CN110528566A - 输电线路联合板杆三锚板基础结构的锚杆的设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种输电线路联合板杆三锚板基础结构的锚杆的设计方法，三锚板基础固定结构包括上板短柱、板件组和锚杆组件，其中，板件组包括自上而下的上板和下板件，下板件包括三个独立设置的下板，其中，锚杆组件包括第一锚杆和第二锚杆，上板短柱与上板通过第一锚杆固接，上板与三个下板分别通过第二锚杆固接，上板的上表面和/或下表面设置有第一配筋，下板的上表面和/或下表面设置有第二配筋；锚杆的设计方法包括：步骤1：进行锚杆的尺寸结构设计；步骤2：根据步骤1中得到的锚杆的尺寸结构，进行地脚螺栓设计，最后完成整个锚杆的设计。本发明使得锚杆材料特性与输电杆塔地脚螺栓保持一致，且提高了锚杆的耐久性。

Description

输电线路联合板杆三锚板基础结构的锚杆的设计方法
技术领域
本发明属于输电线路杆塔设备技术领域，具体涉及一种输电线路联合板杆三锚板基础结构的锚杆的设计方法。
背景技术
输电线路杆塔基础主要采用“大开挖”基础类、“掏挖扩底”基础类、“爆扩桩”基础类。“大开挖”基础类的主要尺寸需根据输电线路杆塔基础的抗拔稳定性要求确定，为了满足上拔稳定性的需要，必须加大基础尺寸，提高了基础造价，同时由于弃土较多，对环境的破坏也较大。“掏挖扩底”基础类适合于无水渗入基坑的粘性土中，同时桩基础规范规定，如基础采用桩基，基础持力层需穿过湿陷性黄土，因此该基础不适用于大厚度湿陷性黄土地区。“爆扩桩”基础类施工难度较大，具有较大的隐蔽性，且施工工艺复杂、施工质量难以控制，施工质量问题难以及时发现，工后检测也存在一定的困难。因此，综上所述，目前的输电线路杆塔基础结构主要存在施工工艺复杂，且施工质量不易控制以及工后检测不方便的问题。
发明内容
本发明的目的是提供输电线路联合板杆三锚板基础结构的锚杆的设计方法，旨在解决目前的输电线路杆塔基础结构的存在的施工工艺复杂，且施工质量不易控制以及工后检测不方便中至少一部分的问题。
本发明所采用的技术方案是，
一种输电线路联合板杆三锚板基础固定结构的锚杆的设计方法，
三锚板基础固定结构包括上板短柱、板件组和锚杆组件，
其中，板件组包括自上而下的上板和下板件，下板件包括三个独立设置的下板，并且
在施工完成的状态下，上板和下板均埋设于地下，上板短柱的至少一部分暴露于环境；
其中，锚杆组件包括第一锚杆和第二锚杆，上板短柱与上板通过第一锚杆固接，上板与三个下板分别通过第二锚杆固接，上板的上表面和/或下表面设置有第一配筋，下板的上表面和/或下表面设置有第二配筋；
锚杆的设计方法包括：
步骤1：进行锚杆的尺寸结构设计；
步骤2：根据步骤1中得到的锚杆的尺寸结构，进行地脚螺栓设计，最后完成整个锚杆的设计。
本发明的特点还在于，
步骤1中，锚杆的结构设计包括锚杆上拔力的计算和锚杆设计；
锚杆上拔力的计算为：在基础进行上拔的情形下，根据锚杆为基础上板提供的抗倾覆力，得到锚杆的上拔力为T′。
锚杆设计具体为根据公式(1)确定锚杆的截面积As：
其中，As为锚杆截面积m2，fptk为锚杆抗拉强度标准值KPa，Kt为锚杆抗拉安全系数，T′为锚杆的上拔力；
fptk和Kt的取值均根据DL/T5219-2005架空送电线路基础设计技术规定中确定。
