CN104213578B - 输电线路双杆门型杆塔自调基础 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线路双杆门型杆塔自调基础，包括基础梁架和位于基础梁架下方并与地基接触的承台梁或承台墩，基础梁架与承台梁或承台墩之间设有滚动件；基础梁架至少包括一根分别与每根线杆根部连接的连接主梁及与连接主梁两端垂直连接的调整次梁，每根调整次梁两端的上表面各设有一个拉线环；线杆通过拉线与基础梁架连接为整体，每根拉线的上端与线杆连接，下端与拉线环连接。本发明通过基础梁架和拉线使杆塔成为一个整体，在外力作用下，整体上保持稳定、不发生整体倾覆、线杆的应力和变形不超标。地面变形时，解除一部分约束后、杆塔体系承台梁或承台墩上随着地基的变形而发生移动，线杆保持垂直姿态、线路保持正常运行状态。

Description

输电线路双杆门型杆塔自调基础

技术领域

本发明涉及输电线路的基础，具体涉及一种输电线路双杆门型杆塔自调基础。

背景技术

杆塔结构作为输电线路的重要组成部分，起着支撑和架空电力线(导线)的作用，保证电能安全可靠地输送到电网或用户。杆塔结构从使用的材料上划分主要有钢筋混凝土电杆和铁塔两大类，其中钢筋混凝土材料的双杆门型杆塔是比较常见的一种杆塔结构，常用于35kV-110kV的输电线路中。

很多输电线路常常需要经过采煤区或者已运行的输电线路下部煤炭需要开采，采煤必然引起的地面塌陷和变形。采煤区地表的变形形状、大小、速度一般与所开采煤层的埋深、开采煤层的厚度、上部岩层强度、完整性、开采方式、工艺等密切相关。埋深小于700-900米的煤层开采，一般都要引起采煤区地表不同程度的塌陷、开裂、错台、凹凸变形；大于700-900米深的煤层开采一般引起地表的变形较小；煤层埋深越浅、开采层越厚，则引起地表变形塌陷越大；通常情况下，煤层上岩层强度及完整性对拟采煤区地表的变形形状和程度也有较大影响，煤层埋深较深，覆盖的岩层强度越低，则地表变形塌陷越小；反之则越大。采煤区内各处，地表局部可能出现不同程度的裂缝、倾斜、错台、塌陷，在采煤区边缘则会形成一道比较有规则的塌陷错层和地表倾斜带。

由于采煤造成采煤区的地表发生变形，进而使架设于采煤区上的输电线路的杆塔发生倾斜、错位、弯曲、甚至倒塌，影响输电线路的安全。现有技术中的一般解决方式，是采煤前进行改迁、改变路径，即采用新线路代替存在安全隐患输电线路段。但这种方式存在很大的缺点，第一，由于采煤区比较大，需要改迁的杆塔数量多，改迁建设成本较大；第二，改迁一般会引起线路长时间、大面积停电，给售电量造成很大损失或给电网稳定、安全运行造成极大威胁，给社会生活和生产建设造成极大影响和损失，并且还可能造成临近线路的停电；第三，最重要的是随着采煤作业的推进，新改迁的线路可能还面临着再次改迁的问题等等。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本发明要解决的问题是，提供一种用在输电线路双杆门型杆塔的自调基础，在地面发生开裂、塌陷、地表错层、倾斜、位移等变形的情况下，使双杆门型杆塔保持垂直和正常的姿态，保证输电线路的安全。

为解决上述问题，本发明提供了一种输电线路双杆门型杆塔自调基础，包括基础梁架和位于所述基础梁架下方并与地基接触的承台梁或承台墩，所述基础梁架与所述承台梁或承台墩之间设有柱状或球状的滚动件；所述基础梁架至少包括一根分别与每根线杆根部连接的连接主梁及与所述连接主梁两端垂直连接的调整次梁，每根所述调整次梁两端的上表面各设有一个拉线环；所述线杆通过拉线与基础梁架连接为整体，每根拉线的上端与线杆的上部连接，下端与所述拉线环连接。

