一种输电线路十字悬臂梁独柱自平衡基础及施工方法
【专利摘要】本发明公布了一种输电线路十字悬臂梁独柱自平衡基础及施工方法，它位于输电塔腿(7)的下方，其特征在于：十字悬臂梁(1)设置在上表面呈圆形的基础主柱(2)的上端，每个所述的十字悬臂梁(1)和基础主柱(2)的外边缘均设置有护栏(6)，在所述的十字悬臂梁(1)上设置有锥形柱(4)；所述的基础主柱(2)垂直放置，且下端伸入到地面以下与扩大头(3)通过混凝土浇筑在一起；所述的爬梯(5)设置在所述的基础主柱(2)的侧面，且沿地面到基础主柱(2)的顶端；它克服了现有技术中的基础直径小，施工空间小，施工风险大的缺点，具有有效避免塔材受到腐蚀和淹没的优点。
【专利说明】
一种输电线路十字悬臂梁独柱自平衡基础及施工方法
技术领域
[0001]本发明涉及到输电线路基础的技术领域，更加具体来说是一种输电线路十字悬臂梁独柱自平衡基础及施工方法。
【背景技术】
[0002]作为输电线路工程重要组成部分之一，输电线路基础投资占工程总成本30%以上，其主要作用是支撑输电杆塔;输电线路往往要经过腐蚀性地区或淹没区，常规设计的杆塔由于塔腿接近地面，容易被腐蚀或者淹没;输电线路传统的4基础，由于基础直径小，施工空间小，施工风险大。强腐蚀地区，原状土基础没法实施防腐界面材料的涂刷，一般采用开挖基础，以便于涂刷防腐材料。对于传统的4个独立开挖基础，土方量大，不环保，且基础比表面积大，防腐费用高。
[0003]传统输电线路四基础型式，占地面积大，征地困难，当输电线路跨高速公路或高架桥时，往往会受到公路运行限制，从而造成输电线路绕行，增加成本。
[0004]对于需要跨河需要将输电塔设置在河道中间时，传统的四基础型式，施工困难程度大；占水域面积大，影响航道通行。
【发明内容】
[0005]本发明的第一目的在于克服上述【背景技术】的不足之处，而提出一种输电线路十字悬臂梁独柱自平衡基础，其有效避免塔材受到腐蚀和淹没的不利情况发生。
[0006]本发明一种输电线路十字悬臂梁独柱自平衡基础，它位于输电塔腿的下方，其特征在于:它包括十字悬臂梁、基础主柱、扩大头、锥形柱、爬梯和护栏;在所述的十字悬臂梁设置在上表面呈圆形的基础主柱的上端，每个所述的十字悬臂梁和基础主柱的外边缘均设置有护栏，在所述的十字悬臂梁上等间距设置有锥形柱，所述的基础主柱垂直放置，且下端伸入到地面以下与扩大头通过混凝土浇筑在一起;所述的爬梯设置在所述的基础主柱的侧面，且沿地面到基础主柱的顶端。
[0007]在上述技术方案中:所述的输电塔腿通过锥形柱内设置的地脚螺栓螺栓连接，并形成铰接柱脚结构。
[0008]在上述技术方案中:所述的基础主柱的中心与输电塔中心位于同一铅垂线上；所述的基础主柱的直径为1.6米-2.6米;所述的基础主柱截面为等截面实心或中空结构，所述的基础主柱的外轮廓为中空正方形或中空环形截面。
[0009]在上述技术方案中:所述的基础主柱沿地面至顶端1.5米，设置有爬梯。
[0010]在上述技术方案中:当地基为软弱地基时，在所述的扩大头下方布置有粧基或微粧结构。
[0011]在上述技术方案中:所述的十字悬臂梁为变截面混凝土结构，且所述的十字悬臂梁自由端断面面积小，所述的十字悬臂梁与基础主柱连接的根部断面面积大。
[0012]在上述技术方案中:在输电塔的沉降量在0-20晕米时，在所述的输电塔腿与所述的锥形柱之间设置有E型垫钢板，在所述的锥形柱内设置有地脚螺栓，所述的地脚螺栓一端预埋在所述的锥形柱内，另一端穿过垫钢板插入到输电塔腿内，所述的垫钢板的厚度为8毫米、10毫米、14毫米、16毫米和20毫米。
[0013]在上述技术方案中:在输电塔的沉降量大于20毫米时，在所述的输电塔腿与所述的锥形柱之间浇筑有素混凝土，在所述的锥形柱内设置有地脚螺栓，所述的地脚螺栓一端插入到所述的锥形主柱内，另一端的尾部套有连接套筒，在所述的连接套筒上设置有加长螺杆，所述的加长螺杆通过螺母固定在输电塔腿中，在所述的素混凝土中设置有工字型钢，所述的工字型钢沿纵向布置在所述的素混凝土内，且尾部插入到所述的锥形柱内，在所述的工字型的尾部设置有预留槽。
