CN113417313A - 用于冻土地区型钢支架覆板装配式基础 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电力设施领域，公开了一种用于冻土地区的型钢支架覆板装配式基础。该基础包括底板板条和底板连接横梁，多根所述底板板条平行排列设置，所述底板连接横梁垂直连接于底板板条上，所述底板连接横梁设置有型钢支架，所述型钢支架包括至少3根主材，且各主材形成锥形结构，所述型钢支架的主材底部分散连接于底板连接横梁上，所述型钢支架的主材顶部汇聚并连接有用于连接铁塔塔脚板的连接座板，所述型钢支架外周设置有覆板形成四周封闭的锥形结构，所述型钢支架和覆板的表面摩擦系数均小于混凝土的表面摩擦系数。采用该基础能降低冻土对基础产生的冻胀力，施工周期短且受力性能更佳。

Description

用于冻土地区型钢支架覆板装配式基础
技术领域
本发明涉及电力设施领域，尤其是一种用于冻土地区的型钢支架覆板装配式基础。
背景技术
随着国家电力建设的规模加大，气温较低的冻土地区的输电线路越来越多，冻土在冻结过程中会对建筑物产生冻胀力，按其作用方向可分为切向冻胀力、法向冻胀力和竖向冻胀力，竖向冻胀力和切向冻胀力能大幅降低基础的上拔承载力，输电线路基础设计中必须考虑也是影响较大的一种地质作用。目前冻土地区采用的基础主要是直柱板式基础、桩基础、锥柱基础，混凝土装配基础，直柱板式基础、桩基础、锥柱基础均采用混凝土材质，且为现浇基础，基础立柱表面产生的竖向胀切力较大，且施工周期长；混凝土装配式基础材料采用混凝土，重量大，安装不方便，因冻土地区温差大，气温低，有效施工时间短，以上基础均有一定局限性。
公开号为CN109386007A的专利申请公开了一种用途输电线路的装配式锥柱-板柱复合基础及其施工方法，该基础包括底座以及连接在底座上的支撑段，所述的支撑段包括锥柱段，锥柱段的顶端连接有预埋件，锥柱段内部为空心段，锥柱段的底部设置有法兰盘；所述的底座包括中部混凝土横梁和混凝土板条，中部混凝土横梁通过法兰与锥柱段底部的法兰盘连接；中部混凝土横梁的长边两侧分别平行设置有外部混凝土横梁，多根混凝土板条平行设置形成阵列结构，中部混凝土横梁与外部混凝土横梁设置在阵列结构上且相互固定。此种方式一定程度上解决了冻土地区的基础快速装配问题，但是仍然存在一些缺陷，其一，虽然采用具有空心段的支撑段可以一定程度上减轻部件的重量，但是混凝土结构的支撑段，仍然具有较大的体积和重量，运输和安装都较为不便；其二，混凝土结构的支撑段其底部面积有限，其载荷传导主要集中在底板中部区域，虽然增加了中部混凝土横梁一定程度上改善的受力，但是由于底座下方的是由多根混凝土板条构成的，因此，其仍然可能存在混凝土板条因受力不均而出现的移位等问题。其三、混凝土结构的锥柱虽然可以降低表面冻胀力，但是由于混凝土表面摩擦系数较大，仍会一定程度上受到使基础受到部分表面冻胀力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于冻土地区型钢支架覆板装配式基础，能降低冻土对基础产生的冻胀力，施工周期短且受力性能更佳。
本发明公开的用于冻土地区型钢支架覆板装配式基础，包括底板板条和底板连接横梁，多根所述底板板条平行排列设置，所述底板连接横梁垂直连接于底板板条上，所述底板连接横梁设置有型钢支架，所述型钢支架包括至少3根主材，且各主材形成锥形结构，所述型钢支架的主材底部分散连接于底板连接横梁上，所述型钢支架的主材顶部汇聚并连接有用于连接铁塔塔脚板的连接座板，所述型钢支架外周设置有覆板形成四周封闭的锥形结构，所述型钢支架和覆板的表面摩擦系数均小于混凝土的表面摩擦系数。
优选地，所述覆板的封闭高度从型钢支架顶部至设计冻深下0.5m以下。
优选地，所述覆板为钢板或玻璃钢板。
优选地，所述锥形结构为朝向铁塔中心倾斜的斜锥形结构。
优选地，所述覆板与竖直方向的最大夹角为30°～50°。
优选地，所述型钢支架的主材之间还连接有辅材，所述辅材包括水平辅材和斜辅材，所述水平辅材水平连接于两根相邻主材的上部之间形成框型结构，所述斜辅材一端连接于水平辅材与主材的连接点下部，另一端斜向连接于相邻主材的底部。
优选地，所述型钢支架的主材和辅材为角钢、槽钢或工字钢。
优选地，所述主材的数量为4根，所述底板连接横梁的数量为2条，2条底板连接横梁连接于底板板条的两端且相互平行，每条底板连接横梁上分别连接有2根主材的。