作为优选，所述基础梁架为“工”字形、“日”字形或窄头“田”字形。

作为优选之一，所述基础梁架只包括一根连接主梁和与所述连接主梁两端垂直连接的两根调整次梁，形成为“工”字形；所述承台梁分别设置于所述调整次梁的下方并与其平行，所述滚动件为滚柱，设置于所述调整梁与承台梁之间。

作为进一步的优选，还包括设置于所述基础梁架之外的两个锚固墩，所述锚固墩分别与所述线杆对应设置，其与线杆的水平连线平行于输电线路。

作为进一步的优选，所述承台梁上表面为台阶结构，台阶的长度方向沿所述承台梁的长度方向设置。

作为优选之一，所述基础梁架只包括一根连接主梁和与所述连接主梁两端垂直连接的两根调整次梁，形成为“工”字形；所述承台墩分别设置于所述调整次梁的端部的下方，所述滚动件为滚球，设置于所述调整次梁与承台墩之间。

作为优选，上述的任何一种输电线路双杆门型杆塔自调基础，其中所述线杆通过碳纤维和/或湿包钢进行加固，即使用碳纤维进行加固或者使用湿包钢进行加固，以及同时使用二者进行加固。

本发明还提供了另外一种输电线路双杆门型杆塔自调基础，包括基础梁架和位于所述基础梁架下方并与地基接触的承台梁或承台墩，所述基础梁架与所述承台梁或承台墩之间设有柱状或球状的滚动件；所述基础梁架包括两端分别与每根线杆根部连接的一根连接主梁以及设置于所述连接主梁的两端并与其垂直连接的垂直连梁；在所述连接主梁的两侧各设有一根与其平行的边调整次梁，所述边调整次梁分别与所述垂直连梁连接并分别向两端延伸，所述边调整次梁的两端的下方分别设有所述承台墩或承台梁，所述边调整次梁的两端的上表面各设有一个拉线环；所述线杆通过拉线与所述基础梁架连接为整体，每根拉线的上端与线杆的上部连接，下端与所述拉线环连接。

作为优选，调整次梁的两端分别长于垂直连梁，所述调整次梁的两端分别通过工字钢连接。

本发明同时提供了一种应用于转角塔的输电线路双杆门型杆塔自调基础，当所述杆塔为转角塔时，所述自调基础包括基础梁架和位于所述基础梁架下方并与地基接触的承台墩；所述基础梁架为窄头“田”字形，包括分别与每根线杆根部连接的一根连接主梁及分别与所述连接主梁垂直连接并依次设置的第一调整次梁、第二调整次梁和第三调整次梁，其中，第一调整次梁通过靠近导线一侧的线杆的根部并与其连接，所述第二调整次梁通过另外一根线杆的根部并与其连接；所述第一调整次梁短于所述第二调整次梁，并且两端分别通过斜边梁与第二调整次梁的两端连接形成梯形，所述第三调整次梁位于所述第二调整次梁的另外一侧并与所述第二调整次梁等长，其两端分别通过直边梁连接形成矩形,每根所述直边梁两端的上表面各设有一个拉线环；所述梯形的四角和矩形的四角的下方设有所述承台墩，并且所述直边梁或斜边梁与承台墩之间也分别设有柱状或球状的滚动件；所述线杆通过拉线与所述基础梁架连接为整体，每根拉线的上端与线杆的上部连接，下端与所述拉线环连接。

本发明的输电线路双杆门型杆塔自调基础具有如下有益效果：通过基础梁架和拉线使杆塔成为一个整体，该整体为受压结构，每个杆塔体系在外力作用下能在整体上保持稳定、不发生整体倾覆、线杆的应力和变形不超标。此外，在地面再次出现变形时，在解除一部分约束后、杆塔体系能在承台梁或承台墩上随着地基的变形而发生移动，杆塔以及架设于其上的导线在既有的各种作用下，基础梁架与位于其下方的承台梁或承台墩之间发生移动和自动回位，从而保证被基础梁架固定的线杆保持垂直姿态、线路保持正常运行状态。

