CN102828519B - 矩形基础分坑及地脚螺栓的找正方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种矩形基础分坑及地脚螺栓找正方法，本方法分为两个阶段，第一阶段为矩形基础分坑：包括步骤①计算下坑口边长；②计算出上坑口边长；③计算出M、N、θ、μ四个数据；④确定点K1和点K2；⑤根据K1、K2和上坑口边长确定基坑位置；⑥利用经纬仪和钢卷尺进行分坑；第二阶段为矩形基础地脚螺栓找正：包括步骤⑦计算出地脚螺栓与线路方向的夹角α、β、γ、δ以及地脚螺栓与中心桩的距离L1、L2、L3、L4；⑧将经纬仪支设在矩形基础中心桩，找出S1、S2、S3、S4。采用本发明所述的方法进行矩形基础的分坑和地脚螺栓的找正，操作方便，大大提高了计算结果的精确度，进一步保证了铁塔安装的牢固性。

Description

矩形基础分坑及地脚螺栓的找正方法

技术领域

本发明涉及一种坐标确定方法，特别是一种用于矩形基础分坑以及确定矩形基础中地脚螺栓安装位置的找正方法。

背景技术

输电线路工程建设过程中需要选择线路路径和基础型式，选择时一般需要根据地形、地质、环保、运行安全以及造价成本来选择设计基础型式。对于500kV输电线路的施工过程中，铁塔基础大多分为矩形铁塔基础、正方形铁塔基础和不等高铁塔基础，基础型式有地脚螺栓式、插入角钢式以及等截面斜柱式等。对于采用地脚螺栓基础型式的矩形铁塔基础，基础的底盘边长、基础坑深、放坡系数、矩形基础根开、基坑根开、地脚螺栓根开以及操作裕度均为已知数据。分坑时首先确定四个基坑的位置，当基坑挖好后，在基坑中砌筑底盘，底盘上砌筑立柱；然后确定位于矩形铁塔基础中立柱四个顶角处的、用于安装铁塔四根支柱的地脚螺栓位置；最后使用地脚螺栓固定立柱。通常情况下一根支柱需要通过四个地脚螺栓进行固定，四个地脚螺栓也成矩形方式布置。目前在矩形基础的施工过程中，需要沿线路方向设置两个副中心桩，在副中心桩上放置经纬仪，来确定基坑位置和各个地脚螺栓的位置。但是在确定位置的过程中，需要将经纬仪从一个副中心桩挪至另一副中心桩上，因此会在挪动过程中产生误差，影响地脚螺栓的找正以及铁塔的组立安装。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种操作简单，能够提高矩形基础分坑和地脚螺栓找正速度、精确度的找正方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

矩形基础分坑及地脚螺栓的找正方法，包括以下步骤：

第一阶段为矩形基础分坑：

①首先将矩形基础分为四个大小相同的基坑，然后根据基坑所要求的底盘边长Q、操作裕度κ计算基坑的下坑口边长T；下坑口边长T根据下式计算：T=Q + 2κ；

②根据下坑口边长T、基础坑深H以及放坡系数σ计算基坑的上坑口边长Z；上坑口边长Z根据下式计算：Z = T + 2Hσ；

③根据上坑口边长Z以及矩形基础根开P1、P2计算矩形基础中心点与基坑最远顶角连线与线路方向的夹角θ、矩形基础中心点与基坑最近顶角连线与线路方向的夹角μ、矩形基础中心点距离基坑最近顶角的距离M以及矩形基础中心点距离基坑最远顶角的距离N；

