一种输电塔用单锚索板式基础及施工方法与流程

本发明属于输电塔基础领域，具体涉及一种输电塔用单锚索板式基础。

背景技术：

目前，在覆盖层较厚的地区，主要使用传统的输电线路基础，例如“大开挖”、“掏挖扩底”、“灌注桩”等基础，但是这些传统基础都有缺陷，大开挖基础开挖面积大，占地多；掏挖基础的施工比较困难；灌注桩基础的造价比较高。

传统基础地下部分占用空间较大，当对基础地下部分的占用空间存在较高的约束条件时，常规的板式基础由于计算模型的限制，地下大板的面积往往较大，易不满足应用条件；而灌注桩基础虽占地面积小很多，但对于环境要求较高或交通运输不便的地区，采用灌注桩基础时，由于施工工艺的限制，对于场地和运输条件均有一定要求，往往由于无法很好的解决而造成环境污染。

传统基础主要依靠基础整体来抵抗上拔力、下压力和水平力，但抵抗某一控制荷载时往往传统基础的局部并不受力或受力较小，导致材料的浪费，增加基础造价，使得传统基础的造价较高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题就是提供一种施工方便的输电塔用单锚索板式基础。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种输电塔用单锚索板式基础，包括承重板、位于承重板下方的锚孔、穿过承重板伸入锚孔中固定的预应力锚索和填充在锚孔中的混凝土，预应力锚索包括穿过承重板的钢绞线、连接在钢绞线底端的伸缩锚、套接在伸缩锚外部的钢管套和拉动钢管套上下移动的钢索，伸缩锚包括上联板、下联板、连接上联板和下联板的弹簧以及至少两组连杆组件，连杆组件对称设置在上联板两侧，连杆组件包括相铰接的上连杆和下连杆，上连杆和下连杆分别与上联板和下联板相铰接。

进一步的，承重板上设置有供钢绞线和钢索穿过的连通孔，承重板上端设置有固定盘，固定盘上设置至少三个与连通孔连通的通孔，钢绞线和钢索分别从不同的通孔中通过。

进一步的，通孔为倒圆台形，通孔中固定有夹紧钢绞线或钢索的分体式的楔形夹头。

进一步的，钢索设置有两个，两个钢索的下端均设置有吊环，钢管的上端对称设置有两个分别与吊环配合的挂钩。

进一步的，通孔包括设置在固定盘中心供钢绞线穿过的固定孔、位于固定孔两侧供钢索穿过的拉动孔和通气孔。

进一步的，钢绞线通过楔形夹头与上联板相连。

进一步的，承重板为钢筋混凝土结构，包括若干个交叉设置的钢板和包裹在钢板外的混凝土。

进一步的，承重板的四角设置有螺孔，螺孔内螺纹连接有地脚螺栓。

进一步的，连杆组件设置有四组，四组连杆组件呈中心对称。

本发明还提供了一种输电塔用单锚索板式基础的施工方法，步骤如下：

(1)在选定的地面上挖设放置承重板的基坑，在基坑的底部向下竖直钻锚孔，使用扩孔设备将锚孔的底部扩孔成球形；

(2)连接上联板和钢绞线，将钢管套套接在伸缩锚外侧的预应力锚索放入锚孔中；

(3)利用支撑杆等器械伸入锚孔中抵住上联板的顶部，向上拉动钢索，钢索带动钢管套向上移动，使得伸缩锚在锚孔底部的球形孔中伸出钢管套，并向外扩张，然后取出支撑杆；

(4)向锚孔中注入混凝土，使得锚孔中的混凝土和预应力锚索凝结成一体；

(5)在基坑中放置钢板并浇注混凝土，形成承重板；

(6)在凝结的承重板的顶部放置固定盘，利用分体式的楔形夹头将钢绞线和钢索锁紧在固定盘上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、在选定的地面上挖设放置承重板的基坑，在基坑的底部向下竖直钻锚孔，使用扩孔设备将锚孔的底部扩孔成球形，将钢管套套接在伸缩锚外侧的预应力锚索放入锚孔中，此时连杆组件与钢管套的内壁相抵，下联板受到铰接的上连杆和下连杆的推动，上联板和下联板之间的弹簧受下联板的拉动，处于拉伸状态；利用支撑杆等器械伸入锚孔中抵住上联板的顶部，向上拉动钢索，钢索带动钢管套向上移动，使得伸缩锚在锚孔底部的球形孔中伸出钢管套，弹簧回缩，带动下联板向上联板的方向移动，使得铰接的上连杆和下连杆向外扩张，然后取出支撑杆，向锚孔中注入混凝土，使得锚孔中的混凝土和预应力锚索凝结成一体，在基坑中放置钢板并浇注混凝土，形成承重板，在凝结的承重板的顶部放置固定盘，利用分体式的楔形夹头将钢绞线和钢索锁紧在固定盘上；承重板抵抗输电塔给予的竖直向下的压力、水平力和弯矩，防止基础出现侧向滑移和倾覆，承重板下部的包裹住伸缩锚的混凝土球体利用地下扩张结构抵抗输电塔由于风载荷等因素产生的上拔力，能使上部输电塔具有较好的抵抗动荷载能力，弹簧式伸缩锚结构可自由伸缩扩张，便于运输及施工，预应力锚索主要传递上拔力，这样的预应力锚索基础荷载传递明确、基础受力清晰，减小了锚孔的大小，减少原状土开挖量和弃土量，降低大面积开挖对环境造成的破坏，从而保护生态环境；同时本基础施工机械化程度高，使得施工周期短，提高施工效率，降低施工成本。

