CN110616733A - 一种输电铁塔基础及构件的整体加固装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种输电铁塔基础及构件的整体加固装置及方法，包括：原塔基础；原塔脚板；原靴板；塔脚；新塔脚板，焊接在原塔脚板的外围，并且新塔脚板的四周边缘延伸出原塔基础的边缘；新塔基础，浇筑形成在原塔基础的外围；新地脚螺栓，预埋在新塔基础内，并且新塔脚板通过新地脚螺栓固定在新塔基础上；锚墩，浇筑形成在新塔基础和原塔基础上，在锚墩的四周边缘设置有锚杆孔；锚杆，安装在锚杆孔内，并且锚杆向下插入到原塔基础周围的岩石土壤中。本发明可在不影响线路安全稳定运行，保证铁塔不倒、不拆除的情况下进行原位置全方位的加固补强，以解决塔基础不满足铁塔作用力要求的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种输电铁塔基础及构件的整体加固装置及方法，属于铁塔基础加固技术领域。
背景技术
输电铁塔是在电力传输工程中的重要设备。为了保证电力传输的正常工作，输电铁塔应该被稳定地固定在地面上，并具有一定的抗风、抗覆冰等要求。但是，现在使用的输电铁塔很多是按照老版规范来制作安装的，其性能指标已经不能适应越来越恶劣的环境需要。
为了提高输电铁塔的稳固性，通常可以采用两种方法来实现：一种方法是使用更稳固的输电铁塔替换现有的输电铁塔，该方法存在费用高、施工复杂、更换周期长等问题；另一种方法是对现有输电铁塔进行加固，通常是在输电铁塔的主材上打制安装孔并使用螺栓将加固板材安装在主材上，该方法存在的问题是在主材上打制安装孔施工困难，同时由于在主材上打制安装孔破坏了主材的结构，其加固性能难以保证。
为了解决因破坏主材造成的加固性能得不到保证的问题，申请号为2009100677124的文献公开了输电铁塔的加固方法 ，其通过充分利用现有主材上的安装孔，在每个节点板外侧背对背安装一对连接角钢，在相邻的两个节点板之间的横材或斜蔡与主材的交点处安装横板，使用紧固螺栓将加固角钢平行于主材安装在连接角钢上，从而实现对输电铁塔的加固功能。
然而，现有加固方式主要针对的是对铁塔本身，并未针对铁塔的基础进行加固，当塔基础不满足铁塔作用力要求，即塔基础受力较差时，如何在不影响线路安全稳定运行，保证铁塔不倒、不拆除的情况下进行原位置全方位的加固补强，尚未见到相关的报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种输电铁塔基础及构件的整体加固装置及方法，在不影响线路安全稳定运行，保证铁塔不倒、不拆除的情况下进行原位置全方位的加固补强，以解决塔基础不满足铁塔作用力要求的问题。
本发明的技术方案是：一种输电铁塔基础及构件的整体加固装置，包括：
原塔基础；
原塔脚板，通过原地脚螺栓固定在所述原塔基础的表面，并且所述原塔脚板位于所述原塔基础的表面内部；
原靴板，固定连接在所述原塔脚板上；
塔脚，连接在所述原靴板上；
其特征在于，还包括：
新塔脚板，具有与所述原塔脚板外形相匹配的框口，所述新塔脚板通过该框口焊接在所述原塔脚板的外围，并且所述新塔脚板的四周边缘延伸出所述原塔基础的边缘；
新塔基础，浇筑形成在所述原塔基础的外围；
新地脚螺栓，预埋在所述新塔基础内，并且所述新塔脚板通过所述新地脚螺栓固定在所述新塔基础上；
锚墩，浇筑形成在所述新塔基础和所述原塔基础上，并将所述原塔脚板、所述原靴板、所述新塔脚板包裹覆盖，在所述锚墩的四周边缘设置有锚杆孔；