[0014]本发明的第二目的在于克服上述【背景技术】的不足，而提出一种输电线路十字悬臂梁独柱自平衡基础的施工方法，它包括如下施工步骤:
[0015]A、基坑开挖;按照基础主柱的尺寸大小选择开挖同等大小的基坑；
[0016]B、钢筋架立和模板支护；按照基础主柱的尺寸大小架立相同尺寸的钢筋模型，同时在所述的钢筋模型内支护内膜板，对于挖孔基础钢筋的架立与普通基础类似，但还需要支护内模板，以方便主柱空腔和空腔外侧混凝土的浇筑；
[0017]C、混凝土浇筑和弃土回填；同时浇筑所述的基础主柱的空腔和底部的扩大头，保证一次浇筑成型；
[0018]D、支护内膜板的安装;所述的内模板选用充气芯膜作为内膜板，将所述的内膜板置于所述的基础主柱内，制作成基础主柱的内部空腔，并压缩充气芯膜的内部空气；
[0019]E、支护内膜板的拆除；当所述的内膜板外的基础主柱中的混凝土凝固后，放出充气芯膜中的压缩空气，所述的充气芯膜收缩，将充气芯膜从基础主柱的空腔中抽出。
[0020]在上述技术方案中:所述的基础主柱、扩大头和十字悬臂梁均采用C25的混凝土；所述的基础主柱的主筋、扩大头的钢筋和十字悬臂梁钢筋采用HRB400的钢筋，外箍筋和架立箍筋采用HPB300的钢筋。
[0021]本发明具有如下优点:1、输电塔架立在距离地面有一定高度的悬臂梁上，可以有效避免塔材受到腐蚀和淹没的不利情况发生，也降低了架空输电线路在地面的占地空间，使输电杆塔不受场地限制，从而不会妨碍周围的生产活动及交通运行。
[0022]2、独柱支撑式基础具有一定高度，在满足设计档距的同时，可以降低角钢塔的制作高度，或者不改变原有杆塔高度，提高杆塔的挂点高度。
[0023]3、对于沙漠地区，砂质土的上拔角一直没有一个明确的定论，采用本发明，基础不用计算上拔工况，从而避免了上拔角的取值问题。
【附图说明】
[0024]图1为本发明的结构示意图。
[0025]图2为本发明中的基础主柱的纵向剖面图。
[0026]图3为本发明中的基础的俯视图。
[0027]图4为图1中A-A的剖面图。
[0028]图5为本发明中的锥形柱与输电塔的连接结构示意图。
[0029]图6为软弱地基时扩大头部分的结构示意图。
[0030]图7为当沉降量小于20毫米时本发明中的输电塔腿与锥形基础的结构示意图。
[0031]图8为钢垫板的结构示意图。
[0032]图9为当沉降量大于20毫米时本发明中的输电塔腿与锥形基础的结构示意图。
[0033]图10为本发明中基础主柱和扩大头中的外箍筋和架立箍筋的具体绑扎示意图。
[0034]图11为本发明中基础主柱和扩大头的内膜板安装示意图。
[0035]图中:十字悬臂梁1、基础主柱2、内模板2.1、扩大头3、粧基或微粧结构3.1、锥形柱
4、垫钢板4.1、地脚螺栓4.2、爬梯5、护栏6、输电塔腿7、素混凝土8、连接套筒9、加长螺杆1、工字型11、预留槽11.1。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图详细说明本发明的的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已，同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
[0037]参照图1-11所示:本发明一种输电线路十字悬臂梁独柱自平衡基础，它位于输电塔塔腿7的下方，其特征在于:它包括十字悬臂梁1、基础主柱2、扩大头3、锥形柱4、爬梯5和护栏6;在所述的十字悬臂梁I设置在上表面呈圆形的基础主柱2的上端，每个所述的十字悬臂梁I和基础主柱2的外边缘均设置有护栏6，在所述的十字悬臂梁I上设置有锥形柱4;所述的基础主柱2垂直放置，且下端伸入到地面以下与扩大头3通过混凝土浇筑在一起;所述的爬梯5设置在所述的基础主柱2的侧面，且沿地面到基础主柱2的顶端。
