一种输电线路基础露筋的安全性评估鉴定方法与流程

本发明涉及输电线路基础安全性评估，具体而言，涉及一种输电线路基础露筋的安全性评估鉴定方法。

背景技术：

1、输电线路是电力系统中重要的组成部分，担负着分配和输送电能等任务，而钢筋混凝土基础是确保杆塔在运行时不会出现病害或损伤。但是输电线路受施工误差、材料变异、养护粗糙以及长期暴露在野外，容易受外力破坏等原因会使基础出现露筋现象，钢筋锈蚀速度加快，大大缩短的钢筋混凝土的使用寿命。

2、具体地，由于钢筋在水和氧气的作用下容易生锈，包裹在钢筋周围的混凝土起到保护钢筋免受锈蚀的作用，而露筋会使钢筋暴露在空气中，容易锈蚀。保护层的厚度准确能够确保结构的耐久性和延长结构的使用年限。这样可以降低投资成本和后期的维修费用。保护层厚度不够或者保护层厚度过厚都会导致钢筋锈蚀，钢筋被锈蚀后容易产生两方面问题：一是钢筋越来越细，强度会显著下降，严重时会降低构件承载力。二是钢筋锈蚀后体积膨胀，会把周围的混凝土胀开，产生裂痕、鼓包，严重的甚至会导致表面混凝土脱落，使钢筋锈蚀加快。

3、但是，并非所有露筋的情形都需要立即采取加固措施进行改造，而是需要对露筋桩基的安全性进行评估，对于不符合要求的才进行加固改造或改线移塔，以往根据经验判断桩基是否安全，具有很强的不确定性，评估结果并不可靠，一方面判断不准确容易遗留安全隐患，另一方面由于线路改造涉及线路停电以及工程支出等，如不精确判断需要改造的露筋桩基，将会造成不必要的运维成本并影响线路的稳定运行。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在缺少能够对露筋桩基进行精准的安全性评估的方法，对露筋桩基是否需要进行改造的判断缺少理论依据，存在一定的安全隐患，也容易产生不必要的运维成本并影响线路的稳定运行的技术问题之一。

2、为此，本发明提供了一种输电线路基础露筋的安全性评估鉴定方法。

3、本发明提供了一种输电线路基础露筋的安全性评估鉴定方法，包括：

4、按基础露筋时基础截面为非完整截面计算桩基抗拔承载力特征值，所述桩基抗拔承载力特征值为上拔状态下正常完整截面桩侧岩土所提供的抗力扣除露筋范围侧表面范围内桩侧岩土所提供的抗力，根据基础露筋时的桩基抗拔承载力特征值计算基础露筋时的上拔承载力，再根据基础露筋时的上拔承载力与桩基上拔力的比值得到上拔稳定安全系数；

5、计算桩基竖向承载力特征值，所述竖向承载力特征值为下压状态下正常截面时桩侧岩土所提供的抗力扣除露筋范围侧表面积桩侧岩土所提供的抗力，再根据竖向承载力特征值与桩基下压力的比值得到下压稳定安全系数；

6、根据基础露筋范围内损伤最严重的截面确定等效损伤缺陷范围，分别计算上拔工况下露筋桩基的钢筋和混凝土的最大拉应力，以及下压工况下露筋桩基的钢筋和混凝土的最大压应力，根据上拔、下压工况下混凝土与钢筋的拉压强度设计值与露筋桩基相应的拉压应力的比值得到基础露筋时的截面应力安全系数；

7、根据上拔稳定安全系数、下压稳定安全系数和截面应力安全系数判断露筋桩基的安全性。

8、根据本发明上述技术方案的一种输电线路基础露筋的安全性评估鉴定方法，还可以具有以下附加技术特征：

9、在上述技术方案中，所述桩基抗拔承载力特征值的计算方法如下：

10、

11、其中，为桩基抗拔承载力特征值；为未损伤完整侧面的抗力贡献，为等效损伤侧面的抗力贡献；为正常完整截面桩侧土层 i的抗拔系数；为正常完整截面桩侧土层 i侧摩阻力标准值；为正常完整截面桩的截面周长；为正常完整截面桩在土层i内的长度；为露筋范围侧表面土层 j的抗拔系数；为露筋范围侧表面土层 j侧摩阻力标准值；为露筋范围的截面边长；为露筋范围侧表面在土层 j内的长度。

