CN108843113B - 一种应对采动区不均匀沉降的铁塔扶正计算方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应对采动区不均匀沉降的铁塔扶正计算方法和装置，所述方法包括下述步骤：(1)根据基准点确定沉降最显著的塔脚及其沉降位移；(2)根据所述沉降位移和塔身坡度角确定塔脚主材需要增加的长度；(3)根据所述塔脚主材需要增加的长度和根开数据确定塔脚靴板的位移数据。本方法的计算条理清晰，数据合理，能够为铁塔扶正提供可靠的数据支撑，且为铁塔扶正提供了增加主材、替换靴板的扶正策略，避免了整体更换铁塔，节约了成本；同时避免了塔脚主材与斜材内产生较大的次生应力，使扶正后铁塔质量得到了保证。

Description

一种应对采动区不均匀沉降的铁塔扶正计算方法和装置

技术领域

本发明涉及铁塔扶正的辅助工序，具体涉及一种应对采动区不均匀沉降的铁塔扶正计算方法和装置。

背景技术

在我国山西、安徽等煤炭产地，由于煤炭开采形成的采动区分布十分广泛。那些穿越采动区的输电线路，输电铁塔在地表不均匀沉降的影响下，出现了较多的倒塔事故或提前报废情况，造成了较多的经济财产损失。出现基础沉降的杆塔，如果不进行扶正处理，其受力非常不利，迟早出现倒塔事故，提前对其报废建立新塔的成本也很高。因此，通过铁塔扶正可以改善铁塔受力状态，在原塔正常工作的情况下免于建立新塔。但常规的铁塔扶正仅是通过打拉线替代了基础的部分受力，拉线松弛后铁塔受力状况还会恶化，对于铁塔扶正中的数据计算并未有合理的方法支撑，从而造成扶正的效果不尽人意。

因此需要应对采动区不均匀沉降的铁塔扶正计算方法和装置来弥补现有技术的不足。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请设计了一种应对采动区不均匀沉降的铁塔扶正计算方法和装置；本方法的计算条理清晰，数据合理，能够为铁塔扶正提供可靠的数据支撑，且为铁塔扶正提供了增加主材、替换靴板的扶正策略，避免了整体更换铁塔，节约了成本；同时避免了塔脚主材与斜材内产生较大的次生应力，使扶正后铁塔质量得到了保证。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的：

本发明提供了一种应对采动区不均匀沉降的铁塔扶正计算方法，所述方法包括下述步骤：

(1)根据基准点确定沉降最显著的塔脚及其沉降位移；

(2)根据所述沉降位移和塔身坡度角确定塔脚主材需要增加的长度；

(3)根据所述塔脚主材需要增加的长度和根开数据确定塔脚靴板的位移数据。

优选的，所述基准点的选取包括：

选择高度最高的塔脚作为基准点。

优选的，所述沉降最显著的塔脚的选取包括：

选择与所述基准点高度差最大的塔脚作为沉降最显著的塔脚。

优选的，所述沉降位移包括水平横向位移、水平纵向位移和竖向位移。

优选的，所述塔身坡度角包括：所述主材与竖直方向的夹角。

优选的，所述根据所述沉降位移和塔身坡度角确定塔脚主材需要增加的长度包括：

按下式计算所述塔脚主材需要增加的长度：

ΔL＝Δz/cosθ；

式中：所述ΔL为所述塔脚主材需要增加的长度；所述Δz为所述竖向位移；所述θ为所述塔身坡度角。

优选的，所述根开数据包括横向根开数据和纵向根开数据。

优选的，所述塔脚靴板的位移数据包括：所述塔脚靴板的轴心的水平横向位移数据和水平纵向位移数据。

优选的，所述塔脚靴板的轴心的水平横向位移数据按下式确定：

式中：所述Δx'为所述塔脚靴板的轴心的水平横向位移；所述b为横向根开数据；所述a为纵向根开数据；所述Δx为所述水平横向位移。

优选的，所述塔脚靴板的轴心的水平纵向位移数据按下式确定：

式中：所述Δy'为所述塔脚靴板的轴心的水平横向位移；所述b为横向根开数据；所述a为纵向根开数据；所述Δy为所述水平横向位移。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种应对采动区不均匀沉降的铁塔扶正计算装置，所述装置包括：

