CN113250231A - 一种独立基础的抗拔减震装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种独立基础的抗拔减震装置，包括减震支座、钢板、抗拔装置和锚杆；所述的减震支座位于独立基础内部，减震支座四周与独立基础之间填充阻尼材料；所述减震支座上部通过连接件与所述钢板连接；在所述钢板四周布置有与其相连的抗拔装置，每个抗拔装置底端连接所述锚杆，所述锚杆打入地下。本发明提出的装置形式，可以使基础抵抗结构对独立基础的上拔力，减小基础水平位移，同时具有减震效果。

Description

一种独立基础的抗拔减震装置
技术领域
本发明涉及输电铁塔独立基础抗拔技术，特别涉及一种可用于输电铁塔独立基础的抗拔减震装置。
背景技术
而随着输电需求的不断增加，输电距离不断增长，输电铁塔结构的高度也不断增加，承受的水平荷载大，易出现较大的倾斜，甚至基础被拔出而发生破坏。因此提高基础的抗拔能力，使输电铁塔能够承受较大水平荷载作用，对输电线路的安全具有重要意义。
目前，对于独立基础的抗拔，国内外学者已经有一些具体实施措施。主要的增加抗拔的措施有两种，一是改变基础的形式，增大桩与土的接触面积及其之间的压力，通过在原有的基础上增设台阶或使桩底截面增大，从而增加基础的抗拔能力；另一种是通过增设锚杆，增大摩擦力，从而提高基础的抗拔能力。
到目前为止，独立基础的抗拔措施还存在一定的问题，首先是安全性问题，通过增大基础底面提高基础抗拔能力，当基础底面位于水位线以上时，基础底部会受到较大的上浮力，不能保证基础受力安全；其次是施工困难问题，增设锚杆时，通常是斜向锚杆，施工不方便，无法后期根据需要增设抗拔设施。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明目的是提供一种输电塔独立基础抗拔抗压且具有减震能力的装置，主要是针对输电塔独立基础抗拔提出的适用于铁塔基础部位抗拔的一种装置，无需改变桩基础原本的形式，且能够根据要求在输电铁塔使用阶段增设装置。
为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明提出的一种输电塔独立基础抗拔抗压且具有减震能力的装置，主要由四部分组成，包括减震支座、钢板、抗拔装置和锚杆。
所述的减震支座位于独立基础内部，减震支座周围设置阻尼材料，通过设置所述减震支座使输电铁塔具有水平及竖向抗震能力；所述减震支座上部通过螺栓与所述钢板连接，采用所述钢板，使输电铁塔底部的固定更方便；所述钢板置于输电铁塔底部，通过螺栓及焊接等连接方式与输电铁塔相连，在所述钢板四周根据实际需要布置所述抗拔装置，采用所述钢板可以充分利用钢材的延性；所述抗拔装置底端连接所述锚杆；所述锚杆打入地下，以固定抗拔装置，为基础提供抵抗上拔作用力。
进一步地，对于输电铁塔一个塔腿下的独立基础，所述的抗拔装置根据需求设置不同个数，最多设置四个，位于基础四周，均匀设置，所述的抗拔装置通过所述钢板与独立基础连接；
更进一步地，所述抗拔装置包括箱体、橡胶层、弹性件、橡胶密封体；在箱体内壁设置橡胶层，箱体一个侧壁开口，钢板通过该开口延伸到箱体内，所述的弹性件连接所述的钢板与箱体顶部、底部，且在箱体开口位置与钢板形成的缝隙处设置橡胶密封体。
进一步地，所述的锚杆位于抗拔装置下侧，并通过钢绞线与所述抗拔装置的箱体连接。
进一步地，所述的减震装置位于所述钢板下部，独立基础内部，通过螺栓与钢板连接，所述的减震装置包括顶板、耗能减震块、碟簧及粘弹性材料；所述的减震支座包括顶板、耗能减震块、弹性件及粘弹性材料；所述顶板位于弹性件顶部与所述钢板连接，弹性件内部设置耗能减震块，耗能减震块与弹性件内壁之间预留空间；弹性件四周填充粘弹性材料，保证耗能减震块发挥作用，碟簧四周设置粘弹性材料。
本发明的工作原理如下：
