明显的台阶或者边坡比较平整的地形条件，以铁塔顺线路方向沿着或垂直于山坡下坡方向确定出两个防护大板的安装位置，其中，两个防护大板的安装位置沿着山坡下坡方向依次分布，并位于岩土体相对稳定的区域，且每个防护大板的长度方向均沿垂直于山坡下坡方向延伸；
[0023]S12
：两个防护大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于高低腿输电铁塔的复合抗变形结构，包括两个高塔腿独立基础
(1)
和两个低塔腿独立基础
(2)
，其特征在于，还包括两个防护大板
(3)
；所述防护大板
(3)
呈一字形的长条状；两个防护大板
(3)
相平行地布置，且二者的高度不同，其中，较低的一个防护大板
(3)
水平地布置在铁塔的两根高腿的下方，较高的一个防护大板
(3)
水平地布置在铁塔的两根低腿的下方；两个高塔腿独立基础
(1)
和两个低塔腿独立基础
(2)
呈矩形地分布；两个高塔腿独立基础
(1)
分别浇筑在较高一个防护大板
(3)
两端的上部，且两个高塔腿独立基础
(1)
的上端相平齐地设置，且在每个高塔腿独立基础
(1)
和较高一个防护大板
(3)
之间铺设有水平滑动层；两个低塔腿独立基础
(2)
分别浇筑在较低一个防护大板
(3)
两端的上部，且两个低塔腿独立基础
(2)
的上端相平齐地设置，且在每个低塔腿独立基础
(2)
和较低一个防护大板
(3)
之间铺设有水平滑动层
。2.
根据权利要求1所述的一种用于高低腿输电铁塔的复合抗变形结构，其特征在于，还包括第一加强梁
(4)、
第二加强梁
(5)、
第三加强梁
(6)
和第四加强梁
(7)
；第一加强梁
(4)
和第二加强梁
(5)
相平行地布置，且第一加强梁
(4)
固定连接在两个低塔腿独立基础
(2)
之间，第二加强梁
(5)
固定连接在两个高塔腿独立基础
(1)
之间；第三加强梁
(6)
和第四加强梁
(7)
相平行地布置，且第三加强梁
(6)
固定连接在高塔腿独立基础
(1)
和低塔腿独立基础
(2)
位于同一侧的一个端部之间，且第三加强梁
(6)
的两端分别与第一加强梁
(4)
的一端和第二加强梁
(5)
的一端相连接；第四加强梁
(7)
固定连接在高塔腿独立基础
(1)
和低塔腿独立基础
(2)
位于同一侧的另一个端部之间，且第四加强梁
(7)
的两端分别与第一加强梁
(4)
的另一端和第二加强梁
(5)
的另一端相连接
。3.
根据权利要求2所述的一种用于高低腿输电铁塔的复合抗变形结构，其特征在于，第一加强梁
(4)、
第二加强梁
(5)、
第三加强梁
(6)
和第四加强梁
(7)
均水平地布置，且四根加强梁位于同一水平面中
。4.
根据权利要求3所述的一种用于高低腿输电铁塔的复合抗变形结构，其特征在于，第一加强梁
(4)
水平地固定连接在两个低塔腿独立基础
(2)
的上端之间，第二加强梁
(5)
水平地固定连接在两个高塔腿独立基础
(1)
的上部之间
。5.
根据权利要求2所述的一种用于高低腿输电铁塔的复合抗变形结构，其特征在于，第一加强梁
(4)
和第二加强梁
(5)
均水平地布置，且二者处于不同的高度，第三加强梁
(6)
和第四加强梁
(7)
均倾斜地布置
。6.
根据权利要求5所述的一种用于高低腿输电铁塔的复合抗变形结构，其特征在于，第一加强梁
(4)
水平地固定连接在两个低塔腿独立基础
(2)
的上端之间，第二加强梁
(5)
水平地固定连接在两个高塔腿独立基础
(1)
的上端之间
。7.
一种用于高低腿输电铁塔的复合抗变形方法，采用如权利要求1至6任一项所述的一种用于高低腿输电铁塔的复合抗变形结构，其特征在于，具体包括以下步骤；步骤一：防护大板
(3)
参数的确定；
S11
：两个防护大板
(3)
安装位置的确定；对于存在明显的台阶或者边坡比较平整的地形条件，以铁塔顺线路方向沿着或垂直于
山坡下坡方向确定出两个防护大板
(3)
的安装位置，其中，两个防护大板
(3)
的安装位置沿着山坡下坡方向依次分布，并位于岩土体相对稳定的区域，且每个防护大板
(3)
的长度方向均沿垂直于山坡下坡方向延伸；
S12
：两个防护大板
(3)
厚度的确定；取铁塔根开的
1/25
和
400mm
两者中较大的值作为防护大板
(3)
的厚度，同时，确保防护大板
(3)
的厚度不超过
600mm
；
S13
：两个防护大板
(3)
宽度的确定；确保防护大板
(3)
的横向中心线与其上方的两个独立基础的横向中心线相重合，并按照公式
(1)
确定出防护大板
(3)
的宽度；
B
＝
B
dj
+2a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
；式中，
B
是防护大板
(3)
的横向宽度，单位：
mm
；
B
dj
是防护大板
(3)
上方的独立基础在同一个方向的底边宽度值，单位：
mm
；
a
是防护大板
(3)
横向端部边缘到上部独立基础对应边缘的水平距离；
S14
：两个防护大板
(3)
长度的确定；按照公式
(2)
确定出防护大板
(3)
的长度；
L
＝
l0+B
dj
+2a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
；式中，
L
是防护大板
(3)
的长度，单位：
mm
；
l0是防护大板
(3)
上方两个独立基础之间的中心距离，单位：
mm
；
S15
：防护大板
(3)
配筋的确定；根据实际工程地表变形的类型和大小的预计结果进行定量分析，根据公式
(3)、(4)
和
(5)
计算截面设计弯矩值
M
；在此基础上，按照双层双向配筋方案，根据公式
(6)
和
(7)
计算截面钢筋配筋面积
A
s

【专利技术属性】
技术研发人员：李志强，王洪峰，朱晓东，许湧平，梁经龙，段志强，梁洋，胡阳，姚建峰，张帅，韩晋东，张枫，卜翠萍，蒙春玲，张斌，孟繁为，
申请(专利权)人：中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：