步骤2中，地脚螺栓的设计具体包括确定地脚螺栓以及与地脚螺栓和锚杆相对应配件的尺寸规格。
锚杆的外层设计有防腐材料和防腐套管。
本发明的有益效果是：本发明输电线路联合板杆三锚板基础结构的锚杆的设计方法，基于锚杆拉盘技术，以及通过参照《DL/T 5219-2005架空送电线路基础设计技术规定》中的规定综合设计研发出了输电线路联合板杆三锚板基础型结构，本发明锚杆的设计方法能够更加稳定基础结构，提高锚杆的耐久性。
附图说明
图1是本发明输电线路联合板杆三锚板基础结构的锚杆的设计方法中联合板杆三锚板基础结构的示意图；
图2是本发明输电线路联合板杆三锚板基础结构的锚杆的设计方法中联合板杆三锚板基础结构的立体结构示意图；
图3是本发明输电线路联合板杆三锚板基础结构的锚杆的设计方法中第二锚杆的结构示意图；
图4是本发明输电线路联合板杆三锚板基础结构锚杆的设计方法中下板的受力示意图；
图5是本发明输电线路联合板杆三锚板基础结构的锚杆的设计方法中锚杆轴测的防腐套示意图。
图中，1.上板，2.下板，3.上板短柱，4.第一锚杆，5.第二锚杆，6.保护帽，7.底层钢板，8.踏脚板，9.防腐管套，10.防腐材料。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种输电线路联合板杆三锚板基础结构的锚杆的设计方法，
如图1和图2所示，三锚板基础固定结构包括上板短柱3、板件组和锚杆组件，
其中，板件组包括自上而下的上板1和下板件，下板件包括三个独立设置的下板2，并且
在施工完成的状态下，上板1和下板2均埋设于地下，上板短柱3的至少一部分暴露于环境；
其中，如图3和图4所示，锚杆组件包括第一锚杆4和第二锚杆5，上板短柱3与上板1通过第一锚杆4固接，上板1与三个下板2分别通过第二锚杆5固接，上板1的上表面和/或下表面设置有第一配筋，下板2的上表面和/或下表面设置有第二配筋；
锚杆的设计方法包括：
步骤1：进行锚杆的尺寸结构设计；
步骤2：根据步骤1中得到的锚杆的尺寸结构，进行地脚螺栓设计，最后完成整个锚杆的设计。
步骤1中，锚杆的结构设计包括锚杆上拔力的计算和锚杆设计；
锚杆上拔力的计算为：在基础进行上拔的情形下，根据锚杆为基础上板提供的抗倾覆力，得到所述锚杆的上拔力为T′。
锚杆设计具体为根据公式(1)确定锚杆的截面积As：
其中，As为锚杆截面积m2，fptk为锚杆抗拉强度标准值KPa，Kt为锚杆抗拉安全系数，T′为锚杆的上拔力；
fptk和Kt的取值均根据DL/T5219-2005架空送电线路基础设计技术规定中确定。
步骤2中，地脚螺栓的设计具体包括确定地脚螺栓以及与地脚螺栓和锚杆相对应配件的尺寸规格。
如图5所示，锚杆的外层设计有防腐材料和防腐套管。
实施例
作为一种具体的实施例，本发明一种输电线路联合板杆双锚板基础结构的锚杆的设计方法；
步骤1：进行锚杆的尺寸结构设计：
(1)锚索上拔力计算；
由于水平力的存在，在基础上拔时，锚索会为基础上板提供一定的抗倾覆的力，因此，锚索上的拉力即为拉拔力T′，即T′＝556kN。
(2)锚杆的尺寸结构设计；
通过《CECS22-2005岩土锚杆(索)技术规程》和上述的拉拔力T′＝556kN，锚杆的截面面积可按下式进行确定：
式中：As锚索截面积m2，fptk为锚杆抗拉强度标准值，见表1，KPa，Kt为锚杆抗拉安全系数，可按表2取值。
