一种用于钢结构塔架的装配式框架基础及其施工方法与流程

本发明涉及一种钢结构塔架的底座支撑结构，尤其是涉及一种钢结构塔架的装配式框架基础。

背景技术：

目前国内外各行业的铁塔建设方式都较为传统、粗放。针对铁塔基础的建设属固定资产投资，需要一系列的工程审批流程，涉及到土地征用、环境评价、耗能污染等方面。传统的通讯行业塔架，多采用立柱为钢管、腹杆为角钢的组合型塔架，其基础形式多采用混凝土结构现浇式。该类型基础有受力明确，施工简便等优点。但由于诸如通讯和电力行业的塔架多处于荒郊野外，地形地貌情况复杂，在丘陵地区和山区，混凝土基础的施工作业面要求高，混凝土的现场搅拌和运输的难度都较大。针对高度超过40m的重型铁塔，由于上部荷载较大，该混凝土基础的经济性亦不显著，且建成后难以搬迁。

随着人类社会对节能减排、绿色建筑及施工理念的认识深入，和城市规划格局的变迁，这类塔架基础形式已难以适应社会和行业的发展需求。如何实现基础的装配式设计及建造，以及方便的搬迁和重复利用，已成为多个行业内的焦点课题。

技术实现要素：

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种结构简单、施工便利、适用于复杂地形、方便搬迁和重复利用的绿色环保的一种装配式框架基础结构及其施工方法。

本发明采用的技术方案如下：一种用于钢结构塔架装配式框架基础，包括基础主体和钢结构栅栏，所述基础主体主要由型材构件、标准截面的连接板、以及底部钢板纵横向连接成框架式结构，所述型材构件的截面形式为工字形，四根型材构件首尾连接形成“口”型外围结构，在所述“口”型外围结构内部横向和纵向各设置有至少两个内梁与其装配连接，底部钢板与型材构件的下表面固定连接，钢结构栅栏设置于“口”型外围结构上部与型材构件的上表面固定连接后形成围护结构体系。钢结构栅栏的每榀水平宽度尺寸与型材构件的长度一致，高度为2.0m~2.5m之间，顶端采用防盗式外倾45度角钢栅栏，上覆钢丝网，钢结构栅栏与钢结构栅栏之间通过插入式销栓连接后螺栓锁紧。型材构件的翼缘及腹板开有若干用于螺栓连接的孔，所述型材构件的连接节点处的上下翼缘板按45º切割成尖角状并与相邻的型材构件对齐，再在上下翼缘节点处覆盖一钢板使用螺栓进行连接，相邻型材构件的腹板采用l型钢板螺栓连接。型材构件的腹板上开有供线缆穿孔需要的开孔，在开孔的四周设置有两条与腹板等高的纵向加劲肋，纵向加劲肋之间开孔附近设有两条横向加劲肋。

型材构件的腹板下部间隔设有小孔用于保证框架基础内不会出现积水。

在型材构件的连接节点处的下部连接板上设置有钢旋桩，所述钢旋桩的下部伸入基础的持力层。

框架基础内部安放配重或回填不同材料，以满足框架基础的抗倾覆要求。

型材构件、连接板的材质为钢材、纤维增强复合材料或铝合金。

本发明还提供了上述用于钢结构塔架的装配式框架基础的施工方法，包括如下步骤：

（1）结构计算：根据地面以上建筑物或构筑物的荷载情况进行内力分析，计算框架基础的空间尺寸、截面厚度、埋置深度；

（2）构件加工：根据步骤（1）的结构计算结果进行主要构件材料和围护结构的加工制作工作，制作完成后采用海运或路运至拟建厂址；

（3）现场准备：现场选址完成后，清除地面植被及腐殖性覆土，开挖到计算所得的埋置深度，并进行适当整平；

（4）现场安装：在指定标高位置将基础型材构件摆放整齐，通过连接板和高强度螺栓进行连接；连接过程中注意调平调直，主体构件安装完毕后通过测量设备进行塔架基座支点的复测，将误差控制在容许误差范围内，型材之间的连接完成后进行底部钢板的连接，钢板安装完毕后，按照设计要求完成围护栅栏的安装；

（5）回填：框架基础安装完后，根据上部结构受力要求在其内部安放配重或者回填不同材料，回填必须采用分层夯实，虚铺厚度不大于300mm，压实系数不小于0.95；

（6）后期维护：根据业主要求进行周期性复检和维护，主要是对连接螺栓的松紧度和强度损失程度进行观测。

本发明相对现有技术具有以下有益效果：

1．本发明通过结构分析，将不同尺寸、厚度的型材构件及其他辅助连接构件分别予以编号，在工厂预制完成后，运输至施工现场。在施工现场不需进行传统的混凝土结构浇筑，可通过测量作业后直接进行构件的拼装，连接等工作。在主体结构安装完成且达到安装精度要求后，将围护结构钢丝网栅栏安装在型材构件的上翼缘位置，形成完整的框架基础产品体系。

