输电线路铁塔地脚螺栓的设计

袁磊

摘要：在钢结构当中的一个重要连接件就是螺栓，大量应用到了输电线铁塔当中，这种构件是非常小的，所以一般不会被重视。对于它的使用与制造都有很精准的要求，在设计地脚螺栓时必须要提高它的抗剪构造能力，如果是在无抗剪措施条件时，就必须要提高它的预拉力，从而生产一定的摩擦力，可以有效的平衡水平剪力。

关键词：钢结构；输电线路；螺栓设计；平衡水平剪力

中图分类号：TM726文献标识码：A文章编号：1009-2374（2014）24-0020-02

地脚螺栓是应用在连接基础和输电线路铁塔当中最为重要的一个环节，它的设计会影响到输电线路是否可以运行安全。在现阶段，我们在设计地脚螺栓的方法时，一般是通过相应的技术规定来计算的，但是在这个计算公式当中却没有考虑到会对地脚螺栓产生什么样的影响强度，也没有说明具体的构造措施，所以，在我国的一些设计企业当中只是应用了一些变换工式来对其进行设计，但这种方法虽然考虑到强度的影响作用，却没有达到设计的标准，针对以往的设计要求虽然有放宽标准，但也只是需要适当的考虑，并没有确定，所以，在设计地脚螺栓时还需要我们进行更为深入的分析和

研究。

1铁塔螺栓的重要性

近些年以来，由于我国经济建设在不断的发展提高，在输电铁塔的建设时会应用大量的优质钢材，并且也得到了更为广泛的应用。在建设大量的铁塔时，一般都是自立式的铁塔结构，一般所应用的材质等级也都是高强钢等级。由此可以看出，在进行建设时为了可以更充分的来应用和提高钢材的性能，我们就必须严格控制螺栓的材质，并在加工当中控制质量要求。由于高强钢材只能配备于高强度的螺栓才能共同应用，所以就必须要充分的发挥出它的稳定性和它的强度要求，在这种条件下才可以提高杆塔对台风以及冰灾的抵御影响，从而也可以更好的确保架电线路的电网运行。虽然在以往的经验当中有不少因螺栓损坏从而导致的事故发生，因此，我们必须要控制好这个问题，一旦螺栓的强度没有达到时，就会造成铁塔被拉断，也会给国家的财产安全造成不可估量的损失。所以，铁塔螺栓设计标准与电力运行有着直接的联系，在应用过程当中我们必须要注意，不能掉以轻心。

2地脚螺栓的主要设计原理当中的无抗剪性

如果是在无抗剪的条件下，此时它的水平反力一般是根据混凝土的基础和塔之间所产生的摩擦进行平衡的。而我们在参考这种考摩擦型的设计时，也要考虑到制作地脚螺栓时它的强度要符合设计要求，达到施工验收的标准。由于在设计摩擦型的螺栓时其技术也趋于完整，所以它可以借助预拉力从而促使在各个构件之间发生一定的摩擦，在应用这种设计时它并不是依据于螺栓的材料，而是因为它会产生一定的摩擦力。由于输铁塔基础在发挥水平作用时并不会起到太大的作用力，所以在设计地脚螺栓时，其规格大小一般是根据竖向的作用来决定的，由此我们可以看出，不是高强度材料才会产生很大的摩擦力，一般的钢材都会起到一定的承受水

平力。

铁塔基础为竖向作用力时，此时就需要应用摩擦力把水平力进行有效的传递，同时也应在地脚螺栓当中为其施加一定的预拉力，从而促使塔的脚板和顶面有一些存在的压力，这样就会产生一定摩擦。如果在设计当中的地脚螺栓和上拔力是布置对称的，也会产生一定的预拉力。

如果铁塔基础作用为下压力时，这就会因为存在的压力，而导致抵抗水平力选用地脚螺栓，如果没有达到上式的要求时，一旦地脚螺栓和下压力达到对称时，我们就可以根据上拔基础的方法来设计地脚螺栓，但进行计算时必须要按照地脚螺栓面积设计。