锚杆，安装在所述锚杆孔内，并且所述锚杆向下插入到所述原塔基础周围的岩石土壤中。
优选地，在所述原靴板外焊接有新靴板，并且所述新靴板底部位于所述新塔脚板上的部分焊接在所述新塔脚板上。
优选地，在所述新塔脚板上焊接有新筋板。
优选地，所述新筋板为若干块，并且若干块所述新筋板正向交叉形成在所述新塔脚板上。
优选地，在所述原塔基础或周围土壤中开设有注浆孔，在注浆孔内通过压力注浆浇筑有混凝土。
优选地，在所述塔脚上从外界环境进入到所述墩台内的一段包裹有钢板。
本发明还提供一种输电铁塔基础及构件的整体加固方法，包括以下步骤：
（1）掏开输电铁塔原塔基础上的表层土体，使原塔基础的上部裸露出来；
（2）在原塔基础的外围浇筑形成新塔基础，浇筑时在新塔基础内预埋新地脚螺栓；
（3）在原塔脚板外围焊接有新塔脚板，新塔脚板向外延伸出原塔基础的表面边缘，新塔脚板通过新地脚螺栓连接到新塔基础上；
（4）在原靴板外焊接新靴板，并且将新靴板底部位于新塔脚板上的部分焊接在新塔脚板上；
（5）在新塔脚板上焊接新筋板；
（6）在原塔基础和新塔基础上浇筑形成新锚墩，新锚墩将原塔脚板、原靴板、新塔脚板包裹覆盖，在锚墩的四周边缘开设锚杆孔；
（7）将锚杆安装在锚杆孔内，并且锚杆向下插入到原塔基础周围的岩石土壤中。
优选地，步骤（2）前，在原塔基础或周围土壤中钻注浆孔，通过压力注浆将混凝土浇筑在注浆孔内。
优选地，浇筑锚墩时，预先在塔脚上从外界环境进入到锚墩内的一段包裹有钢板。
本发明的有益效果是：本发明通过改扩塔脚板及增设地脚螺栓的方法来加固铁塔基础，在原塔基础上浇筑形成锚墩，并在锚墩上打锚杆，使锚墩和锚杆紧固在岩石中，由锚杆承担铁塔上拔力和水平力产生的弯矩，以满足铁塔基础作用力需求。另外，本发明在原塔基础或周围土壤中向下钻设多个注浆孔，在注浆孔内通过压力注浆浇筑有混凝土，通过该种方式可以将混凝土压力注入到注浆孔中，并且在压力作用下混凝土会从注浆孔向径向的原塔基础或土壤中挤压渗透，进而可以提高原塔基础的承载力，以满足铁塔对原塔基础下压作用力的要求。本发明可在不影响线路安全稳定运行，保证铁塔不倒、不拆除的情况下进行原位置加固补强，使之满足铁塔受力要求。
附图说明
图1为一实施方式中输电铁塔基础及构件的整体加固装置的立面图；
图2为图1中铁塔与原塔基础连接处的放大示意图；
图3为为新塔脚板与原塔脚板的平面图；
图4为锚杆在墩台上的布置图；
附图标记说明：
1原塔基础，2塔脚，3原塔脚板，4注浆孔，5新塔基础，6新地脚螺栓，7锚墩，8新塔脚板，9原靴板，10新靴板，11原筋板，12新筋板，13钢板，14锚杆，15原地脚螺栓。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，为一实施方式中的输电铁塔基础及构件的整体加固装置的示意图。本实施方式中的输电铁塔基础及构件的整体加固装置包括原塔基础1、塔脚2、注浆孔4、新塔基础5、新地脚螺栓6、新塔脚板8、锚墩7和锚杆14。
原塔基础1，主要起到支撑输电铁塔的作用，通常由钢筋混凝土浇筑而成。
塔脚2，是输电铁塔的零部件，固定安装在原塔基础1上。具体地，请参阅图2和图3，在原塔基础1内预埋安装地脚螺栓，在原塔基础1上安装塔脚2板，塔脚2板通过地脚螺栓固定，在塔脚2板上安装靴板，塔脚2通过螺栓、焊接等方式连接在靴板上。在原塔脚板3上焊接有原筋板11，原筋板11连接在原靴板9之间，原塔脚板3的尺寸小于原塔基础1的表面尺寸。一般塔脚2主要由塔脚2主材和塔脚2斜材组成。