2．本发明可用于不同行业的不同产品类型中，具有加工便利，运输单元少，现场无土方开挖，安装快捷方便不受气候条件影响等优点。该发明的使用将有效降低建造成本与施工难度，且不需日常维护，优势显著。

3.钢结构栅栏形成围护结构体系便于防止小动物等钻入，通过在塔架连接节点底部设置钢旋桩，这样即使对于软弱土层也可以通过钢旋桩传力到持力层，有利于框架基础的力学变形稳定。

附图说明

图1本发明的一种装配式框架基础平面示意图。

图2本发明的装配式框架基础的a－a剖示结构示意图。

图3本发明的装配式框架基础的普通连接节点平面图。

图4本发明的装配式框架基础的1－1剖示结构示意图。

图5本发明的装配式框架基础的塔架连接节点平面图。

图6本发明的装配式框架基础的2－2剖示结构示意图。

具体实施方式

以下参照附图及是实施例对本发明进行详细的说明。

由附图1－6可知，一种用于钢结构塔架装配式框架基础，包括基础主体1和钢结构栅栏2，所述基础主体1主要由型材构件3、连接板4、以及底部钢板5纵横向连接成框架式结构，所述型材构件3的截面形式为工字形，所述框架式结构包括四根所述型材构件3首尾连接形成的“口”型外围结构，在所述“口”型外围结构内部横向和纵向各设置有至少两个内梁6与其装配连接，内梁6的连接节点中至少有3个用于与上部塔架结构连接，底部钢板5与型材构件3的下翼缘表面固定连接，钢结构栅栏2设置于“口”型外围结构上部与型材构件3的上翼缘表面固定连接后形成围护结构体系。底部钢板采用螺栓与型材下翼缘连接，所述底部钢板大小可以根据型材构件间距、基础底板的连续性要求及施工现场运输条件进行调整，其厚度一般为10mm~30mm。

其中，钢结构栅栏2的每榀水平宽度尺寸与型材构件的长度一致，高度为2.0m~2.5m之间，顶端采用防盗式外倾45度角钢栅栏，上覆钢丝网，钢结构栅栏与钢结构栅栏之间通过插入式销栓连接后螺栓锁紧。型材构件3的翼缘及腹板开有若干用于螺栓连接的孔7，所述型材构件3的连接节点处的上下翼缘板按45º切割成尖角状并与相邻的型材构件对齐，再在上下翼缘节点处覆盖一钢板使用螺栓进行连接，相邻型材构件的腹板采用l型钢板螺栓连接。型材构件3的腹板上开有供线缆穿孔需要的开孔8，开孔8可为菱形孔或圆孔，在开孔8的四周设置有两条与腹板等高的纵向加劲肋9，纵向加劲肋9之间开孔附近设有两条横向加劲肋10。型材构件3的腹板下部间隔设有小孔11用于保证框架基础内不会出现积水。在型材构件3的连接节点处的下部连接板上设置有钢旋桩12，所述钢旋桩的下端伸入土层的持力层。框架基础内部安放配重或回填不同材料，以满足框架基础的抗倾覆要求。型材构件、连接板的材质为钢材、纤维增强复合材料或铝合金。

装配式钢结构框架基础的实施步骤如下：

结构计算：根据地面以上建筑物或构筑物的荷载情况进行内力分析，计算框架基础的空间尺寸、截面厚度等。完成图纸的设计工作。

构件加工：指定的加工厂根据设计图纸进行主要构件材料和围护结构的加工制作工作。

运输：海运或者陆路运输至拟建场址。

现场准备：现场选址完成后，清除地面植被及腐殖性覆土，开挖到适宜的深度，并进行适当整平。

现场安装：在指定标高位置将基础型材构件摆放整齐，通过连接板和高强度螺栓进行连接。连接过程中注意调平调直，主体构件安装完毕后通过测量设备进行塔架基座支点的复测，将误差控制在容许误差范围内。型材之间的连接完成后进行底部钢板的连接，钢板安装完毕后，按照设计要求完成围护栅栏的安装。

回填：框架基础安装完后，根据上部结构受力要求在其内部安放配重或者回填不同材料。回填必须采用分层夯实，虚铺厚度不大于300mm，压实系数不小于0.95。

后期维护：根据业主要求进行周期性复检和维护。主要是对连接螺栓的松紧度和强度损失程度进行观测。

以上所述是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。