12、在上述技术方案中，所述上拔稳定安全系数的计算方法如下：

13、

14、其中，为基础露筋时的上拔承载力；为桩基上拔力；g为单桩自重。

15、在上述技术方案中，所述桩基竖向承载力特征值的计算方法如下：

16、

17、其中，为正常完整截面桩侧土层 i的阻力尺寸效应系数；为正常完整截面桩侧土层 i侧摩阻力标准值；为正常完整截面桩的截面周长；为正常完整截面桩在土层 i内的长度；为露筋范围桩侧土层 i的阻力尺寸效应系数；为露筋范围侧表面土层 j侧摩阻力标准值；为露筋范围的截面边长；为露筋范围侧表面在土层 j内的长度；为土所提供的的端阻力。

18、在上述技术方案中，所述下压稳定安全系数的计算方法如下：

19、

20、其中， n为桩基下压力。

21、在上述技术方案中，上拔工况下，桩基截面承受上拔力和上拔弯矩作用，等效损伤缺陷范围内的混凝土退出工作，等效损伤缺陷范围内的钢筋依然发挥作用，则露筋桩基的钢筋的最大拉应力的计算方法如下：

22、

23、露筋桩基的混凝土的最大拉应力的计算方法如下：

24、

25、、的计算方法如下：

26、

27、

28、其中，为钢筋与混凝土的弹模比（），为钢筋的弹性模量，为混凝土的弹性模量，为完整桩基截面上钢筋的总根数，为钢筋的直径， f为上拔力， m为上拔弯矩， r为桩基截面半径，表示等效损伤缺陷相对于桩基截面中心的角度范围，为损伤缺陷截面的质心高度，为损伤缺陷截面绕水平轴的惯性矩。

29、在上述技术方案中，下压工况下，桩基截面承受下压力和下压弯矩作用，等效损伤缺陷范围内的混凝土退出工作，等效损伤缺陷范围内的钢筋由于没有受到侧向箍筋的约束作用没有贡献承载力，则露筋桩基的钢筋的最大压应力的计算方法如下：

30、

31、露筋桩基的混凝土的最大压应力的计算方法如下：

32、

33、其中，为扣除等效损伤截面范围内钢筋后的剩余钢筋根数， n为下压力、为下压弯矩。

34、在上述技术方案中，所述截面应力安全系数的计算方法如下：

35、

36、其中，、、、分别为钢筋的抗拉强度设计值、钢筋的抗压强度设计值、混凝土的抗拉强度设计值、混凝土的抗压强度设计值。

37、在上述技术方案中，取上拔稳定安全系数、下压稳定安全系数和截面应力安全系数中的最小值作为基础露筋评价指标，根据基础露筋评价指标对基础露筋的安全性进行评价。

38、在上述技术方案中，根据基础露筋评价指标k的数值范围评定基础露筋的安全性等级，包括：

39、将的桩基的安全性等级定义为ea级；

40、将的桩基的安全性等级定义为da级；

41、将的桩基的安全性等级定义为ca级；

42、将的桩基的安全性等级定义为ba级；

43、将的桩基的安全性等级定义为aa级；

44、当桩基的安全性等级为aa级或ba级，无需采取加固措施；当桩基的安全性等级为ca级或da级时，需对桩基进行加固；当桩基的安全性等级为ea级时，需立即改线移塔。

45、综上所述，由于采用了上述技术特征，本发明的有益效果是：

46、提供了一种输电线路基础露筋的安全性评估鉴定方法，规范桩基露筋的安全性评估鉴定方法，形成判定标准，对桩基露筋的安全性等级进行划分，精准判断需要采取改造措施的桩基，评估方法精准可靠，符合线路实际运行情况，即保证输电线路的安全运行，也可以作为线路改造工程的参考依据，提高输电线路的供电可靠性以及线路运维的经济性。

47、本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。