注浆孔4，开设在原塔基础1或周围的土壤中。请参阅图1，在原塔基础1周围的土壤中向下钻设多个注浆孔4，在注浆孔4内通过压力注浆浇筑有混凝土，通过该种方式可以将混凝土压力注入到注浆孔4中，并且在压力作用下混凝土会从注浆孔4向径向的原塔基础1周围的土壤中挤压渗透，进而可以提高原塔基础1的承载力，以满足铁塔对原塔基础1下压作用力的要求。在一个示例中，在原塔基础1上围绕其中心开设3个注浆孔4，这3个注浆孔4均布在同一圆周上。
新塔基础5，浇筑形成原塔基础1的外围，新塔基础5主要用于固定新地脚螺栓6，实现对原塔脚板3的扩增。新塔基础5的上端面与原塔基础1的上端面齐平。
新地脚螺栓6，浇筑时预埋在新塔基础5内，新地脚螺栓6为多颗，均布在原塔基础1的外围。
新塔脚板8，焊接在原塔脚板3外围，该新塔脚板8向外延伸出原塔基础1的表面边缘，新塔脚板8通过新地脚螺栓6连接在新塔基础5的表面。具体地，在原塔脚板3外焊接一个正方形的新塔脚板8，该正方形的新塔脚板8具有与原塔脚板3外围相配的框口，采用焊接将框口与原塔脚板3相连接，在新塔脚板8的四周开设有与新地脚螺栓6相配的通孔，新地脚螺栓6通过该通孔将新塔脚板8固定在新塔基础5上。
为了提高原靴板9的连接强度，在原靴板9外焊接有新靴板10，并且该新靴板10底部位于新塔脚板8上的部分焊接在新塔脚板8上，其内侧焊接在原靴板9外端面上。
在新塔脚板8上焊接有新筋板12，以提高新塔基础5与原塔基础1的连接可靠性。具体地，新筋板12为若干块，并且若干块新筋板12正向交叉形成在新塔脚板8上。
锚墩7，通过浇筑形成在原塔基础1和新塔基础5上，并将原塔脚板3、原靴板9、新塔脚板8包裹覆盖，墩台的四周边缘开设有锚杆14孔。具体地，墩台为方形，在每个边上均开设有锚杆14孔。在一个示例中，在原塔基础1顶部加0.6~8.0m厚C25钢筋混凝土墩台，墩台宽度为2.0m，在墩台下面沿墩台边缘打直径0.1m、深度2.5m的锚杆孔。
请参阅图4，锚杆14，与锚墩7配合共同用于承担输电铁塔的上拔力和水平力产生的弯矩。锚杆14安装在锚杆孔内，并且锚杆14向下插入到原塔基础1周围的岩石土壤中。在一个示例中，锚杆14均采用直径25 等级HRB400锚筋。
优选地，在所述塔脚2上从外界环境进入到墩台内的一段包裹有钢板13，该种结构可以有效防止塔脚2与新锚墩7接触部分的腐蚀，尽可能的延长塔脚2的使用寿命。
本发明实施例还提供一种输电铁塔基础加固方法，包括以下步骤：
（1）掏开输电铁塔原塔基础1上的表层土体，使原塔基础1的上部裸露出来；
（2）在原塔基础1周围土壤中钻注浆孔4，通过压力注浆将混凝土浇筑在注浆孔4内。
（3）在原塔基础1的外围浇筑形成新塔基础5，浇筑时在新塔基础5内预埋新地脚螺栓6；
（4）在原塔脚板3外围焊接有新塔脚板8，新塔脚板8向外延伸出原塔基础1的表面边缘，新塔脚板8通过新地脚螺栓6连接到新塔基础5上；
（5）在原靴板9外焊接新靴板10，并且将新靴板10底部位于新塔脚板8上的部分焊接在新塔脚板8上；
（6）在新塔脚板8上焊接新筋板12；
（7）在原塔基础1和新塔基础5上浇筑形成新锚墩7，新锚墩7将原塔脚板3、原靴板9、新塔脚板8包裹覆盖，在所述锚墩7的四周边缘开设锚杆孔，并且浇筑墩台时，预先在塔脚2上从外界环境进入到墩台内的一段包裹有钢板13；
（8）将锚杆14安装在锚杆孔内，并且所述锚杆14向下插入到原塔基础1周围的岩石土壤中。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种输电铁塔基础及构件的整体加固装置，包括：
原塔基础(1)；