2、钢绞线和承重板通过固定盘链接，固定盘增大了钢绞线环绕承重板之间的接触面积，防止出现过大的应力集中现象，钢绞线和钢索分别从不同的通孔中通过，使得钢绞线和钢索在不同的通孔中固定。

3、分体式的楔形夹头便于夹持钢绞线和钢索，楔形夹头对钢绞线进行夹持的过程中具有自锁功能，不易产生滑移现象，同时楔形夹头有效防止钢索对固定盘的磨损；倒圆台形的通孔和楔形夹头相配合，对通孔中的楔形夹头进行固定，防止楔形夹头滑落。

4、两个对称在钢绞线两侧的挂钩与吊环相配合，使得钢索在提升钢管套时，钢管套的两侧均收到拉动，受力更加均匀，拉动钢管套更加方便省力。

5、通孔包括设置在固定盘中心供钢绞线穿过的固定孔、位于固定孔两侧供钢索穿过的拉动孔和通气孔，通气孔使得固定盘下部的混凝土中的潮湿气体可以及时排出，防止混凝土过于潮湿而影响混凝土的强度。

6、钢绞线通过楔形夹头与上联板相连，使得钢绞线和上联板的固定位置进行安装，安装更加简便，同时可根据不同大小的锚孔，在钢绞线上连接不同大小的伸缩锚，适用范围更广。

7、承重板为钢筋混凝土结构，钢板的刚度大，使承重板的强度较高，混凝土浇注在钢板外，对钢板起到保护作用，使承重板的耐久性和耐火性明显优于纯钢结构的承重板，充分的发挥钢板和混凝土的物理力学性能，节省材料，降低造价。

8、通过将地脚螺栓安装在承重板的四角，使得承重板在承受下压力和上拔力时，受力更加均匀，防止受力不均损坏承重板。

9、连杆组件设置有四组，四组连杆组件绕弹簧呈中心对称，使得连杆组件从四个方向上向锚孔延伸，使得浇注混凝土之后的包裹着伸缩锚在各个方向上的受力更加均匀。

与现有技术相比，本发明通过承重板和预应力锚索，抵抗输电塔给予的竖直向下的压力、水平力、弯矩和上拔力，减小了锚孔的大小，减少原状土开挖量和弃土量，降低大面积开挖对环境造成的破坏，从而保护生态环境，同时施工时机械化程度高，使得施工周期短，提高施工效率，降低施工成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1为承重板和预应力锚索扩张状态的立体图；

图2为埋于地面的承重板和预应力锚索扩张状态的示意图；

图3为埋于锚孔的预应力锚索收缩状态的示意图；

图4为承重板的局部剖面图；

图5为图4的爆炸图；

图6为图5的b部放大图。

其中：1、承重板；11、钢板；12、连通孔；2、锚孔；3、预应力锚索；31、钢绞线；32、伸缩锚；321、上联板；322、下联板；323、弹簧；324、连杆组件；3241、上连杆；3242、下连杆；33、钢管套；331、挂钩；34、钢索；341、吊环；4、固定盘；41、固定孔；42、拉动孔；43、通气孔；5、楔形夹头；6、地脚螺栓。

具体实施方式

参照图1至图6对本发明一种输电塔用单锚索板式基础的实施例做进一步说明。

如图1至图4所示，一种输电塔用单锚索板式基础，包括承重板1、位于承重板1下方的锚孔2、穿过承重板1伸入锚孔2中固定的预应力锚索3和填充在锚孔2中的混凝土，预应力锚索3包括穿过承重板1的钢绞线31、连接在钢绞线31底端的伸缩锚32、套接在伸缩锚32外部的钢管套33和拉动钢管套33上下移动的钢索34，承重板1上设置有供钢绞线31和钢索34穿过的连通孔12，承重板1上端设置有固定盘4，固定盘4上设置至少四个与连通孔12连通的通孔，钢绞线31和承重板1通过固定盘4链接，固定盘4增大了钢绞线31环绕承重板1之间的接触面积，防止出现过大的应力集中现象，钢绞线31和钢索34分别从不同的通孔中通过，使得钢绞线31和钢索34在不同的通孔中固定。