当输电铁塔上部承受较大水平荷载时，输电塔具有倾斜趋势从而对基础部分产生上拔力，上拔力通过钢板传递到抗拔装置，抗拔装置中设置碟形弹簧，可阻止钢板的运动；当上拔力较大时，抗拔装置下部设置的锚杆起到抵抗上拔力的作用，从而使上拔力传递给抗拔装置及锚杆，而不传向给独立基础，从而增强独立基础的抗拔能力。
较大的水平荷载，也会使基础部分产生水平位移，使钢板产生水平方向的运动，抗拔装置侧壁设有橡胶层，可减小钢板的水平运动。
同时，在钢板下部设置减震支座，当地震发生时，碟簧及耗能减震块可水平向运动，同时耗能减震块可竖向压缩，可以达到输电铁塔水平及竖向减震的效果。
本发明的有益效果是：
本发明提出的装置形式，可以使基础抵抗结构对独立基础的上拔力，减小基础水平位移，同时具有减震效果。
本发明在不改变原有桩基础外观及布置的情况下，通过增设抗拔装置和锚杆达到同样的效果。
本发明布置灵活，可根据输电铁塔承受荷载的大小，将抗拔装置布置在钢板不同位置，数量根据实际情况增加或减少。
本发明中抗拔装置位于地表，检修替换方便，可保证装置始终处于可使用状态。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为一种输电塔桩基础抗拔装置布置示意图；
图2为抗拔装置平面布置图；
图3为抗拔装置剖面图；
图4为减震支座详图；
图中：1减震支座，1-1粘弹性材料，1-2顶板、1-3螺栓，1-4第一碟簧，1-5耗能减震块，2钢板，3抗拔装置,3-1抗拔装置箱体，3-2橡胶材料，3-3第二碟簧，3-4橡胶密封体，4锚杆，5独立基础。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
相比于其他抗拔措施而言，本措施中的装置布置灵活，方便检修，可达到抗拔及多维抗震效果。该装置可以使基础抵抗结构对独立基础的上拔力，减小基础水平位移，同时具有减震效果。该装置在不改变原有桩基础外观及布置的情况下，通过增设抗拔装置和锚杆达到同样的效果。该装置布置灵活，可根据输电铁塔承受荷载的大小，将抗拔装置布置在钢板不同位置，数量根据实际情况增加或减少。且该装置中抗拔装置位于地表，检修替换方便，可保证装置始终处于可使用状态。
本申请的一种典型实施方式中，如图1所示布置示意图，定义图1平面为XZ平面，图2为装置平面布置图定义为XY平面。
本实施例公开的独立基础的抗拔减震装置，主要包括减震支座1、钢板2、抗拔装置3和锚杆4四个部分，减震支座1位于独立基础内部，减震支座1通过螺栓与钢板2连接，钢板2四周均匀设置抗拔装置3，每个抗拔装置3的下部与对应的一个锚杆4连接，例如如图2所示，在本实施例中，每个独立基础设置有四个抗拔装置3，四个抗拔装置3均匀分布在钢板2上，钢板2为正方形结构，四个抗拔装置3分别设置在钢板2的前、后、左、右四个方向上，抗拔装置3通过钢板2与独立基础5连接。
本实施例中减震支座1位于独立基础内部，减震支座1周围设置阻尼材料，通过设置所述减震支座1使输电铁塔具有水平及竖向抗震能力；所述减震支座1上部通过螺栓与所述钢板连接，采用所述钢板，使输电铁塔底部的固定更方便；所述钢板置于输电铁塔底部，通过螺栓及焊接等连接方式与输电铁塔相连，在所述钢板四周根据实际需要布置所述抗拔装置，采用所述钢板可以充分利用钢材的延性；所述抗拔装置底端连接所述锚杆；所述锚杆打入地下，以固定抗拔装置，为基础提供抵抗上拔作用力。
如图3所示，进一步地，所述抗拔装置3由箱体3-1、橡胶材料3-2、第二碟簧3-3、橡胶密封体3-4组成，箱体为一个矩形箱体，在箱体的内壁粘贴有橡胶材料3-2，第二碟簧3-3分别设置在钢板2上侧与下侧，第二碟簧3-3用于连接箱体的顶部与钢板，以及箱体的底部与钢板；箱体3-1侧壁与钢板2之间形成的缝隙处设置橡胶密封体3-4。
进一步地，所述的锚杆4位于抗拔装置3下侧，并通过钢绞线4-1与所述抗拔装置3的箱体3-1连接。