④根据M和μ确定基坑最近顶角点K1，根据N和θ确定基坑最远顶角点K2；

⑤根据K1、K2和上坑口边长确定基坑位置；

⑥根据计算出的数据K1、K2、上坑口边长，将经纬仪放置在设置在矩形基坑中心点的中心桩上，利用钢卷尺进行测量分出A基坑、B基坑、C基坑和D基坑；

第二阶段为矩形基础地脚螺栓的找正：

⑦根据基坑根开X1、X2和地脚螺栓根开Y1、Y2，通过反正切函数计算每个地脚螺栓与线路方向的夹角，通过勾股定理计算每个地脚螺栓与中心桩的距离；

⑧根据步骤⑦计算所得的夹角及距离，使用经纬仪和钢卷尺进行地脚螺栓的找正。

所述步骤③包括以下内容：

a. 首先根据矩形基础根开P1、P2计算其中一个基坑的最近顶角点K1与线路方向的夹角μ，基坑的最远顶角点K2与线路方向的夹角θ：

基坑的最近顶角点K1与线路方向的夹角μ根据下式计算：

基坑的最远顶角点K2与线路方向的夹角θ根据下式计算：

b. 然后计算基坑的最近顶角点K1与中心桩的距离M，基坑的最远顶角点K2与中心桩的距离N：

基坑的最近顶角点K1距离中心桩的距离M根据下式计算：

基坑的最远顶角点K2距离中心桩的距离N根据下式计算：

c. 根据步骤a和b计算的夹角以及距离，利用象限对称方法计算其他三个基坑的位置。

所述步骤⑦包括以下内容：

a.首先计算其中一个支柱中四个地脚螺栓（S1~S4）与铁塔线路方向的夹角α、β、γ、δ：

地脚螺栓S1与线路方向的夹角α根据下式计算

地脚螺栓S2与线路方向的夹角β根据下式计算

地脚螺栓S3与线路方向的夹角γ根据下式计算

地脚螺栓S4与线路方向的夹角δ根据下式计算

b.计算步骤a中四个地脚螺栓（S1~S4）距离中心桩的距离L1~L4：

地脚螺栓S1距离中心桩的距离L1根据下式计算

      

地脚螺栓S2距离中心桩的距离L2根据下式计算

      

地脚螺栓S3距离中心桩的距离L3根据下式计算

      

地脚螺栓S4距离中心桩的距离L4根据下式计算

      

c.根据步骤a、b计算的夹角以及距离，利用象限对称方法计算其他三个支柱中各个地脚螺栓的位置。

由于采用本发明取得的技术进步如下。

本发明直接利用矩形基础中心桩进行分坑及地脚螺栓位置的确定，避免了使用副中心桩而搬动经纬仪产生的误差。只需在中心桩支设一次经纬仪，通过旋转旋转经纬仪的角度再利用钢卷尺量取长度的方法，即可进行分坑和地脚螺栓的找正，操作方便，大大提高了计算结果的精确度，进一步保证了地脚螺栓的正确找正。

附图说明

图1为本发明矩形基础的布置形式。

图2为所述基坑的布置形式。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本方法分为两个阶段：第一阶段为矩形基础分坑；第二阶段为矩形基础地脚螺栓找正。

具体步骤如下：首先以C基坑为例计算C基坑以及C基坑中地脚螺栓的相关参数。已知数据：矩形基础根开P1＝15000mm，P2＝10000mm，基础坑深H＝3000mm，底盘边长Q＝3600mm，放坡系数σ＝0.3，操作裕度=κ300mm，基坑根开X1=3000mm，X2=2300mm，地脚螺栓根开Y1=230mm，Y2=230mm；

第一阶段为矩形基础分坑；

①根据C基坑中所要求的底盘边长Q、操作裕度κ计算基坑的下坑口边长T，下坑口边长T通过下式计算：

T=Q + 2κ=3600+2×300=4200mm

②根据下坑口边长T、基础坑深H以及放坡系数σ计算基坑的上坑口边长Z，上坑口边长Z通过下式计算：

Z = T + 2Hσ=4200+2×（3000×0.3）=6000mm

③根据矩形基础根开P1、P2以及上坑口边长Z计算矩形基础中心点与基坑最近顶角连线与线路方向的夹角μ，通过下式计算：

    

    =66°2′15″

矩形基础中心点与基坑最远顶角连线与线路方向的夹角θ，通过下式计算：

     =52°41′45″

矩形基础中心点距离基坑最近顶角的距离M，通过下式计算：

=4924.43mm

矩形基础中心点距离基坑最远顶角的距离N，通过下式计算：

    =13200.4mm

④根据μ和M确定基坑最近顶角点K1位置，根据θ和N确定基坑最远顶角点K2位置。

⑥根据求出的K1、K2以及上坑口边长，将经纬仪放置在设置在矩形基坑中心点的中心桩上，利用钢卷尺进行测量分坑，实现对C基坑的定位。

第二阶段为矩形基础地脚螺栓找正：

⑦根据基坑根开和地脚螺栓根开，通过反正切函数计算每个地脚螺栓与线路方向的夹角，通过勾股定理计算每个地脚螺栓与中心桩的距离；

首先计算其中一个支柱中四个地脚螺栓S1~S4与铁塔线路方向的夹角α、β、γ、δ：

地脚螺栓S1与线路方向的夹角α根据下式计算

=53°13′46″

地脚螺栓S2与线路方向的夹角β根据下式计算

＝47°35′33″

地脚螺栓S3与线路方向的夹角γ根据下式计算

＝51°55′44″

地脚螺栓S4与线路方向的夹角δ根据下式计算

＝57°20′43″

计算上述四个地脚螺栓S1~S4距离中心桩中心点的距离L1~L4：

地脚螺栓S1距离中心桩的距离L1根据下式计算

 = 1729mm

地脚螺栓S2距离中心桩的距离L2根据下式计算

 = 1876mm

地脚螺栓S3距离中心桩的距离L3根据下式计算

 = 2051mm

地脚螺栓S4距离中心桩的距离L4根据下式计算

 = 1918mm

根据α和L1确定S1点位置，根据β和L2确定S2点位置,根据γ和L3确定S3点的位置，根据δ和L4确定S4点的位置。

⑧根据求出的S1、S2、S3、S4，使用经纬仪和钢卷尺对C支柱进行矩形基础地脚螺栓找正。

根据上述步骤，利用象限对称方法计算其他三个基坑的位置以及每个基坑中支柱的各个地脚螺栓的位置。计算得出的矩形基础的四个基坑的数据如表1所示，计算得出的每个基坑中各个地脚螺栓的数据如表2所示。