附图说明

图1为本发明的实施例一的输电线路双杆门型杆塔自调基础的俯视图。

图2为图1的A1-A1向剖视图。

图3为图1的B1-B1向剖视图。

图4为图1的C1-C1向剖视图。

图5为图1的D1-D1向的视图。

图6为本发明的实施例二的输电线路双杆门型杆塔自调基础的俯视图。

图7为图6的C2-C2向剖视图。

图8为本发明的实施例三的输电线路双杆门型杆塔自调基础的俯视图。

图9为图8的E2-E2向剖视图。

图10为本发明的实施例四的输电线路双杆门型杆塔自调基础的实施例四的俯视图(图中的箭头为导线方向)。

图11为图10的D3-D3向剖视图。

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描述，但不作为对本发明的限定。

需要首先指出的是，在以下的实施例中，基础梁架的所有梁应通过精确计算后既可以采用钢筋混凝土制作也可以采用钢材制作。采用钢筋混凝土梁时先采用钢筋编制骨架，并根据设计需要增加各种横向或纵向的筋，然后浇筑混凝土，成形后拆卸模板进行养护。此外，由于地面发生变形时，线杆受力情况比较复杂，为防止其遭受破坏，须根据强度和刚度校核结果采用湿包钢或碳纤维、以及碳纤维与湿包钢混合使用的方式对线杆杆身进行结构加固处理，在各个实施例中不一一说明，特此指出。

拉线环是以预埋件的方式设置于基础梁架内的，在附图中以一个小黑点表示，拉线也不单独标示，特此说明。

接下来，首先对本发明的输电线路双杆门型杆塔自调基础的结构做整体的概述。本发明的输电线路双杆门型杆塔自调基础包括基础梁架和位于所述基础梁架下方并与地基接触的承台梁或承台墩，其中，基础梁架的主要作用是连接线杆并与固定于上的拉线一同构成新的杆塔体系、支撑线路，基础梁架与承台梁或承台墩之间设有柱状或球状的滚动件；所述基础梁架至少包括一根分别与每个线杆根部连接的连接主梁，所述梁架上设有多个拉线环；所述线杆通过拉线与基础梁架连接为整体，每根拉线的上端与线杆的上部连接，最好与上端横担处或横担处的下部连接，下端与所述拉线环连接。基础梁架的形状可根据杆塔的结构和作用进行调整，主要有“工”字形，“日”字形，以及窄头“田”字形(即图10所示的“梯形+矩形”合在一起的形状)的几种平面结构形式，但无论哪一种结构，都必须包括将两根线杆连接在一起的连接主梁。本发明通过基础梁架将两根线杆的根部通过拉线将线杆的上部连接在一起，使其成为一个整体，平衡各方向张力，而使塔杆从整体上成为尽量受压或成为纯压杆件。此外，为提高线杆的强度，采用湿包钢或碳纤维，以及碳纤维与湿包钢混合使用的方式对线杆杆身进行强度加固，提高杆体抗弯能力和材料的强度；在基础梁架的下方设置承台梁或承台墩，并在二者之间设置滚动件，使基础梁架能够相对于承台梁或承台墩移动，实质成为可调式基础。实际上，在地面发生变形时，承台梁或承台墩发生运动，在线杆以及导线的作用下，基础梁架与拉线共同作用使线杆作为一个整体发生随机慢速移动，使其保持垂直或者正常工作运行状态，防止其倾覆或倒塌，由于塔杆是整体受压结构，结构自身安全。此外，在地面再次出现变形时，在解除一部分约束后、杆塔体系能在承台梁或承台墩上随着地基的变形而发生移动，杆塔以及架设于其上的导线在既有的各种作用下，基础梁架与位于其下方的承台梁或承台墩之间发生移动和自动回位，从而保证被基础梁架固定的线杆保持垂直姿态、线路保持正常运行状态。

