預應力懸索交叉梁階梯新型裝配式基礎

龐曉峰 龐穎

摘 要：基礎的安全性和經濟性是整個輸電線路的重要運行指標。目前對于輸電線路鐵塔基礎大多使用臺階基礎、大板基礎以及灌注樁基礎，這些基礎雖然具有抗拔、抗傾覆和抗壓性能，但是其力學特性仍然有許多需要改進的地方，預應力懸索交叉梁階梯新型裝配式基礎就是充分考慮了各部件的受力性能而提出的。預應力懸索交叉梁階梯新型裝配式基礎利用上部臺階承壓和抗傾覆，而通過懸索與下部交叉梁相連，通過懸索相連的下部交叉梁主要用來抗拔，以提高基礎的整體受力性能，通過理論分析得出該基礎的安全性和經濟性。

關鍵詞：預應力；懸索交叉梁；裝配式基礎；力學特性

隨著城市（鎮）化的高速發展，對電力的需求越來越迫切，為滿足新建城（工業）區的供電，需要將遠處的電力送往負荷，必將加大對輸電線路工程的建設。輸電線路中鐵塔基礎在整個工程造價占比較大，大致約為15%～25%，且工程周期和整個線路的運行起到最基礎的作用[1-6]，因此有必要提出新型基礎以達到經濟性。預應力懸索交叉梁階梯新型裝配式基礎利用上部臺階承壓和抗傾覆，而通過懸索與下部交叉梁相連，通過懸索相連的下部交叉梁主要用來抗拔，以提高基礎的整體受力性能。

1.基礎構成

預應力懸索交叉梁階梯新型裝配式基礎由鋼等材料制成的預應力懸索，其中預應力懸索上部與下部均是交叉鋼，另外包括塔腿之間的預應力鋼筋。預制臺階（或者短樁等）由鋼筋混凝土等構成。

2.理論分析

利用臺階（或者短樁等）承壓。當鐵塔作用于基礎上時，鐵塔上部給予的下壓力主要使用臺階（或者短樁等）承壓。

上部預應力懸索交叉鋼與鐵塔踏腳板鏈接，當鐵塔上拔時，由預應力懸索連接到預應力懸索下部交叉鋼，此時預應力懸索下部交叉鋼與原狀土連接，下部交叉梁將有阻止鐵塔抗拔的力，使得鐵塔不至于抗拔失去穩定，這樣充分利用了基礎原狀土的承載力大變形小的特點。

3.實施步驟

（1）先在地基機械鉆孔，鉆至預應力懸索下部指定位置，使用特定工具放入鉆孔中，特定工具端部通過鉆機在基礎底部鉆出交叉孔洞，將預應力懸索（下部交叉鋼是可以由上部控制而伸縮的）由基礎中心孔穿越至地基下部，然后按住開關使交叉鋼伸出以放置先前交叉空洞中，這樣就可以使懸索下部放置于地基原狀土里面，并在交叉空洞注入砂漿，預應力懸索下部交叉鋼完成實施。

（2）將懸索穿過預制臺階（或者短樁等）事先預留的孔，預制臺階（或者短樁等）分層疊加，并在疊加處注入砂漿，懸索通過每層預制預制臺階（或者短樁等）后，上部十字交叉鋼通過拉伸懸索與鐵塔踏腳板相連，這樣就完成預應力懸索交叉鋼防止鐵塔上拔受到的破壞。預應力懸索交叉梁階梯新型裝配式基礎如圖3-1所示。

3）基礎在鐵塔斜向作用下產生的斜向力可以分為水平力和下壓力，水平力向左。如果在鐵塔兩個塔腿之間施加預應力鋼筋，將會產生向右的水平力，這樣將平衡鐵塔斜向作用的水平力分量。并且水平力對基礎作用的彎矩可以互相抵消。基礎受力情況如圖3-2。

4.綜合列表分析

5.結論

原有臺階基礎或者樁基礎等既是用于承壓也是用于抗拔和防傾覆，這樣造成了材料不能合理利用。而預應力懸索交叉鋼充分利用預制臺階（或短樁）的承壓特性，利用預應力懸索交叉鋼的抗拔性能，利用預應力鋼筋抵消鐵塔塔腿產生的水平力和水平力對基礎底板產生的彎矩作用下的傾覆問題。做到壓、拉、傾覆優勢互補，這樣預制臺階（或短樁）的尺寸將大大減少（通過后期實際計算、仿真和實驗等進行驗算），而預應力懸索交叉鋼的造價費相對不高，經濟效益也很明顯。

參考文獻：

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