承重板1抵抗输电塔给予的竖直向下的压力、水平力和弯矩，防止基础出现侧向滑移和倾覆，承重板1下部的包裹住伸缩锚32的混凝土球体利用地下扩张结构抵抗输电塔由于风载荷等因素产生的上拔力，能使上部输电塔具有较好的抵抗动荷载能力，弹簧323式伸缩锚32结构可自由伸缩扩张，便于运输及施工，预应力锚索3主要传递上拔力，这样的预应力锚索3基础荷载传递明确、基础受力清晰，减小了锚孔2的大小，减少原状土开挖量和弃土量，降低大面积开挖对环境造成的破坏，从而保护生态环境；本基础施工机械化程度高，使得施工周期短，提高施工效率，降低施工成本。

如图5所示，通孔包括设置在固定盘4中心供钢绞线31穿过的固定孔41、位于固定孔41两侧供钢索34穿过的拉动孔42和通气孔43，同时通气孔43使得固定盘4下部的混凝土中的潮湿气体可以及时排出，防止混凝土过于潮湿而影响混凝土的强度。钢索34设置有两个，两个钢索34的下端均设置有吊环341，钢管的上端对称设置有两个分别与吊环341配合的挂钩331，两个对称在钢绞线31两侧的挂钩331与吊环341相配合，使得钢索34在提升钢管套33时，钢管套33的两侧均收到拉动，受力更加均匀，拉动钢管套33更加方便省力。

通孔为倒圆台形，通孔中固定有夹紧钢绞线31或钢索34的分体式的楔形夹头5，分体式的楔形夹头5便于夹持钢绞线31和钢索34，楔形夹头5对钢绞线31和钢索34进行夹持的过程中具有自锁功能，不易产生滑移现象，同时楔形夹头5有效防止钢索34对固定盘4的磨损；倒圆台形的通孔和楔形夹头5相配合，对通孔中的楔形夹头5进行固定，防止楔形夹头5滑落。

如图6所示，伸缩锚32包括上联板321、下联板322、连接上联板321和下联板322的弹簧323以及至少两组连杆组件324，连杆组件324对称设置在上联板321两侧，连杆组件324包括相铰接的上连杆3241和下连杆3242，上连杆3241和下连杆3242分别与上联板321和下联板322相铰接，钢绞线31通过楔形夹头5与上联板321相连，使得钢绞线31和上联板321的固定位置进行安装，安装更加简便，同时可根据不同大小的锚孔2，在钢绞线31上连接不同大小的伸缩锚32，适用范围更广，连杆组件324设置有四组，四组连杆组件324绕弹簧323呈中心对称，使得连杆组件324从四个方向上向锚孔2延伸，使得包裹着混凝土的伸缩锚32在各个方向上的受力更加均匀。

承重板1为钢筋混凝土结构，包括若干个交叉设置的钢板11和包裹在钢板11外的混凝土，钢板11的刚度大，使承重板1的强度较高，混凝土浇注在钢板11外，对钢板11起到保护作用，使承重板1的耐久性和耐火性明显优于纯钢结构的承重板1，承重板1的四角设置有螺孔，螺孔内螺纹连接有地脚螺栓6，通过将地脚螺栓6安装在承重板1的四角，使得承重板1在承受下压力和上拔力时，受力更加均匀，防止受力不均损坏承重板1。

本发明还提供了一种输电塔用单锚索板式基础的施工方法，步骤如下：

(1)在选定的地面上挖设放置承重板1的基坑，在基坑的底部向下竖直钻锚孔2，使用扩孔设备将锚孔2的底部扩孔成球形；

(2)连接上联板321和钢绞线31，将钢管套33套接在伸缩锚32外侧的预应力锚索3放入锚孔2中，此时连杆组件324与钢管套33的内壁相抵，下联板322受到铰接的上连杆3241和下连杆3242的推动，上联板321和下联板322之间的弹簧323受下联板322的拉动，处于拉伸状态；

(3)利用支撑杆等器械伸入锚孔2中抵住上联板321的顶部，向上拉动钢索34，钢索34带动钢管套33向上移动，使得伸缩锚32在锚孔2底部的球形孔中伸出钢管套33，弹簧323回缩，带动下联板322向上联板321的方向移动，使得铰接的上连杆3241和下连杆3242向外扩张，然后取出支撑杆；

(4)向锚孔2中注入混凝土，使得锚孔2中的混凝土和预应力锚索3凝结成一体；

(5)在基坑中放置钢板11并浇注混凝土，形成承重板1；

(6)在凝结的承重板1的顶部放置固定盘4，利用分体式的楔形夹头5将钢绞线31和钢索34锁紧在固定盘4上。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。