进一步地，所述的减震装置1位于钢板2下部，独立基础5内部，通过螺栓1-3与钢板2连接，如图4所示，所述的减震装置1包括顶板1-2、耗能减震块1-5、第一碟簧1-4及粘弹性材料1-1。
更进一步地，顶板1-2位于第一碟簧1-4上侧，与钢板2连接，第一碟簧1-4内部设置耗能减震块1-5，耗能减震块1-5与第一碟簧1-4内壁之间预留空间，保证耗能减震块1-5发挥作用，第一碟簧1-4四周设置粘弹性材料1-1，粘弹性材料1-1填充在第一碟簧1-4与独立基础5之间。
具体的工作原理如下：
当输电铁塔上部承受较大水平荷载时，输电塔具有倾斜趋势从而对基础部分5产生上拔力，上拔力通过钢板2传递到抗拔装置3，抗拔装置中设置碟形弹簧3-3，可阻止钢板的运动；当上拔力较大时，抗拔装置3下部设置的锚杆4起到抵抗上拔力的作用，从而使上拔力传递给抗拔装置3及锚杆4，而不传向给独立基础5，从而增强独立基础5的抗拔能力。较大的水平荷载，也会使基础部分产生水平位移，使钢板2产生水平方向的运动，抗拔装置3侧壁设有橡胶材料3-2，可减小钢板的水平运动。同时，在钢板下部设置减震支座1，当地震发生时，第一碟簧1-4及耗能减震块1-5可水平向运动，同时耗能减震块1-5可竖向压缩，可以达到输电铁塔水平及竖向减震的效果。
该装置可以使基础抵抗结构对独立基础的上拔力，减小基础水平位移，同时具有减震效果。
该装置在不改变原有桩基础外观及布置的情况下，通过增设抗拔装置和锚杆达到同样的效果。
该装置布置灵活，可根据输电铁塔承受荷载的大小，将抗拔装置布置在钢板不同位置，数量根据实际情况增加或减少。
该装置中抗拔装置位于地表，检修替换方便，可保证装置始终处于可使用状态。
本专利的上述实施方案并不是对本发明保护范围的限定，本专利的实施方式不限于此，凡此种种根据本专利的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本专利上述基本技术思想前提下，对本专利上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本专利的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种独立基础的抗拔减震装置，其特征在于，包括减震支座、钢板、抗拔装置和锚杆；
所述的减震支座位于独立基础内部，减震支座四周与独立基础之间填充阻尼材料；所述减震支座上部通过连接件与所述钢板连接；在所述钢板四周布置有与其相连的抗拔装置，每个抗拔装置底端连接所述锚杆，所述锚杆打入地下。
2.如权利要求1所述的独立基础的抗拔减震装置，其特征在于，所述的抗拔装置设置四个，均匀设置于独立基础四周。
3.如权利要求1所述的独立基础的抗拔减震装置，其特征在于，所述抗拔装置包括箱体、橡胶层、弹性件、橡胶密封体；在箱体内壁设置橡胶层，箱体一个侧壁开口，钢板通过该开口延伸到箱体内，所述的弹性件连接所述的钢板与箱体顶部、底部，且在箱体开口位置与钢板形成的缝隙处设置橡胶密封体。
4.如权利要求3所述的独立基础的抗拔减震装置，其特征在于，所述的弹性件为碟形弹簧。
5.如权利要求4所述的独立基础的抗拔减震装置，其特征在于，钢板与箱体顶部之间设置多个为碟形弹簧；钢板与箱体底部之间设置多个为碟形弹簧。
6.如权利要求1所述的独立基础的抗拔减震装置，其特征在于，所述的锚杆位于抗拔装置底部，并通过钢绞线与所述抗拔装置的箱体连接。
7.如权利要求1所述的独立基础的抗拔减震装置，其特征在于，所述的减震支座包括顶板、耗能减震块、弹性件及粘弹性材料；所述顶板位于弹性件顶部与所述钢板连接，弹性件内部设置耗能减震块，耗能减震块与弹性件内壁之间预留空间；弹性件四周填充粘弹性材料。
8.如权利要求7所述的独立基础的抗拔减震装置，其特征在于，所述的弹性件为碟形弹簧。
9.如权利要求1所述的独立基础的抗拔减震装置，其特征在于，所述钢板置于输电铁塔底部。
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