铁塔设计

李岁民 建设兵团勘测规划设计研究院一分院 (832000)

【摘要】 就铁塔基础在无地下水和有地下水的地段，采用深埋与浅埋，手工与计算机设计的方式进行优化设计，提出了自己的观点，供参考。

【关键词】 铁塔基础 地下水 深埋与浅埋 手工优化设计

铁塔基础在输电线路工程中的设计是重中之重，它既要满足上拔的要求，又要满足下压的要求。以鼓型铁塔7735(18m)基础为例，在无地下水和有地下水的地段，采用深埋与浅埋，手工与计算机软件设计的方式相比较，得到优化后的基础设计。

1 设计条件(土重法)

塔型：7735(18m)原始资料：使用导线LGJ-150/20，转角60°，上拔力327.95kN，下压力377.35kN，垂线40.1kN，根开4.9m。

无地下水基础：钢筋混凝土的容重按22～24kN/m3计算，土的容重按14～16kN/m3计算。

有地下水基础：钢筋混凝土的容重按12～14kN/m3计算，土的容重按8～11kN/m3计算。

2 无地下水基础 2.1 手工计算

(1) 采用深埋正方形基础(见图1)：

图1 深埋正方形基础图

单腿钢筋混凝土的体积：

Vt=0.8×0.8×3.2+2.8×2.8×0.5=5.97m3 单基钢筋混凝土的体积：

Vf=5.97×4=23.87m3(假设拉、压腿同体积) 单腿钢筋混凝土的重力： Qf=5.97×22=127.38kN 铁塔的上拔力：

T=(V-V0)r0/K1+Qf/K2+△G/K1(1)

式中 V--设计深度的抗拔土和基础的体积，m3 V0--设计深度的基础体积，m3 r0--土的计算容积，kN/m3 Qf--基础自重力，kN △G--相邻土的计算容积，m

K1--与土抗力有关的基础上拔稳定的安全系数 K2--与基础自重力有关的基础上拔稳定的安全系数

3

T=337.43kN≥327.95kN(满足上拔要求；经验算，同时满足下压的要求) 单基需用钢筋：T钢=1102.87kg (2) 采用浅埋正方形基础(见图2)：

图2 浅埋正方形基础图

单腿钢筋混凝土的体积： Vt=2×2×2.2+3×3×0.7=15.1m3 单基钢筋混凝土的体积：

Vf=15.1×4=60.4m3(假设拉、压腿同体积) 单腿钢筋混凝土的重力： Qf=15.1×22=332.2kN

根据公式(1)，铁塔的上拔力：T=330kN≥327.95kN(满足上拔要求；经验算也满足下压要求)

单基需用钢筋：T钢=1069.58kg 2.2 计算机计算

采用深埋台阶形基础(见图3)。

图3 深埋台阶形基础

单腿需用钢筋混凝土的体积： Vt=7.22m3

单基需用钢筋混凝土的体积： Vf=28.88m3

T=344.43kN≥327.95kN(满足上拔要求) 单基共需钢筋：T钢=691.32kg 3 有地下水基础(埋深1.5m) 3.1 手工计算

(1) 采用深埋正方形基础(见图4)：

图4 深埋正方形基础(水)

单腿钢筋混凝土的体积：

Vt=0.8×0.8×3.8+2.6×2.6×0.5=5.81m3 单基钢筋混凝土的体积：

Vf=5.81×4=23.24m3(假设拉、压腿同体积) 单腿钢筋混凝土重(1.5m以下按含水层计算)： Qf=1.088×22+(1.344+3.38)×14=90.08kN

按公式(1)，铁塔的上拔力：T=344.33kN≥327.95kN(满足上拔要求；经验算，也满足下压要求)

单基共需钢筋：T钢=1188.87kg (2) 采用浅埋正方形基础(见图5)：

图5 浅埋正方形基础(水)

单腿钢筋混凝土的体积： Vt=2×2×2.5+3×3×0.7=16.3m 单基钢筋混凝土的体积：

Vf=16.3×4=65.2m3(假设拉、压腿同体积) 单腿钢筋混凝土重力(1.5m以下按含水层计算)：

Qf=2×2×1.7+3×3×0.5=203.6kN 按公式(1)，铁塔的上拔力：

T=329kN≥327.95kN(满足上拔要求；经验算，同时满足下压的要求) 单基需用钢筋：T钢=1210.50kg 3.2 计算机计算

采用深埋台阶形基础(见图6)。

图6 深埋台阶形基础(水)

单腿钢筋混凝土的体积： Vt=11.33m3

单基钢筋混凝土的体积： Vf=45.32m3

T=344.43kN≥327.95kN(满足上拔要求) 单基共需钢筋：T钢=6.84kg 4 对比分析

以上几种计算方法结果对比，见表1。

表1 铁塔基础计算结果一览表

需用混需用钢需挖深计算形式 凝土/m3 筋/kg 度/m 深埋正方形基础 23.87 1102.87 3.7 手 工 无地下水基础 深埋台阶形基础 28.88 691.32 2.9 计算机 浅埋正方形基础 60.4 1069.58 3.3 手 工 深埋正方形基础 23.24 1188.87 4.3 手 工 有地下水基础 深埋台阶形基础 45.32 6.84 3.7 计算机 浅埋正方形基础 65.24 1210.50 3.2 手 工 名 称 基础形式 通过以上几种计算方法，可以看出各有利弊：

(1) 采用手工计算深埋正方形基础最节省混凝土，不节省钢筋，制模简单，需挖深度最深，较节省投资。

(2) 采用计算机计算深埋台阶形基础最节省钢筋，节省混凝土次之，制模较复杂，需挖深度次之，最节省投资。

(3) 采用手工计算浅埋正方形基础，混凝土用量是深埋基础的一倍左右，不节省钢筋，制模简单，它适应于基础较难挖和地下水较高的地段，不节省投资。

5 结论

在无地下水的地段宜采用深埋正方形基础和深埋台阶形基础；在有地下水和较难挖的地带宜采用浅埋正方形基础；具体情况具体对待。