实施例一

如图1-图5所示，本发明实施例一的输电线路双杆门型杆塔自调基础，本实施例中，所述基础梁架为“工”字形，连接主梁1的两端分别设有与其垂直连接的调整次梁2，调整次梁2的两端分别设有拉线环5，两根调整次梁2与一根连接主梁1形成“工”字形的基础梁架，其中连接主梁1上的孔9即为线杆的位置，线杆上粘贴碳纤维，提高其强度，此外还可另外采用湿法包加固提高其强度。此外，与连接主梁1相连接的位置，由于可能承受较大的弯矩和剪切力，其外的钢板高度可适当设置较长一些；如图4和图5所示，承台梁3分别设置于调整次梁2的下方并与其平行设置，二者之间设有一定的间隙，设置的滚动件为滚柱4(图4中省略了滚柱4)。滚柱4可沿顺轴向的方向滚动，使调整次梁可相对于承台梁相对移动。

在地面发生变形和变位时，由于调整次梁2与连接主梁1之间为固定连接，因此两根线杆之间不会发生相对位移，二者作为一个整体而相对于承台梁3发生相对移动，在线杆随调整次梁2(以及整个基础梁架)共同移动时，靠着杆塔与基础梁架的固定连接和拉线的作用等，线杆保持垂直状态而不至于发生倾斜。

需要指出的是，其中的滚柱4，还可以被滚球代替，只是滚球的自由度较大，可以允许二者之间发生平面内的任意方向的移动。当然，也可以采用在滚柱4之间增加滚球的方案。

如图4所示，本实施例中，承台梁3的上表面为台阶结构，台阶的长度方向沿承台梁4的长度方向设置，设置为台阶状的结构的目的是为了便于放置滚动件和调整杆塔状态。

为了进一步提高杆塔的抗倾覆和变位自调能力，本实施例还包括设置于基础梁架之外的两个锚固墩7和配套的钢拉绳(图中未示出)，锚固墩7分别与线杆对应设置，其与线杆的水平连线平行于输电线路的方向或需要的方向。锚固墩7通过钢拉绳与线杆连接。一般而言，锚固墩7应该设置在采煤方向，也就是底面发生下陷的方向。

在图1所示的实施例中，连接主梁1的长度大于两根线杆之间的距离，实际上，连接主梁1等于两根线杆之间的距离也是可以的，这种情况下，调整次梁2分别与每一根线杆连接。

实施例二

如图6和图7所示，实施例二与实施例一的主要区别之一是，调整次梁2的两端的下方分别设置承台墩31来支撑和配合调整次梁2，以此来代替实施例一中的承台梁3；此外，承台墩31与调整次梁2之间设置的为滚球(图7中未示出)，图7中的承台墩31与调整次梁2之间的空隙设置有多个滚球，滚球的设置可允许承台墩31与调整梁2之间发生任何方向上相对平移。同理，此处的滚球还可以用滚柱代替。与实施例一类似，接主梁1等于两根线杆之间的距离也是可以的，这种情况下，调整次梁2分别与每一根线杆连接。

实施例三

如图8所示，实施例三与实施例二的主要区别在于，基础梁架的结构布置不同，大体为“日”字形。连接主梁1的两端不仅直接与线杆直接垂直连接、而且分别与通过所述线杆同一点的水平设置的垂直连梁22垂直连接；在连接主梁1的两侧各设有一根平行于连接主梁1的边调整次梁11，边调整次梁11与垂直连梁22连接，并分别向两端延伸一定长度，也就是边调整次梁11的两端均长于连接主梁1，边调整次梁11的两端的下方分别设有承台墩31，连接主梁1与两根边调整次梁11以及垂直连梁22大致形成“日”字形。作为优选方案，为了使基础梁架更加稳定，在本实施例中，边调整次梁11的两端分别通过工字钢8连接。实际上，边调整次梁11可以做成与连接主梁1等长的结构，形成一个完整的“日”字形。同样地，如图9所示，承台墩31和边调整次梁11之间设有空隙，二者之间设有滚柱或滚球等滚动件(图中未示出)，使二者之间是可相对平移的结构。此外，承台墩31还可以使用承台梁代替，使用承台梁时，承台梁位于垂直连梁22的下方并与其平行设置。

