翟建峰
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摘要:架空输电线路,是当前电力系统中的重要部分,而其杆塔基础建设,将直接影响输电线路的安全性。为了保证杆塔基础稳定牢固,对于其在不同地质条件下的问题,应当仔细分析,并且分别采取相应的处理方法解决问题,更好的保障杆塔基础安全。
关键词:架空线路;杆塔;问题;处理
1 架空输电线路杆塔基础的问题
1.1地质环境影响
对于架空输电线路杆塔基础来说,不同的地质环境和条件,将会产生非常大的影响。特别是在一些三角地区的沿海地区,将会同时受到三角洲地形环境、海岸地形环境的共同影响,将会面临更加复杂的图纸情况。对于一些特殊的地质环境,如软土等,在杆塔基础设计当中,不但需要对常规设计施工要求加以满足,并且对于地质环境变化情况,也要仔细分析,尽量减少杆塔建成后发生倾斜或沉降的情况,以免影响输电线路的正常运行。另外,杆塔基础设置在软土的等特殊地质环境下,一般牢固性、稳定性等都会遭受考验。所以,在设计施工当中,对于地质环境影响的问题,是一个比较重要的问题。而且,在一些地质环境中,杆塔基础建成后,可能发生逐渐沉降,导致杆塔倾斜,影响输电线路的安全运行,这也是一个急需解决的重要问题。
1.2气候条件影响
气候条件会对架空输电线路杆塔基础产生一定的影响。在一些气候比较恶劣,如常年大风的地区,甚至是一些台风等强风天气下,将会对杆塔造成较大的损害。因此,对于风动力效应,要进行综合性的分析,对于杆塔和基础的抗风能力,以及受到不同风力的影响程度准确判断,是一个十分重要的问题。对杆塔、风力之间的相互作用力准确把握,进而对有效的抗风措施加以运用,对于保护杆塔基础安全和输电线路安全,都是非常重要的。
1.3自身设计缺陷
在一些架空输电线路杆塔基础设计中,存在一定的缺陷。此类工程通常较为特殊,在设计施工当中,需要对很多因素进行考虑,所以复杂度较高。在当前一些杆塔基础的设计使用当中,对于传统的总安全系数方法,仍然在使用,而对于实际情况,并没有进行有效纳入,也没有利用分项系数设计等更加科学的方法进行设计。目前,随着电力系统建设的大力推进,架空输电线路杆塔基础工程也在不断进展,因此过去的总安全系数法,对于现代发展要求已经难以有效的满足,需要采取新的方法进行优化和替代。
2 高压输电线路杆塔基础选型分析
2.1现浇台阶基础
此类基础属于刚性基础类型,能应用的地质条件非常的广泛,适用于各种类型的铁塔该基础类型的主要特点:混凝土的量较多,但钢材的耗费量较少,且施工工艺简单,为工程施工的质量提供了很好的保障。以往的工程施工中应用较多,但近年来,为减少混凝土的使用量,限制了该基础型式大范围应用,仅在受力较大的转角塔中应用,或者是在地下水丰富容易引起塌方问题的地段中应用。
2.2板式直柱基础
此类基础属于柔性板式基础,采用直立式主柱,连接铁塔时需使用塔脚板和地脚螺桂,同样适用于各种类型的铁塔。其优点是基础混凝土方量较少,开挖方便,可进行浅埋,在较容易出现流砂或者是地下水位较高的地基中应用居多,能避免基坑坍塌的危险,还可降低深挖水坑的工作难度;缺点是基坑土石方开挖量较大,钢材耗量大。
2.3插入式基础
此类基础不需要地螺和塔脚坂连接,将铁塔塔腿的主材直接插入到主柱之中并在端部进行锚固。该基础受力简单,基础所承受的偏心弯矩和水平方向作用力较小,底板和立柱处于压受力状态,该种基础改善了受力状况并且节约材料。另外,由于基础水平力减小,故基础侧向的稳定性有所提高。该基础适用于有无地下水地段、地基土为硬塑情况。在山区塔位,由于交通运输条件差,插入式基础弥补了交通运输上的缺陷,是一种更为经济实用、施工简单方便的基础型式。若按铁塔主材形式划分,可分为钢管类插入式基础和角钢类插入式基础,其中角钢类插入式基础应用较为广泛。
3 输电线路杆塔结构优化设计
3.1优化输电线路杆塔主材布置以及杆塔节点
输电线路中杆塔的承载力与输电线路中杆塔主材有着密切的关系,另外,输电线路杆塔所构建的规格越大,其设计的长度也就越长,基于此,就要在保证输电线路杆塔承受力不变的前提下,对输电线路杆塔的倾斜程度进行适当的调整。
通常对杆塔结构的构造为了减少偏移中心受力的现象,就提出以下几点具体要求:一是要求受力明确,二是要求各个受力部分的形心线有共同的交汇点。为了满足上述要求,在实际的施工过程中就要尽量利用多排螺栓对构材进行连接,并且在各杆塔的节点处要采用双面受力的连接方式。
3.2输电线路杆塔头结构的优化选择
目前在输电线路的实际施工过程中,主要使用的杆塔头结构为干字型各羊字型这两种结构,与干字型杆塔头相比,羊字型杆塔头的结构相对来说比较合理,且质量较轻,在应用过程中操作简便。基于此,在平缓的地区施工过程中,通常就使用羊字型的杆塔头结构来建造,这种杆塔头不仅能够满足工程的叙述,还能够提升工程的经济利用效率。然而干字型杆塔头结构与羊字型杆塔头结构相比,重量更大,结构强度也更高,受力能力也比较强。随着我国输电工程嗯不断发展,目前这两种杆塔头结构已经远远不能满足工程的具体需求,因此就要针对杆塔头结构进行不断的优化和创新,组建专业优秀的科研团队,力求探索出更加科学高效杆塔头结构,以服务于我国输电工程的建设。
3.3输电线路杆塔身结构的优化选择
目前为止,应用在我国输电线路工程中摸杆塔身结构主要有两种,分别为长方形塔身和正方形塔身,其中,正方形塔身在具体的施工过程中,占有更大的面积,并且与长方形塔身相比,重量也更大,这就给正方形塔身的运输和安装带来了极大的不便,但是,不可否认正方形塔身在稳定性以及承重能力方面都比长方形塔身要更强一些。通常在输电线路的塔身设计中,塔身水平档距的尺寸要保持在400米左右,垂直档距的尺寸在560米左右。要在这些数据的前提下,满足这些要求,来寻求更加科学合理的塔身结构。
参考文献:
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