表1

表2

Claims (1)

1.矩形基础分坑及地脚螺栓的找正方法，其特征在于包括以下步骤：

第一阶段为矩形基础分坑：

①首先将矩形基础分为四个大小相同的基坑，然后根据基坑所要求的底盘边长Q、操作裕度κ计算基坑的下坑口边长T；下坑口边长T根据下式计算：T＝Q+2κ；

②根据下坑口边长T、基础坑深H以及放坡系数σ计算基坑的上坑口边长Z；上坑口边长Z根据下式计算：Z＝T+2Hσ；

③根据上坑口边长Z以及矩形基础根开P1、P2计算矩形基础中心点与基坑最远顶角连线与线路方向的夹角θ、矩形基础中心点与基坑最近顶角连线与线路方向的夹角μ、矩形基础中心点距离基坑最近顶角的距离M以及矩形基础中心点距离基坑最远顶角的距离N；

a.首先根据矩形基础根开P1、P2计算其中一个基坑的最近顶角点K1与线路方向的夹角μ，基坑的最远顶角点K2与线路方向的夹角θ：

基坑的最近顶角点K1与线路方向的夹角μ根据下式计算：

μ＝arctg(P1-Z)/(P2-Z)

基坑的最远顶角点K2与线路方向的夹角θ根据下式计算：

θ＝arctg(P1+Z)/(P2+Z)

b.然后计算基坑的最近顶角点K1与中心桩的距离M，基坑的最远顶角点K2与中心桩的距离N：

基坑的最近顶角点K1距离中心桩的距离M根据下式计算：

$M=\sqrt{{[(P1-Z)/2]}^2+{[(P2-Z)/2]}^2}$

基坑的最远顶角点K2距离中心桩的距离N根据下式计算：

$N=\sqrt{{[(P1+Z)/2]}^2+{[(P2+Z)/2]}^2}$

c.根据步骤a和b计算的夹角以及距离，利用象限对称方法计算其他三个基坑的位置；

④根据M和μ确定基坑最近顶角点K1，根据N和θ确定基坑最远顶角点K2；

⑤根据K1、K2和上坑口边长确定基坑位置；

⑥根据计算出的数据K1、K2、上坑口边长，将经纬仪放置在设置在矩形基坑中心点的中心桩上，利用钢卷尺进行测量分出A基坑、B基坑、C基坑和D基坑；

第二阶段为矩形基础地脚螺栓的找正：

⑦根据基坑根开X1、X2和地脚螺栓根开Y1、Y2，通过反正切函数计算每个地脚螺栓与线路方向的夹角，通过勾股定理计算每个地脚螺栓与中心桩的距离；

⑧根据步骤⑦计算所得的夹角及距离，使用经纬仪和钢卷尺进行地脚螺栓的找正；

所述步骤⑦包括以下内容：

a.首先计算其中一个支柱中四个地脚螺栓(S1～S4)与铁塔线路方向的夹角α、β、γ、δ：

地脚螺栓S1与线路方向的夹角α根据下式计算

α＝arctg(X1-Y1)/(X2-Y2)

地脚螺栓S2与线路方向的夹角β根据下式计算

β＝arctg(X1-Y1)/(X2+Y2)

地脚螺栓S3与线路方向的夹角γ根据下式计算

γ＝arctg(X1+Y1)/(X2+Y2)

地脚螺栓S4与线路方向的夹角δ根据下式计算

δ＝arctg(X1+Y1)/(X2-Y2)

b.计算步骤a中四个地脚螺栓(S1～S4)距离中心桩的距离L1～L4：

地脚螺栓S1距离中心桩的距离L1根据下式计算

$L1=\sqrt{{[(X1-Y1)/2]}^2+{[(X2-Y2)/2]}^2}$

地脚螺栓S2距离中心桩的距离L2根据下式计算

$L2=\sqrt{{[(X1-Y1)/2]}^2+{[(X2-Y2)/2]}^2}$

地脚螺栓S3距离中心桩的距离L3根据下式计算

$L3=\sqrt{{[(X1+Y1)/2]}^2+{[(X2+Y2)/2]}^2}$

地脚螺栓S4距离中心桩的距离L4根据下式计算

$L4=\sqrt{{[(X1+Y1)/2]}^2+{[(X2-Y2)/2]}^2}$

c.根据步骤a、b计算的夹角以及距离，利用象限对称方法计算其他三个支柱中各个地脚螺栓的位置。