输电线路装配式承台锚杆基础形式研究论文_王孝周

输电线路装配式承台锚杆基础形式研究论文_王孝周

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引言

输电线路岩石锚杆基础通过将水泥砂浆或细石混凝土与锚筋注入岩孔内,使得锚筋与岩体胶结成整体,承受上部结构荷载。岩石锚杆基础减少了基础混凝土用量、土石方开挖量,降低了水泥、砂石、基础钢材及弃土的运输量,能显著降低运输工程量,特别适用于地形复杂的高山地区。同时,也因显著减少了人工开挖或爆破作业对基础周围岩石基面、林木植被的损害,具有较好的环保效益。

1概述

岩石锚杆是通过水泥砂浆或细石混凝土与锚筋注入岩孔内,使锚筋与岩体胶结成整体承受上部结构荷载的基础型式之一。岩石锚杆由于减少了基础混凝土用量、土石方开挖量、水泥、砂石、基础钢材及弃土运输量,特别是在地形复杂的地区能大幅降低运输量;同时也因显著降低人工开挖或爆破作业对基础周围岩石基面、植被的破坏,具有较好的经济与环保效益。随着特高压工程快速建设,岩石锚杆基础已逐渐得到应用。针对特高压大荷载条件下岩石锚杆基础,结合以往理论研究与现场真型试验,对岩石锚杆基础进行分析。

2输电线路建设现状分析

2.1状态监控现状

将互联网技术运用到输电线路的智能化建设当中,对输

电线路进行在线监控,是目前输电线路智能化的一项重要举

措,虽然受到了电力企业的广泛关注,但在实际运用中由于

受条件限制,取得的成果并不是十分理想。

2.2信息管理现状

随着输电线路的智能化建设,相应的信息管理系统也更改为智能化的信息管理方式。相对于以往的信息管理,智能化的信息管理记录的信息更加全面详荆但是由于智能化的信息管理体系并未建立完善,没有完整的制度及流程,而且信息的收集整理步骤繁琐,加之相关人员没有经过系统的培训以及缺乏相关的经验,导致信息管理的人员无法有效的通过信息管理系统直观的掌握输电线路的运行状态,不能及时有效的发现输电线路出现问题影响线路的运行效率。因此,在输电线路的智能化建设过程中,信息管理方面的也要相应的加以完善。

2.3运行维护现状

在输电线路智能化建设完成后,接下来的工作就是运行维护了,这是一项长期的工作。为确保输电线路的正常运行,尽早地发现线路中的问题以及存在的隐患,需要对输电线路进行巡检。目前在智能化输电线路中采用GPS巡检仪作为主要的巡检设备,但由于受巡检人员数量以及地形等外在因素影响,许多GPS巡检仪被用于重点区域的固定信息收集,其实时巡检的功能并未得到充分的应用,使用效果并不理想。此外,有部分地区因为地形的限制且电力对社会生产影响较大,会采用小型的无人机进行巡检,但是该种方式制约条件较多无法大规模的推广使用,如气候原因、飞行管制等,而且由于立体空间建模技术并不是很成熟,因此,采用无人机巡检难免产生错误和遗漏。还有一种智能化的巡检方式,使用智能巡检机器人,虽然在地势险峻人员行走不便的区域能够发挥其优势,但是其价格昂贵,且本身研发技术有待改进,因此暂时未得到大范围的实际应用。