原塔脚板(3)，通过原地脚螺栓(15)固定在所述原塔基础(1)的表面，并且所述原塔脚板(3)位于所述原塔基础(1)的表面内部；
原靴板(9)，固定连接在所述原塔脚板(3)上；
塔脚(2)，连接在所述原靴板(9)上；
其特征在于，还包括：
新塔脚板(8)，具有与所述原塔脚板(3)外形相匹配的框口，所述新塔脚板(8)通过该框口焊接在所述原塔脚板(3)的外围，并且所述新塔脚板(8)的四周边缘延伸出所述原塔基础(1)的边缘；
新塔基础(5)，浇筑形成在所述原塔基础(1)的外围；
新地脚螺栓(6)，预埋在所述新塔基础(5)内，并且所述新塔脚板(8)通过所述新地脚螺栓(6)固定在所述新塔基础(5)上；
锚墩(7)，浇筑形成在所述新塔基础(5)和所述原塔基础(1)上，并将所述原塔脚板(3)、所述原靴板(9)、所述新塔脚板(8)包裹覆盖，在所述锚墩(7)的四周边缘设置有锚杆孔；
锚杆(14)，安装在所述锚杆孔内，并且所述锚杆(14)向下插入到所述原塔基础(1)周围的岩石土壤中。
2.根据权利要求1所述的输电铁塔基础及构件的整体加固装置，其特征在于，在所述原靴板(9)外焊接有新靴板(10)，并且所述新靴板(10)底部位于所述新塔脚板(8)上的部分焊接在所述新塔脚板(8)上。
3.根据权利要求1所述的输电铁塔基础及构件的整体加固装置，其特征在于，在所述新塔脚板(8)上焊接有新筋板(12)。
4.根据权利要求3所述的输电铁塔基础及构件的整体加固装置，其特征在于，所述新筋板(12)为若干块，并且若干块所述新筋板(12)正向交叉形成在所述新塔脚板(8)上。
5.根据权利要求1所述的输电铁塔基础及构件的整体加固装置，其特征在于，在所述原塔基础(1)或周围土壤中开设有注浆孔(4)，在注浆孔(4)内通过压力注浆浇筑有混凝土。
6.根据权利要求1所述的输电铁塔基础及构件的整体加固装置，其特征在于，在所述塔脚(2)上从外界环境进入到所述墩台内的一段包裹有钢板(13)。
7.一种输电铁塔基础及构件的整体加固方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)掏开输电铁塔原塔基础(1)上的表层土体，使原塔基础(1)的上部裸露出来；
(2)在原塔基础(1)的外围浇筑形成新塔基础(5)，浇筑时在新塔基础(5)内预埋新地脚螺栓(6)；
(3)在原塔脚板(3)外围焊接有新塔脚板(8)，新塔脚板(8)向外延伸出原塔基础(1)的表面边缘，新塔脚板(8)通过新地脚螺栓(6)连接到新塔基础(5)上；
(4)在原靴板(9)外焊接新靴板(10)，并且将新靴板(10)底部位于新塔脚板(8)上的部分焊接在新塔脚板(8)上；
(5)在新塔脚板(8)上焊接新筋板(12)；
(6)在原塔基础(1)和新塔基础(5)上浇筑形成新锚墩(7)，新锚墩(7)将原塔脚板(3)、原靴板(9)、新塔脚板(8)包裹覆盖，在锚墩(7)的四周边缘开设锚杆(14)孔；
(7)将锚杆(14)安装在锚杆孔内，并且锚杆(14)向下插入到原塔基础(1)周围的岩石土壤中。
8.根据权利要求6所述的输电铁塔基础加固方法，其特征在于，步骤(2)前，在原塔基础(1)或周围土壤中钻注浆孔(4)，通过压力注浆将混凝土浇筑在注浆孔(4)内。
9.根据权利要求6所述的输电铁塔基础加固方法，其特征在于，浇筑锚墩(7)时，预先在塔脚(2)上从外界环境进入到锚墩(7)内的一段包裹有钢板(13)。
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