优选地，所述底板板条和底板连接横梁之间、底板连接横梁与型钢支架之间以及型钢支架与连接座板之间均采用螺栓连接，所述型钢支架与连接座板的连接部分还焊接有连接板。
优选地，所述型钢支架和下部对应的底板连接横梁及底板板条通过螺栓串连在一起。
本发明的钢支架覆板装配式基础相较于传统的混凝土基础能够更好的降低冻土冻胀力对于基础的影响，相较于装配式的混凝土基础更便于运输和装配，且具有更好的受力性能，且型钢支架和覆板具有相较于混凝土更低的表面摩擦系数，更容易设置更大的倾斜角度，相较于现有的锥柱基础，可以进一步降低表面冻胀力对于基础的影响。
附图说明
图1是本发明的整体图；
图2是本发明的去除覆板的示意图。
附图标记：底板板条1，底板连接横梁2，主材3，连接座板4，覆板5，水平辅材6，斜辅材7。
具体实施方式
下面对本发明进一步说明。
本发明公开的用于冻土地区型钢支架覆板装配式基础，包括底板板条1和底板连接横梁2，多根所述底板板条1平行排列设置，所述底板连接横梁2垂直连接于底板板条1上，所述底板连接横梁2设置有型钢支架，所述型钢支架包括至少3根主材3，且各主材3形成斜锥形结构，所述型钢支架的主材3底部分散连接于底板连接横梁2上，所述型钢支架的主材3顶部汇聚并连接有用于连接铁塔塔脚板的连接座板4，所述型钢支架外周设置有覆板5形成四周封闭的锥形结构，所述型钢支架和覆板5的表面摩擦系数均小于混凝土的表面摩擦系数。
如图1所示，多根底板板条1按一定距离放在提前挖好的地基上，底板连接横梁2连接于底板板条1上形成完整的底板，型钢支架的主材3顶部汇聚并设置连接座板4，以便于与铁塔塔脚板相连接，主材3底部则分散连接于底板连接横梁2上，可以将负荷更为均匀地分散于底板上，达到更好的受力效果。该基础的构件主要是底板板条1、底板连接横梁2、型钢支架的主材3以及一些相应的材料，较大的构件均是细长的条形结构运输十分方便，运输到安装地点后直接进行装配即可，整体的工程量相对较小。
单独的型钢支架容易受到分散的冻胀力作用而导致自身失稳，本申请通过在型钢支架外周设置覆板5的方式形成四周封闭的锥形结构，使型钢支架整体所受的冻胀力更加均匀。对基础的稳定性影响最大的是表面冻胀力(即切向冻胀力)，基础表面摩擦系数对于所受的表面冻胀力有着较大的影响，型钢支架通常可以采用角钢、槽钢或工字钢等，轧制或焊接型钢均可，而覆板5可以采用钢板或玻璃钢板等板材，型钢支架和覆板5的表面摩擦系数均小于混凝土的表面摩擦系数，可以大幅度降低表面冻胀力对于基础的影响。此外，型钢支架相较于混凝土锥柱具有更高的制作精度，型钢支架的制作精度通常可以控制在毫米级，而混凝土锥柱的的制作精度通常只能达到厘米级。为了保证腹板发挥其更好地的效果，覆板5的封闭高度从型钢支架顶部至设计冻深下0.5m以下。
铁塔的塔脚板连接于连接座板4上，为使基础更好地承担铁塔的重力，所述锥形结构为朝向铁塔中心倾斜的斜锥形结构。基础所受的表面冻胀力与覆板的角度有关，为了最大限度地减小表面冻胀力对于基础的不利影响，所述覆板5与竖直方向的最大夹角为30°～50°。其中以45°为最佳。
型钢支架除了主材3外，通常还需要设置相应的辅材，连接于主材3之间，以保证主材3的稳定性，辅材根据主材3的结构确定，在本申请的优选实施方式中，所述辅材包括水平辅材6和斜辅材7，所述水平辅材6水平连接于两根相邻主材3的上部之间形成框型结构，所述斜辅材7一端连接于水平辅材6与主材3的连接点下部，另一端斜向连接于相邻主材3的底部。此种结构的辅材更适用于斜锥形结构的型钢支架，可以达到更高稳定性。
为了保证支撑效果主材3的数量至少为3根，在如图1所示的实施例中，所述主材3的数量为4根，所述底板连接横梁2的数量为2条，2条底板连接横梁2连接于底板板条1的两端且相互平行，每条底板连接横梁2上分别连接有2根主材3的。如图所示，底板连接横梁2分散连接于底板板条1的两端，而主材3的底端又分散连接于底板连接横梁2的两端，从而保证型钢支架底部具有较大的投影面积，进而保证支撑的稳定。
为了方便装配，所述底板板条1和底板连接横梁2之间、底板连接横梁2与型钢支架之间以及型钢支架与连接座板4之间均采用螺栓连接，所述型钢支架与连接座板4的连接部分还焊接有连接板。同时，所述型钢支架和下部对应的底板连接横梁2及底板板条1通过螺栓串连在一起。如图2所示，与型钢支架的主材3串连在一起的底板板条1宽度大于普通的板条，保证下部的支撑强度。