[0038]所述的输电塔腿7通过锥形柱4内设置的地脚螺栓4.2连接，并形成铰接柱脚结构；此处的地脚螺栓4.2也可以用钢管替代。
[0039]锥形柱4为进一步减小十字悬臂梁I的高度，节省混凝土方量;锥形柱4的尺寸要满足预埋件锚固长度要求;基础主柱2为变截面的锥面或圆台面，可以进一步缩小截面面积，减少混凝土和配筋量;对于冻土地区，锥形基础4可以有效减少外侧比表面积，从而减少切向冻胀力，有利于抵消寒冷季节冻土地区的不利影响。
[0040]所述的基础主柱2的中心与输电塔中心位于同一铅垂线上;所述的基础主柱2的直径为1.6米-2.6米;所述的基础主柱2截面为等截面实心或中空结构，所述的基础主柱2的外轮廓为中空正方形或中空环形截面。所述的基础主柱2位于地面以上1.5米的高度每隔半米，均匀布置爬梯5。
[0041 ]当地基为软弱地基时，在所述的扩大头3下方布置有粧基或微粧结构3.1。所述的十字悬臂梁I为变截面混凝土结构，且与所述的基础主柱2浇筑的一端的截面长度大于十字悬臂梁I尾部的截面长度。
[0042]十字悬臂梁I依据铁塔作用力进行双向配筋计算;基础主柱2依据铁塔作用力，进行下压和水平抗倾覆计算，并计算主柱钢筋配置。
[0043]本发明中的基础主柱2可以采用普通现浇混凝土或商品混凝土；当基础临近城区或高速公路附近，对基础有美观要求时，可采用清水混凝土建筑，美观大方，质量有保证。
[0044]本发明还包括一种输电线路十字悬臂梁独柱自平衡基础的施工方法，它包括如下施工步骤；
[0045 ] A、基坑开挖;按照基础主柱2的尺寸大小选择开挖同等大小的基坑；
[0046]B、钢筋架立和模板支护;按照基础主柱2的尺寸大小架立相同尺寸的钢筋模型，同时在所述的钢筋模型内支护内膜板2.1，对于挖孔基础钢筋的架立与普通基础类似，但还需要支护内模板，以方便主柱空腔和空腔外侧混凝土的浇筑；
[0047]C、混凝土浇筑和弃土回填；同时浇筑所述的基础主柱2的空腔和底部的扩大头3，保证一次浇筑成型；
[0048]D、支护内膜板的安装;所述的内模板2.1选用充气芯膜作为内膜板，将所述的内膜板2.1置于所述的基础主柱2内，制作成基础主柱2的内部空腔，并压缩充气芯膜的内部空气；
[0049]E、支护内膜板的拆除；当所述的内膜板2.1外的基础主柱2中的混凝土凝固后，放出充气芯膜中的压缩空气，所述的充气芯膜收缩，将充气芯膜从基础主柱2的空腔中抽出。
[0050]在上述技术方案中:所述的基础主柱2、扩大头3和十字悬臂梁I均采用C25的混凝土;所述的基础主柱2的主筋、扩大头3的钢筋和十字悬臂梁I钢筋采用HRB400的钢筋，外箍筋和架立箍筋采用HPB300的钢筋，其中纵向的的架立箍筋，横向设置的为外箍筋。
[0051]注意模板的拆除时机，以保证弃土回填不影响挖孔基础的浇筑质量，其中施工的难度在于支护内模板2.1，可以利用充气芯模用于基础主柱2空腔的混凝土构件制作，制造基础主柱空腔2时，将充气芯模放入内模板2.1内，并充入压缩空气，当内模板2.1外的混凝土凝固以后，放出袋子中的压缩空气，充气芯模即收缩，从基础主柱2空腔中抽出充气芯模；充气芯模使用简便，经济耐用，未充气能柔软收缩，任意折叠、卷曲，充气膨胀后具有足够的强度来承受混凝土的压力。施工实践证明，使用胶囊成孔工艺，施工方便，适用范围广，可反复使用80?100次以上，造价低廉。
[0052]上述未详细说明的部分均为现有技术。
【主权项】
1.一种输电线路十字悬臂梁独柱自平衡基础，它位于输电塔腿(7)的下方，其特征在于:它包括十字悬臂梁梁(I)、基础主柱(2)、扩大头(3)、锥形柱(4)、爬梯(5)和护栏(6);在所述的十字悬臂梁梁(I)设置在上表面呈圆形的基础主柱(2)的上端，每个所述的十字悬臂梁(I)和基础主柱(2)的外边缘均设置有护栏(6)，在所述的十字悬臂梁(I)上设置有锥形柱(4)，所述的基础主柱(2)垂直放置，且下端伸入到地面以下与扩大头(3)通过混凝土浇筑在一起;所述的爬梯(5)设置在所述的基础主柱(2)的侧面，且沿地面均匀布置到基础主柱(2)的顶端。2.