第一确定模块，用于根据基准点确定沉降最显著的塔脚及其沉降位移；

第二确定模块，用于根据所述沉降位移和塔身坡度角确定塔脚主材需要增加的长度；

第三确定模块，用于根据所述塔脚主材需要增加的长度和根开数据确定塔脚靴板的位移数据。

与最接近现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明提供的技术方案，利用基准点、塔身坡度角和根开数据依次确定沉降最显著的塔脚及其沉降位移、塔脚主材需要增加的长度和塔脚靴板的位移数据，条理清晰，数据合理，能够为铁塔扶正提供可靠的数据支撑，且为铁塔扶正提供了增加主材、替换靴板的扶正策略，避免了整体更换铁塔，节约了成本；同时避免了塔脚主材与斜材内产生较大的次生应力，使扶正后铁塔质量得到了保证。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1：铁塔发生基础沉降的示意图；

图2：塔脚主材需要增加的长度计算的示意图；

图3：塔脚靴板的位移数据的计算示意图；

式中：①—滑移前基础预埋铁板外轮廓；②—滑移后基础预埋铁板外轮廓；③—基础水平滑移前靴板构件质心；④—基础水平滑移后靴板构件质心；⑤—塔脚加长并考虑基础滑移修正的靴板构件质心。

具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

如图1至图3所示，本发明提供了一种应对采动区不均匀沉降的铁塔扶正计算方法，所述方法包括下述步骤：

(1)根据基准点确定沉降最显著的塔脚及其沉降位移；

(2)根据所述沉降位移和塔身坡度角θ确定塔脚主材需要增加的长度ΔL；

(3)根据所述塔脚主材需要增加的长度ΔL和根开数据确定塔脚靴板的位移数据。

所述基准点的选取可以包括：

选择高度最高的塔脚作为基准点。

所述沉降最显著的塔脚的选取可以包括：

选择与所述基准点高度差最大的塔脚作为沉降最显著的塔脚。

所述沉降位移包括水平横向位移Δx、水平纵向位移Δy和竖向位移Δz；其中：Δx为10mm，Δy为20mm，Δz为40mm。

所述塔身坡度角θ为所述主材与竖直方向的夹角，本实施例中为11°。

所述根据所述沉降位移和塔身坡度角确定塔脚主材需要增加的长度可以包括：

按下式计算所述塔脚主材需要增加的长度ΔL：

ΔL＝Δz/cosθ；

式中：所述ΔL为所述塔脚主材需要增加的长度；所述Δz为所述竖向位移；所述θ为所述塔身坡度角；

可以得出所述ΔL＝41mm。

所述根开数据可以包括横向根开数据b和纵向根开数据a；其中：b＝a＝6.5。

所述塔脚靴板的位移数据可以包括：所述塔脚靴板的轴心的水平横向位移数据Δx'和水平纵向位移数据Δy'；

塔脚主材增加长度ΔL后，靴板中心坐标应向外移动

因整个塔脚基础承台还发生了相对水平位移Δx和Δy，而这部分位移是应该扣除以免塔脚主材产生约束次应力的。因此：

所述塔脚靴板的轴心的水平横向位移数据Δx'按下式确定：

式中：所述Δx'为所述塔脚靴板的轴心的水平横向位移；所述b为横向根开数据；所述a为纵向根开数据；所述Δx为所述水平横向位移；

得到所述Δx'＝-4mm

所述塔脚靴板的轴心的水平纵向位移数据Δy'按下式确定：

式中：所述Δy'为所述塔脚靴板的轴心的水平横向位移；所述b为横向根开数据；所述a为纵向根开数据；所述Δy为所述水平横向位移；

得到所述Δy'＝-14mm。

新得到的轴心坐标O'如图3所示；其中：①为滑移前靴板的外轮廓；②为滑移后靴板的外轮廓；③为滑移前靴板的轴心；④为滑移后靴板的轴心；⑤为塔脚加长并考虑滑移修正的靴板轴心。