3地脚螺栓设计原理当中的抗剪性

如果当铁塔的作用力在向下压力时，此时它会直接传递到基础上，并且根据构造进行相应的配置，如果铁塔为竖向上拔时，它只能承受一定的拉力，并且只能按照相应的设计规定进行计算。

如果我们只在基础的顶面对其预留浅杯口时，这样可以保证塔脚板达到完全的嵌入，再通过应用混凝土进行浇筑处理。如果存在一定的地脚螺栓垫片时，此时的塔脚板上栓孔空隙是不会被完全填充的，因此，此时的水平剪力则会通过塔脚板进行传递，并不会在地脚螺栓上产生作用。

一般情况下，在基础顶面进行设置时，从它的设计再到它的施工都是相对较为简便的，只要达到设计技术要求标准就可以，全面的提高抗剪措施，这也是作为设计铁塔的一项基础更为重要的施工方法。在应用地脚螺栓预拉力的措施时，一般可以应用设计的理论是高强度螺栓，这不仅可以达到水平剪力的要求，也可以在无抗剪的措施条件下进行设计，只要达到规范标准的要求便可。一旦存在预拉力就会提高地脚螺栓的材料，也会提高施工的难度，所以，我们只是一种在理论方面进行的探讨和对方法的补充，应用这两种方法时都可以达到地脚螺栓的强度要求，也达到相关的规范标准，同时也弥补了设计上的缺陷。

4螺栓的连接

在对铁塔结构进行连接时我们一般是应用热浸镀锌处理后的螺栓螺母，而在这其中的强度也会分为几个等级，一般连接杆塔所应用的都是高等级的螺栓，在八级以上，这也是低碳合金钢在经过热处理以后的部件，也就是我们所说的高强度螺栓，而其余的也就是所说的普通螺栓。所应用的等级标记可以由数字或者是代号来组成，应用标记代号时如果前面有数字，它的主要意思就是抗拉的强度，其中也包括了抗拉强度和屈服强度的对比值。如果高强度的螺栓只是按照它的受力特性进行设计时，则可以分为两类，一类是磨擦型，另一类是承压型。在以往的设计当中，只是根据螺栓杆件可以承受到的最大力来确定的，但现如今，则是通过螺栓的规格、型号以及对它的具体要求进行规定的，所以在电力设计的标准当中，就必须严格按照它的塔材标准以及它的螺栓型号进行相匹配。通过在输电线路的规定设计要求当中我们也可以看到，在应用钢材材质时必须要按照它的结构形式、厚度、连接的方法以及环境温度的要求下进行选择，这对于达到设计标准起到了非常重要的作用。此外，在规定标准当中还需确定螺母在进行热浸镀锌前应做好退火处理，所以，在执行螺栓和螺母的要求标准时一般分为两种，一种就是按照国际标准要求，而另一种就是按照电力行业的要求来进行设计。但在电力行业要求当中我们也可以看到，它比国际标准提高了一项退火处理的措施，也有着一定的重要性。我们在试验退火去应力拉伸当中可以看到，如果发生断裂，此时就会出现断面的收缩或者是延伸的问题，也就会出现屈服的现象。如果是没有经过退火处理的产品，一旦出现很大载荷时就会发生脆断现象，而不会产生屈服的现象。由此可以看出，退火处理在承受载荷时则会产生屈服，在强度方面虽然会降低，但提高了它的韧性，因此，螺栓退火去应力是非常关键的一个环节。

5结语

总之，在钢结构当中的一个重要连接件就是螺栓，并且会大量的应用在输电线铁塔当中。地脚螺栓就是应用在连接基础和输电线路铁塔当中最为重要的一个环节，它的设计会影响到输电线路是否可以运行安全，对此，具有一定的重要性。在现阶段，我们在设计地脚螺栓的方法时，一般是通过相应的技术规定来计算的，但没有考虑到会对地脚螺栓产生什么样的影响强度，所以在日后的设计地脚螺栓时还需要我们进一步来研究。

参考文献

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