根据权利要求1所述的一种输电线路十字悬臂梁独柱自平衡基础，其特征在于:所述的基础主柱(2)的中心与输电塔中心位于同一铅垂线上;所述的基础主柱(2)的直径为1.6米-2.6米;所述的基础主柱(2)截面为等截面实心或中空结构，所述的基础主柱(2)的外轮廓为中空正方形或中空环形截面。3.根据权利要求1或2所述的一种输电线路十字悬臂梁独柱自平衡基础，其特征在于:所述的基础主柱(2)沿地面至顶端1.5米，设置有爬梯(5)。4.根据权利要求3所述的一种输电线路十字悬臂梁独柱自平衡基础，其特征在于:当地基为软弱地基时，在所述的扩大头(3)下方布置有粧基或微粧结构(3.1)。5.根据权利要求4所述的一种输电线路十字悬臂梁独柱自平衡基础，其特征在于:所述的十字悬臂梁(I)为变截面混凝土结构，且所述的十字悬臂梁(I)自由端断面面积小，所述的十字悬臂梁(I)与基础主柱(2)连接的根部断面面积大。6.根据权利要求1或5所述的一种输电线路十字悬臂梁独柱自平衡基础，其特征在于:在输电塔的沉降量在0-20毫米时，在所述的输电塔腿(7)与所述的锥形柱(4)之间设置有E型垫钢板(4.1)，在所述的锥形柱(4)内设置有地脚螺栓(4.2)，所述的地脚螺栓(4.2)—端预埋在所述的锥形柱(4)内，另一端穿过垫钢板(4.1)插入到输电塔腿(7)内，所述的垫钢板(4.1)的厚度为8毫米、10毫米、14毫米、16毫米和20毫米。7.根据权利要求1或5所述的一种输电线路十字悬臂梁独柱自平衡基础，其特征在于:在输电塔的沉降量大于20毫米时，在所述的输电塔腿(7)与所述的锥形柱(4)之间浇筑有素混凝土(8)，在所述的锥形柱(4)内设置有地脚螺栓(4.2)，所述的地脚螺栓(4.2) —端插入到所述的锥形主柱(4)内，另一端的尾部套有连接套筒(9)，在所述的连接套筒(9)上设置有加长螺杆(10)，所述的加长螺杆(10)通过螺母固定在输电塔腿(7)中，在所述的素混凝土(8)中设置有工字型钢(11)，所述的工字型钢(11)沿纵向布置在所述的素混凝土(8)内，且尾部插入到所述的锥形柱(4)内，在所述的工字型(11)的尾部设置有预留槽(11.1)。8.根据权利要求1-7中任意一项所述的一种输电线路十字悬臂梁独柱自平衡基础，其特征在于:它包括如下施工步骤: A、基坑开挖;按照基础主柱(2)的尺寸大小选择开挖同等大小的基坑； B、钢筋架立和模板支护；按照基础主柱(2)的尺寸大小架立相同尺寸的钢筋模型，同时在所述的钢筋模型内支护内膜板(2.1)，对于挖孔基础钢筋的架立与普通基础类似，但还需要支护内模板，以方便主柱空腔和空腔外侧混凝土的浇筑； C、混凝土浇筑和弃土回填；同时浇筑所述的基础主柱(2)的空腔和底部的扩大头(3)，保证一次浇筑成型； D、支护内膜板的安装;所述的内模板(2.1)选用充气芯膜作为内膜板，将所述的内膜板(2.1)置于所述的基础主柱(2)内，制作成基础主柱(2)的内部空腔，并压缩充气芯膜的内部空气；E、支护内膜板的拆除；当所述的内膜板(2.1)外的基础主柱(2)中的混凝土凝固后，放出充气芯膜中的压缩空气，所述的充气芯膜收缩，将充气芯膜从基础主柱(2)的空腔中抽出。9.根据权利要求8所述的一种输电线路十字悬臂梁独柱自平衡基础的施工方法，其特征在于:所述的基础主柱(2)、扩大头(3)和十字悬臂梁(I)均采用C25的混凝土;所述的基础主柱(2)的主筋、扩大头(3)的钢筋和十字悬臂梁(I)钢筋采用HRB400的钢筋，外箍筋和架立箍筋采用HPB300的钢筋。
【文档编号】E02D27/42GK106049521SQ201610471431
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月23日
【发明人】高彬, 杨景胜, 曾二贤, 冯德奎, 吴海洋, 冯衡, 胡超, 白强, 徐彬, 吴海兵, 王亚东, 赵冲, 王学群
【申请人】中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司