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摘要：铁塔作为输电线路的支撑结构，其稳定性与输电线路的运行质量息息相关。但铁塔基础易受自然或人为因素的影响而出现形变、沉降、位移或铁塔倒塌等事故，因此应重视对输电线路铁塔基础的选型设计与优化研究。本文针对输电线路铁塔基础设计与优化进行了简要分析，以供参考。
关键词：输电线路；铁塔；基础设计；优化
1铁塔设计的原则
输电网能够有效的发挥其作用，主要是输电线路中的各个组件要能够承受运行过程中的各种外来因素影响，尤其是输电线路的杆塔部分，必须要能够承受一些外在环境的影响，必须要能够稳定的矗立在地面上，保证线路的正常可靠运行使用。所以说杆塔设计中，需要注意以下的设计原则问题：①杆塔的设计必须要保证杆塔的强度，要保证杆塔能够在一些极端条件下稳定，要能够有效的抗震，有效的抵抗一些断裂破，环境污染导致的线路绝缘破坏，以及雷击破坏等；②杆塔的美观经济性也必须要考虑，杆塔的设计中对于杆塔各个部分都必须要进行考虑，只有这样才能够有效的保证杆塔的美观；同时需要考虑各个部件的价格要合理；③杆塔材料施工质量，杆塔使用的所有材料的质量必须要达到使用的要求标准，同时，杆塔的底座钢筋混凝土施工的质量也是必须要做好设计和准备的。
2输电线路铁塔基础设计问题分析
2.1混凝土材料的因素
铁塔的主要构成就是混凝土，而混凝土又是由砂、水泥以及石材组成的。在其混凝土浇注的过程中，一般都会因为泌水作用而发生沉缩现象，在水泥浆水化的硬化过程中造成了相应的化学干缩和收缩，进而对骨料造成了一定的抑制，进而导致了界面的破坏，使界面出现了裂缝。由于裂缝一般都是混凝土受力损坏的起点，所以其属于常规的初始裂缝。
2.2人为因素
造成混凝土出现裂缝的原因，人为因素也是一个十分重要的因素，在进行混凝土组合的时候，因为人为操作导致了组合比例并没有符合相关规定和标准，使混凝土浆搅拌的不均匀，在进行混凝土养护工作的时候，由于养护工作的不到位，也会造成混凝土质量的下降，进而导致了干缩和离析现象的出现，从而使混凝土出现裂缝。
2.3荷载因素
由于输电线路的铁塔大部分工作的环境是在野外，而野外环境的风力比较大，所以就会产生比较强烈的荷载作用，进而会造成混凝土基础拉压力的不稳定现象发生，会进一步增大混凝土的初始裂缝。铁塔混凝土中的宽度小于0.5毫米的裂缝一般会视为非结构性裂缝，并不会影响到混凝土的基础承载力。但是，在野外风力等因素的作用下，非结构性裂缝转化为结构性裂缝。
2.4环境因素
影响到输电线路铁塔质量的原因还有其周围的环境，比如，地下水和土壤中的硫酸根离子含量比较高的时候，就会和混凝土水泥水化产物发生相应的化学反应，进而导致钙矾石结晶的膨胀，使原有就存在的裂缝进一步增大。
3铁塔基础选型的影响要素
3.1通常地段铁塔基础选型
3.1.1台阶式基础
台阶式基础也叫混凝土基础，是传统的基础型式，也是应用较早较广的基础型式，有其特点是大开挖，采用模板浇制，成型后再回填土，利用土体与混凝土重量抗拔，基础底板只要能满足刚性角要求，不需配钢筋，施工工艺比较简单。由于台阶式型基础混凝土量较大，埋置较深，易塌方及有流砂地区难以达到设计深度，因此在此类地区应尽量少用。
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3.1.2桩基础
钻孔灌注桩基础是一种能适应各种地质条件的基础形式,输电线路工程中一般采用浅桩基础,其设计使用于地质条件为流塑、地基持力层较深且基础作用力较大的耐张塔或直线铁塔。它施工方便,具有噪音低、承载力高、稳定性好、变形量小、沉降收敛快、施工简单易操作且设备投入不大等优点。但它在实际施工过程中,同时受地质条件、灌注工艺、现场管理等多方面因素的影响,施工质量控制难度较大。