Claims (10)

1.用于冻土地区型钢支架覆板装配式基础，包括底板板条(1)和底板连接横梁(2)，多根所述底板板条(1)平行排列设置，所述底板连接横梁(2)垂直连接于底板板条(1)上，其特征在于：所述底板连接横梁(2)设置有型钢支架，所述型钢支架包括至少3根主材(3)，且各主材(3)形成锥形结构，所述型钢支架的主材(3)底部分散连接于底板连接横梁(2)上，所述型钢支架的主材(3)顶部汇聚并连接有用于连接铁塔塔脚板的连接座板(4)，所述型钢支架外周设置有覆板(5)形成四周封闭的锥形结构，所述型钢支架和覆板(5)的表面摩擦系数均小于混凝土的表面摩擦系数。
2.如权利要求1所述的用于冻土地区型钢支架覆板装配式基础，其特征在于：所述覆板(5)的封闭高度从型钢支架顶部至设计冻深下0.5m以下。
3.如权利要求1或2所述的用于冻土地区型钢支架覆板装配式基础，其特征在于：所述覆板(5)为钢板或玻璃钢板。
4.如权利要求1或2所述的用于冻土地区型钢支架覆板装配式基础，其特征在于：所述锥形结构为朝向铁塔中心倾斜的斜锥形结构。
5.如权利要求4所述的用于冻土地区型钢支架覆板装配式基础，其特征在于：所述覆板(5)与竖直方向的最大夹角为30°～50°。
6.如权利要求1所述的用于冻土地区型钢支架覆板装配式基础，其特征在于：所述型钢支架的主材(3)之间还连接有辅材，所述辅材包括水平辅材(6)和斜辅材(7)，所述水平辅材(6)水平连接于两根相邻主材(3)的上部之间形成框型结构，所述斜辅材(7)一端连接于水平辅材(6)与主材(3)的连接点下部，另一端斜向连接于相邻主材(3)的底部。
7.如权利要求5或6所述的用于冻土地区型钢支架覆板装配式基础，其特征在于：所述型钢支架的主材(3)和辅材为角钢、槽钢或工字钢。
8.如权利要求1所述的用于冻土地区型钢支架覆板装配式基础，其特征在于：所述主材(3)的数量为4根，所述底板连接横梁(2)的数量为2条，2条底板连接横梁(2)连接于底板板条(1)的两端且相互平行，每条底板连接横梁(2)上分别连接有2根主材(3)的。
9.如权利要求1所述的用于冻土地区型钢支架覆板装配式基础，其特征在于：所述底板板条(1)和底板连接横梁(2)之间、底板连接横梁(2)与型钢支架之间以及型钢支架与连接座板(4)之间均采用螺栓连接，所述型钢支架与连接座板(4)的连接部分还焊接有连接板。
10.如权利要求9所述的用于冻土地区型钢支架覆板装配式基础，其特征在于：所述型钢支架和下部对应的底板连接横梁(2)及底板板条(1)通过螺栓串连在一起。
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王卫东等: "锥台型装配式基础冻拔与抗压承载性能模型试验", 《人民长江》 *

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