参照《DL/T5219-2005架空送电线路基础设计技术规定》可得到锚杆的相关材料的力学性能：
表1：锚杆抗拉强度标准值(MPa)
表2：锚索抗拉安全系数
选用锚索为7索M36锚杆，由于工程属于永久性工程，因此安全系数取Kt＝1.8，出于安全考虑锚杆抗拉强度取fptk＝1200MPa。则可根据公式(1)计算得到最小锚索截面积：
则锚杆最小直径为：
因此锚杆直径应大于16.3mm，在安全与施工便捷等因素的条件下，本设计中采用预制锚杆，锚杆直径取42mm。
步骤2：进行地脚螺栓设计：
为便于地脚螺栓与锚索的连接，上下板均选用4个直径为42mm的M36规格的地脚螺栓连接塔腿、上承载钢垫板、基础上板的构件，同时连接锚杆与下板底部承载钢垫板和下板之间的构件。由于地脚螺栓与锚杆采用同一种规格的钢材，因此其抗拉强度与锚杆相同；同时上拔力由锚杆传递，因此上拔力与锚杆相同，故地脚螺栓也满足抗拉要求。
此外，如图5所示，在锚杆外面设置防腐材料和防腐套管，可确保该基础在中腐及强腐地区的应用。
本发明一种输电线路联合板杆双锚板基础结构的锚杆的设计方法，通过锚杆的设计，主要起到传递抗拔力，给整体结构提供预应力的作用，锚杆材料特性与输电杆塔地脚螺栓保持一致，同时采用防腐套的设计，提高了锚杆的耐久性；本发明适合推广使用。

Claims (7)

1.输电线路联合板杆三锚板基础结构的锚杆的设计方法，其特征在于，
所述三锚板基础固定结构包括上板短柱(3)、板件组和锚杆组件，
其中，所述板件组包括自上而下的上板(1)和下板件，所述下板件包括三个独立设置的下板(2)，并且
在施工完成的状态下，所述上板(1)和所述下板(2)均埋设于地下，所述上板短柱(3)的至少一部分暴露于环境；
其中，所述锚杆组件包括第一锚杆(4)和第二锚杆(5)，所述上板短柱(3)与上板(1)通过第一锚杆(4)固接，所述上板(1)与三个下板(2)分别通过第二锚杆(5)固接，所述上板(1)的上表面和/或下表面设置有第一配筋，所述下板(2)的上表面和/或下表面设置有第二配筋；
所述锚杆的设计方法包括：
步骤1：进行锚杆的尺寸结构设计；
步骤2：根据步骤1中得到的所述锚杆的结构尺寸，进行地脚螺栓设计，最后完成整个锚杆的设计。
2.根据权利要求1所述的锚杆的设计方法，其特征在于，步骤1中，所述锚杆的结构设计包括锚杆上拔力的计算和锚杆设计。
3.根据权利要求2所述的锚杆的设计方法，其特征在于，所述锚杆上拔力的计算为：在基础进行上拔的情形下，根据所述锚杆为基础上板提供的抗倾覆力，得到所述锚杆的上拔力为T′。
4.根据权利要求2所述的锚杆的设计方法，其特征在于，所述锚杆设计具体为根据公式(1)确定锚杆的截面积As：
其中，As为锚杆截面积m2，fptk为锚杆抗拉强度标准值KPa，Kt为锚杆抗拉安全系数，T′为锚杆的上拔力；
5.根据权利要求4所述的锚杆的设计方法，其特征在于，所述fptk和所述Kt的取值均根据DL/T5219-2005架空送电线路基础设计技术规定中确定。
6.根据权利要求1所述的锚杆的设计方法，其特征在于，步骤2中，所述地脚螺栓的设计具体包括确定地脚螺栓以及与地脚螺栓和锚杆相对应配件的尺寸规格。
7.根据权利要求1所述的锚杆的设计方法，其特征在于，所述锚杆的外层设计有防腐材料和防腐套管。
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