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。
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