预应力悬索交叉梁阶梯新型装配式基础

庞晓峰 庞颖

摘 要：基础的安全性和经济性是整个输电线路的重要运行指标。目前对于输电线路铁塔基础大多使用台阶基础、大板基础以及灌注桩基础，这些基础虽然具有抗拔、抗倾覆和抗压性能，但是其力学特性仍然有许多需要改进的地方，预应力悬索交叉梁阶梯新型装配式基础就是充分考虑了各部件的受力性能而提出的。预应力悬索交叉梁阶梯新型装配式基础利用上部台阶承压和抗倾覆，而通过悬索与下部交叉梁相连，通过悬索相连的下部交叉梁主要用来抗拔，以提高基础的整体受力性能，通过理论分析得出该基础的安全性和经济性。

关键词：预应力；悬索交叉梁；装配式基础；力学特性

随着城市（镇）化的高速发展，对电力的需求越来越迫切，为满足新建城（工业）区的供电，需要将远处的电力送往负荷，必将加大对输电线路工程的建设。输电线路中铁塔基础在整个工程造价占比较大，大致约为15%～25%，且工程周期和整个线路的运行起到最基础的作用[1-6]，因此有必要提出新型基础以达到经济性。预应力悬索交叉梁阶梯新型装配式基础利用上部台阶承压和抗倾覆，而通过悬索与下部交叉梁相连，通过悬索相连的下部交叉梁主要用来抗拔，以提高基础的整体受力性能。

1.基础构成

预应力悬索交叉梁阶梯新型装配式基础由钢等材料制成的预应力悬索，其中预应力悬索上部与下部均是交叉钢，另外包括塔腿之间的预应力钢筋。预制台阶（或者短桩等）由钢筋混凝土等构成。

2.理论分析

利用台阶（或者短桩等）承压。当铁塔作用于基础上时，铁塔上部给予的下压力主要使用台阶（或者短桩等）承压。

上部预应力悬索交叉钢与铁塔踏脚板链接，当铁塔上拔时，由预应力悬索连接到预应力悬索下部交叉钢，此时预应力悬索下部交叉钢与原状土连接，下部交叉梁将有阻止铁塔抗拔的力，使得铁塔不至于抗拔失去稳定，这样充分利用了基础原状土的承载力大变形小的特点。

3.实施步骤

（1）先在地基机械钻孔，钻至预应力悬索下部指定位置，使用特定工具放入钻孔中，特定工具端部通过钻机在基础底部钻出交叉孔洞，将预应力悬索（下部交叉钢是可以由上部控制而伸缩的）由基础中心孔穿越至地基下部，然后按住开关使交叉钢伸出以放置先前交叉空洞中，这样就可以使悬索下部放置于地基原状土里面，并在交叉空洞注入砂浆，预应力悬索下部交叉钢完成实施。

（2）将悬索穿过预制台阶（或者短桩等）事先预留的孔，预制台阶（或者短桩等）分层叠加，并在叠加处注入砂浆，悬索通过每層预制预制台阶（或者短桩等）后，上部十字交叉钢通过拉伸悬索与铁塔踏脚板相连，这样就完成预应力悬索交叉钢防止铁塔上拔受到的破坏。预应力悬索交叉梁阶梯新型装配式基础如图3-1所示。

3）基础在铁塔斜向作用下产生的斜向力可以分为水平力和下压力，水平力向左。如果在铁塔两个塔腿之间施加预应力钢筋，将会产生向右的水平力，这样将平衡铁塔斜向作用的水平力分量。并且水平力对基础作用的弯矩可以互相抵消。基础受力情况如图3-2。

4.综合列表分析

5.结论

原有台阶基础或者桩基础等既是用于承压也是用于抗拔和防倾覆，这样造成了材料不能合理利用。而预应力悬索交叉钢充分利用预制台阶（或短桩）的承压特性，利用预应力悬索交叉钢的抗拔性能，利用预应力钢筋抵消铁塔塔腿产生的水平力和水平力对基础底板产生的弯矩作用下的倾覆问题。做到压、拉、倾覆优势互补，这样预制台阶（或短桩）的尺寸将大大减少（通过后期实际计算、仿真和实验等进行验算），而预应力悬索交叉钢的造价费相对不高，经济效益也很明显。

参考文献：

[1]邓咸俊. 电网高压输电线路铁塔基础设计浅析[J]. 中国新技术新产品， 2016（16）：53-53.

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