实施例四

上述实施例一至实施例三中，基础梁架的结构大体为矩形，或者多个矩形的组合，实施例四与上述几个实施例的结构的最大区别是基础梁架与线杆连接部分的结构为梯形，这种结构适合用于转角耐张杆塔，因为转角塔上的导线是转弯的，导线作用于杆塔上的力是不平衡的，使其中一根线杆处于受压状态，另一处于受拉状态。

杆塔为转角塔时，采用如10所示的实施例四的结构，基础梁架为窄头“田”字形，连接主梁1较长，连接主梁1分别与每根线杆根部连接并且，连接主梁1向远离导线的一侧延伸。基础梁架还包括分别与连接主梁1垂直连接的并依次设置的三根调整次梁，即如图所示的第一调整次梁41，第二调整次梁42和第三调整次梁43，其中，第一调整次梁41通过靠近导线的一侧的线杆的根部并与其连接，第二调整次梁42通过另外一根线杆的根部并与其连接，第三调整次梁43与连接主梁1向外延伸的一端连接。其中，远离导线的一侧为外侧，靠近导线的一侧为内侧。请继续结合图10，其中，第二调整次梁42和第三调整次梁43等长，为长梁，第一调整次梁41短于第二调整次梁42，为短梁。第一调整次梁41和第二调整次梁42的两端分别通过斜边梁51连接，形成等腰的梯形形状。第二调整次梁42和第三调整次梁43的两端分别通过直边梁61连接整体形成矩形。所述的梯形与矩形组合在一起，再加上其内部垂直交叉的连接主梁1与第二调整次梁42，从而形成了窄头“田”字形。也就是说，假如第一调整次梁41与第二调整次梁42设置为等长，即成为“田”字形，本实施中第一调整次梁41短于第二调整次梁42，从而形成了窄头“田”字形。所述梯形的斜边梁51和矩形的直边梁61的两端也就是矩形的四角和梯形的四角的下方均设有承台墩31，并且在斜边梁51或直边梁61与承台墩31之间也设有柱状或球状的滚动件。当然，由于该梯形与矩形共用第二调整次梁42，故每侧的斜边梁51与直边梁61的交点处可只设置一个承台墩31。本实施例之所以将基础梁架的一部分设置成梯形的结构，是为了有利于配置和固定转角杆塔的平衡拉线、增加与导线相距较远一侧的线杆的基础的重量和配重。基础梁架的结构布置是根据线杆的受力情况而进行针对性的设计，直线塔一般采取上述的“工”字形或者“日”字形结构，转角塔必须采用本实施例的窄头“田”字形结构。每根所述直边梁61两端的上表面各设有一个拉线环5，线杆通过拉线(图中未示出)与所述基础梁架连接为整体，每根拉线的上端与线杆的上部的连接，最好与横担处连接，下端与拉线环5连接。

与上述实施例类似，如图11所示，斜边梁51或直边梁61与承台墩31之间也设有空隙，二者之间设有柱状或球状的滚动件(图中省去滚动件)。

综上所述，本发明的输电线路双杆门型杆塔自调基础具有如下有益效果：通过基础梁架和拉线使杆塔成为一个整体，并且该整体线杆为受压结构，每个杆塔体系在外力作用下在整体上保持稳定、不发生整体倾覆。此外，在地面再次出现变形时，基础梁架或承台墩随着地基的变形而发生移动，在塔杆以及架设于其上的导线的重量的作用下，在解除一部分约束后、能在承台梁或承台墩上随着地基的变形而发生移动，杆塔以及架设于其上的导线在既有的各种作用下，基础梁架与位于其下方的承台梁或承台墩之间发生移动和自动回位，从而保证被基础梁架固定的线杆保持垂直姿态、线路保持正常运行状态。

当然，以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.输电线路双杆门型杆塔自调基础，其特征在于，包括基础梁架和位于所述基础梁架下方并与地基接触的承台梁或承台墩，所述基础梁架与所述承台梁或承台墩之间设有柱状或球状的滚动件；