3装配式承台锚杆基础

输电装配承台锚杆基础,结合前述两种基础形式的优点,避免其弱点形成新的基础形式。原创性的将装配式基础与锚杆基础联合,形成装配式承台锚杆基矗

3.1基础方案

3.1.1锚杆体,置于稳定岩层中。

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3.1.2装配式承台,是预制钢筋混凝土预制梁

式构件,中间预留锚杆孔位,注浆后,用于锚

杆在锚杆顶部锚固(螺栓锚固),预埋螺栓作为

锥形支架的地脚螺栓;开挖后的岩石基槽缝隙

用细石混凝土填充。

3.1.3锥形支架,将其置于地面承台上,以地

脚螺栓与承台连接(承台与锚杆连接),使几个

承台与角钢支架(桁架结构)形成一个组合式承

台,大大减少承台体积和质量,变单一的混凝土

结构为组合结构,将原来的单承台个体基础分解

成多个可拆卸,便于运输的预制构件。

3.2功能分析及特点

3.2.1轻量化基础结构构件

通过组合支架,将原单腿分化成四个子腿,减小了每个腿的内力,使单个基础体量减小,基础变成轻量化的预制基础成为可能。借鉴重力式输电装配式基础的埋土部分锥形支架,将其置于地面上(承台上),以螺栓或锚杆与承台连接使几个承台与支架(桁架结构)形成一个组合式承台,大大减少承台体积和质量,变单一的体积较大混凝土结构为组合结构,将原来的体量较大单一承台个体基础分解成多个可拆卸,便于运输的预制组合构件。在保证不降低结构可靠性的前提下,改变锚杆锚固端混凝土锚固为螺栓机械锚固,减少了锚固长度,大大减少承台高度,进一步轻量化承台体积。

3.2.2满足环境保护要求

改变原有装配式基础的大开挖重力抵抗上拔力,而用体量较小锚杆锚固抵抗上拔力,减少开挖量,减少基础体量,降低了基础材料的损耗量,环保效益显著。组合承台上部锥形支架可根据地形高差调整其高度与根开,形成子全方位高低腿,以适应不同的地形条件,补充调节由于地形高差过大,铁塔高低腿不够的情况。通过主体铁塔全方位高低腿与子腿基础的全方位高低腿共同配合调节,不但可以补充极端陡峭高差地形条件的长短腿配置,同时也可以做到不开挖(或微开挖)基面。

3.2.3工程力学性能良好

充分利用原状土地基(岩石)承载力高(岩石自身的抗剪强度)、变形小的特点。充分发挥地基及基础各自优点,地基和基础协同工作。通过锥形桁架结构体系,既分解了内力,又将锚杆合理分散布置,扩大地基受载范围,使地基受力更合理,避免应力集中。以空间桁架结构替换以往大体量钢筋混凝土承台结构,以空间桁架结构替换单一大体量块体结构,传力更加简洁、合理。以空间桁架结构置于地面以上解决了以往重力式装配基础钢结构构件埋在地下易腐蚀的弊端。

3.2.4操作简单,便于施工

预制式装配承台更换原来现浇承台,减少现场混凝土浇筑量,减少湿作业,承台及上部桁架施工完全成为搭设积木方式施工,操作简单。组合结构构件体量小,重量控制在便于运输要求重量为准,可参照以往的钢筋混凝土水泥杆杆段、底盘预制构件体量控制划分,便于运输、安装、定位。

结语

装配式承台锚杆基础,原创性的将装配式基础与锚杆基础组合使用,形成新型基础形式,可充分发挥两种地基的优势。装配式承台锚杆基础能充分利用岩石自身的抗剪切性能很好地抵抗外部载荷;利用装配式承台,满足了机械化施工的要求,减少了现场湿作业提高了工程质量,满足工程建设的环境保护要求,节约材料量,减小了土石方量,减少对环境的影响。为山地输电线路基础设计提供了一种全新的基础形式,具有较强的推广和应用价值。

参考文献

[1]李波,罗晶,陆佳政,方针,刘晖.引鸟策略在输电线路鸟害防治领域的研究于应用[J].湖南电力,2011(01).

[2]高文龙.岩石锚杆基础勘察方法的研究[J].电力建设,2007,28(4):36-39.

[3]杨海巍.华北地区应用岩石锚杆基础的几个问题[J].电力建设,2009,30(4):36-38.

论文作者:王孝周

论文发表刊物:《科技尚品》2018年第11期

论文发表时间:2019/7/18

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