实施例2

基于同一发明构思，本发明还提供了一种应对采动区不均匀沉降的铁塔扶正计算装置，所述装置包括：

第一确定模块，用于根据基准点确定沉降最显著的塔脚及其沉降位移；

第二确定模块，用于根据所述沉降位移和塔身坡度角确定塔脚主材需要增加的长度；

第三确定模块，用于根据所述塔脚主材需要增加的长度和根开数据确定塔脚靴板的位移数据。

所述基准点的选取可以包括：

选择高度最高的塔脚作为基准点。

所述沉降最显著的塔脚的选取可以包括：

选择与所述基准点高度差最大的塔脚作为沉降最显著的塔脚。

所述沉降位移包括水平横向位移Δx、水平纵向位移Δy和竖向位移Δz。

所述塔身坡度角θ为所述主材与竖直方向的夹角。

所述第二确定模块具体用于：

按下式计算所述塔脚主材需要增加的长度ΔL：

ΔL＝Δz/cosθ；

式中：所述ΔL为所述塔脚主材需要增加的长度；所述Δz为所述竖向位移；所述θ为所述塔身坡度角。

所述根开数据可以包括横向根开数据b和纵向根开数据a。

所述塔脚靴板的位移数据可以包括：所述塔脚靴板的轴心的水平横向位移数据Δx'和水平纵向位移数据Δy'。

所述塔脚靴板的轴心的水平横向位移数据Δx'按下式确定：

式中：所述Δx'为所述塔脚靴板的轴心的水平横向位移；所述b为横向根开数据；所述a为纵向根开数据；所述Δx为所述水平横向位移。

所述塔脚靴板的轴心的水平纵向位移数据Δy'按下式确定：

式中：所述Δy'为所述塔脚靴板的轴心的水平横向位移；所述b为横向根开数据；所述a为纵向根开数据；所述Δy为所述水平横向位移。

实际应用中，可以根据上述实施例1中的扶正计算方法或实施例2中的扶正计算装置所得到的结果为基础，配合现场施工实现对铁塔的扶正，具体现场施工过程可以采用现有技术，也可以采用下述方法：

(1)根据所述结果于基础铁板上安装沉降最显著塔脚的替代靴板并拆除所述沉降最显著塔脚与基础间的连接；

(2)于所有塔脚分别绑设拉紧线并通过所述拉紧线将铁塔扶正；

(3)用根据所述结果制作的替代塔脚更换扶正后铁塔的沉降最显著塔脚。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和 /或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应该说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

Claims (6)

1.一种应对采动区不均匀沉降的铁塔扶正计算方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

(1)根据基准点确定沉降最显著的塔脚及其沉降位移；

(2)根据所述沉降位移和塔身坡度角确定塔脚主材需要增加的长度；

(3)根据所述塔脚主材需要增加的长度和根开数据确定塔脚靴板的位移数据；

所述根据所述沉降位移和塔身坡度角确定塔脚主材需要增加的长度包括：

按下式计算所述塔脚主材需要增加的长度：

ΔL＝Δz/cosθ；

式中：所述ΔL为所述塔脚主材需要增加的长度；所述Δz为所述竖向位移；所述θ为所述塔身坡度角；

所述根开数据包括横向根开数据和纵向根开数据；

所述塔脚靴板的位移数据包括：所述塔脚靴板的轴心的水平横向位移数据和水平纵向位移数据；

所述塔脚靴板的轴心的水平横向位移数据按下式确定：

式中：所述Δx'为所述塔脚靴板的轴心的水平横向位移；所述b为横向根开数据；所述a为纵向根开数据；所述Δx为所述水平横向位移；

所述塔脚靴板的轴心的水平纵向位移数据按下式确定：

式中：所述Δy'为所述塔脚靴板的轴心的水平横向位移；所述b为横向根开数据；

所述a为纵向根开数据；所述Δy为所述水平横向位移。

2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述基准点的选取包括：

选择高度最高的塔脚作为基准点。

3.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述沉降最显著的塔脚的选取包括：

选择与所述基准点高度差最大的塔脚作为沉降最显著的塔脚。

4.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述沉降位移包括水平横向位移、水平纵向位移和竖向位移。

5.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述塔身坡度角包括：所述主材与竖直方向的夹角。

6.一种应用于如权利要求1-5任一项所述的应对采动区不均匀沉降的铁塔扶正计算方法的铁塔扶正计算装置，其特征在于，所述装置包括：

第一确定模块，用于根据基准点确定沉降最显著的塔脚及其沉降位移；

第二确定模块，用于根据所述沉降位移和塔身坡度角确定塔脚主材需要增加的长度；

第三确定模块，用于根据所述塔脚主材需要增加的长度和根开数据确定塔脚靴板的位移数据。

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