3.2铁塔基础受力
联合式输电线路铁塔基础的首先特点是埋深较浅，通过对基础进行全体浇制，处理其基础根开小、基坑难以开挖和板式基础上拔的疑问，特别适用于脆弱土塔位。首先，要剖析铁塔基础的受力规则，为使成果愈加科学，选用ANSYS有限元软件对联合式铁塔基础的各种荷载进行剖析，得出基础的底部边际受到的最大的上部荷载压力，而基础底部会受到最大的拉应力，这是因为铁塔基础通常由钢筋混凝土制成，而这种资料与土壤之间刚度不同较大.依据剖析相同能够得知，基础底部是土体的最大位移点，而土层越是远离基础底部基地，其沉降位移t也越小，但随粉土层深度的添加，应力并不会散失。
3.3砂石置换基础
砂石置换基础顾名思义是将软土路基用砂石料进行更换，然后到达进步基础强度的一种方法，特别是关于池塘、湖泊等纵深显着的软土路基，该项技术作用显着且成本低廉，能够在空间上进步基础安稳功能，因此被广泛应用于软土路基环境下铁塔基础的施工当中砂石换填技术首先将软土地基进行开挖清淤，将疏松多孔的软土层挖除移走，然后再将硬度大、强度高的砂石料进行分层回填，然后夯实路基完结全部换填作业在换填过程中应当将物理性质安稳的回填料放在下层，强硬度不高的物料放在上层，在回填的过程中要分层铺设，控制每层厚度在250mm左右即可，砂石铺设结束以后在其上方回填基土，使其与路面相平，回填结束以后用500kg的蛙式夯夯实基础然后确保基础的承载力和夯实度。
4对输电线路铁塔基础选型设计的优化措施
4.1合理选址
因为铁塔基础方式的选择与前期选型会影响其基础规划，因而不仅要合理进行铁塔基础规划的选型，还要进行铁塔基础的合理选址。
4.2环境勘测
尽管该铁塔处于复杂的地质条件下，但还要尽可能选择地质条件比较好的地段，尽量避开断层地质。这就请求在进行基础选择时，应对场所进行全部、具体的勘测，以挑选一处比较好的地质进行施工。
4.3防腐工作
因为输电线路铁塔基础的地质含水率比较高，工作环境恶劣，简单对铁塔基础形成腐蚀。因而规划应选用C30混凝土，并对一些显露的钢构件、铁件外表选用无溶剂环氧涂料进行喷涂，以起到防腐的效果。
5区域内地质环境
5.1某联网500kV线路工程沿线地质地貌多为崇山峻岭，大部分山区基岩裸露，风化程度较为严重，岩石多为砂页岩、花岗岩、石炭系砂岩以及凝灰岩等多种类型，并选取了Y40和Y40+2.5两种不同的岩石基础作为真型试验的测量点，其中Y40区域为砂页岩结构，岩体风化十分厉害，表层覆盖着50mm左右厚度的基土；Y40+2.5区域为石炭系砂岩，浅灰色，表层混有风化砂砾，间隙块状结构。
5.2基础承重荷载与尺寸大小的设计
由于某联网500kV线路沿经的区域多为岩石地质，且多为软质岩石，风化程度较大，故铁塔的选型采用“Y”型嵌固式。通常情况下，岩石嵌固基础的下压承受力相对来说比较容易满足，而基础稳固与否的关键是上拔力，岩石表面等代极限剪切强度τ的垂直分量则是抵消上拔力最为重要的因素，因此合理的估算出τ的数值范围，是整个铁塔基础承重和尺寸大小设计的重点。
结语
输电线路基础选型和优化对工程有着直接的影响，在基础选型和优化设计时，要结合具体地质及地形等条件，基础型式选用合理优化、降低造价，满足工期、环保等要求，提升设计水平以满足结构设计的要求。
参考文献
[1]裴微微.输电线路杆塔基础选型及优化设计探究[J].裴微微,2016.
[2]谢沛林.不良地质地段输电线路铁塔基础的合理选型设计探讨[J].企业技术开发，2014（14）.
论文作者:韩鹏飞
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/5/23
标签：基础论文; 铁塔论文; 杆塔论文; 混凝土论文; 线路论文; 裂缝论文; 地质论文; 《基层建设》2018年第7期论文;