所述基础梁架至少包括一根分别与每根线杆根部连接的连接主梁及与所述连接主梁两端垂直连接的调整次梁，每根所述调整次梁两端的上表面各设有一个拉线环；

所述线杆通过拉线与基础梁架连接为整体，每根拉线的上端与线杆的上部连接，下端与所述拉线环连接。

2.如权利要求1所述的输电线路双杆门型杆塔自调基础，其特征在于，所述基础梁架为“工”字形、“日”字形或窄头“田”字形。

3.如权利要求1所述的输电线路双杆门型杆塔自调基础，其特征在于，所述基础梁架只包括一根连接主梁和与所述连接主梁两端垂直连接的两根调整次梁，形成为“工”字形；

所述承台梁分别设置于所述调整次梁的下方并与其平行，所述滚动件为滚柱，设置于所述调整梁与承台梁之间。

4.如权利要求3所述的输电线路双杆门型杆塔自调基础，其特征在于，还包括设置于所述基础梁架之外的两个锚固墩，所述锚固墩分别与所述线杆对应设置，其与线杆的水平连线平行于输电线路。

5.如权利要求3所述的输电线路双杆门型杆塔自调基础，其特征在于，所述承台梁上表面为台阶结构，台阶的长度方向沿所述承台梁的长度方向设置。

6.如权利要求1所述的输电线路双杆门型杆塔自调基础，其特征在于，所述基础梁架只包括一根连接主梁和与所述连接主梁两端垂直连接的两根调整次梁，形成为“工”字形；所述承台墩分别设置于所述调整次梁的端部的下方，所述滚动件为滚球，设置于所述调整次梁与承台墩之间。

7.如权利要求1-6中任一项所述的输电线路双杆门型杆塔自调基础，其特征在于，所述线杆通过碳纤维和/或湿包钢进行加固。

8.输电线路双杆门型杆塔自调基础，其特征在于，包括基础梁架和位于所述基础梁架下方并与地基接触的承台梁或承台墩，所述基础梁架与所述承台梁或承台墩之间设有柱状或球状的滚动件；

所述基础梁架包括两端分别与每根线杆根部连接的一根连接主梁以及设置于所述连接主梁的两端并与其垂直连接的垂直连梁；

在所述连接主梁的两侧各设有一根与其平行的边调整次梁，所述边调整次梁分别与所述垂直连梁连接并分别向两端延伸，所述边调整次梁的两端的下方分别设有所述承台墩或承台梁，所述边调整次梁的两端的上表面各设有一个拉线环；

所述线杆通过拉线与所述基础梁架连接为整体，每根拉线的上端与线杆的上部连接，下端与所述拉线环连接。

9.如权利要求8所述的输电线路双杆门型杆塔自调基础，其特征在于，调整次梁的两端分别长于垂直连梁，所述调整次梁的两端分别通过工字钢连接。

10.输电线路双杆门型杆塔自调基础，所述杆塔为转角塔，其特征在于，所述自调基础包括基础梁架和位于所述基础梁架下方并与地基接触的承台墩；

所述基础梁架为窄头“田”字形，包括分别与每根线杆根部连接的一根连接主梁及分别与所述连接主梁垂直连接并依次设置的第一调整次梁、第二调整次梁和第三调整次梁，其中，第一调整次梁通过靠近导线一侧的线杆的根部并与其连接，所述第二调整次梁通过另外一根线杆的根部并与其连接；

所述第一调整次梁短于所述第二调整次梁，并且两端分别通过斜边梁与第二调整次梁的两端连接形成梯形，所述第三调整次梁位于所述第二调整次梁的另外一侧并与所述第二调整次梁等长，其两端分别通过直边梁连接形成矩形,每根所述直边梁两端的上表面各设有一个拉线环；

所述梯形的四角和矩形的四角的下方设有所述承台墩，并且所述直边梁或斜边梁与承台墩之间也分别设有柱状或球状的滚动件；

所述线杆通过拉线与所述基础梁架连接为整体，每根拉线的上端与线杆的上部连接，下端与所述拉线环连接。