淺析輸電線路地腳螺栓及其特殊應用

李建華

摘要：目前，電力建設如火如荼，而輸電線路作為我國電力工業的傳輸階段，其安全運行是保障電能傳輸的關鍵。螺栓作為一種緊固件，是用來固定輸電線路上各種金具部件以及連接各種結構件，是輸電線路上一種數量最多、存在范圍最廣的部件。然而由于輸電線路常年處于室外環境，同時長期受到復雜的受力影響極易出現松動或丟失，一旦某個螺栓出現了損壞都有可能出現漏電甚至線路松動等重要隱患，進而影響整個線路的安全，因此及時判斷螺栓是否存在缺失是保障輸電線路安全運行的關鍵。為此，本文探討了輸電線路地腳螺栓及其特殊應用，以供參考。

關鍵詞：輸電線路;地腳螺栓;應用

引言

在輸電線路工程中，地腳螺栓作為桿塔和基礎的重要連接構件，其安全性受到了廣泛關注。目前針對地腳螺栓的研究多在螺栓受力機理、配套構件設計和安裝等方面，對于地腳螺栓的基礎研究和特殊條件下的應用很少有系統性總結。

1地腳螺栓性能等級與材質

1.1性能等級與材質對應關系

根據文獻的相關規定可知，地腳螺栓材質主要有Q235、Q345、35號優質碳素鋼、45號優質碳素鋼、40Cr合金結構鋼和42CrMo合金結構鋼6種。地腳螺栓性能等級標號由兩部分組成，分別表示地腳螺栓材料的抗拉強度值和屈強比。屈強比是指材料的屈服強度和抗拉強度的比值。例如性能等級為4.6級的地腳螺栓，其含義為地腳螺栓材質公稱抗拉強度值為400MPa，屈強比為0.6，地腳螺栓公稱屈服強度為240MPa。按照性能等級分類，地腳螺栓分為4.6級、5.6級和8.8級，并推薦了對應的螺栓材質。根據文獻中地腳螺栓的使用情況發現，建設電壓等級較高的輸電線路工程時，桿塔承受荷載較大，其地腳螺栓材質多為Q345和45號優質碳素鋼。然而在文獻中并沒有與Q345和45號優質碳素鋼相匹配的性能等級，兩者無法相銜接。工程設計人員遇到該情況時，設計往往較為保守，選擇更高強度的材質，造成額外的材料浪費。為更好地使兩者相匹配，填補地腳螺栓性能等級和材質之間對應關系的空白，本文提出了一種新性能等級（6.8級）的地腳螺栓，主要用于承載力相對較高的桿塔。

1.2新性能等級（6.8級）地腳螺栓

Q345的抗拉強度小于500mpa，屈服強度比約為0.7?？紤]到地腳螺栓的性能等級為5.6級，不宜采用。45號碳鋼的抗拉強度達到600mpa，屈服強度比約為0.6，直接機加工后的性能達到6.6級。根據材料特性，45號優質碳素鋼經調質處理后，性能等級可達6.8級，屈服強度比高，大于6.6可充分發揮材料的強度性能，從而節省材料，減輕錨栓的重量。綜上所述，6.8級地腳螺栓可以用45級優質碳鋼制造。針對優質碳素鋼45號易斷裂、難焊接的特點，推薦采用雙頭型錨桿，不需焊接，裝配方便，適用范圍廣。

2地腳螺栓的錨固型式

2.1J型地腳螺栓

J型地腳螺栓結構簡單，加工方便，一般適用于承受荷載較小的桿塔。J型地腳螺栓末端錨固型式為180°彎鉤，彎鉤加強了地腳螺栓與混凝土的有效錨固。因較大規格的螺栓加熱彎曲比較困難，加工精度不易控制。考慮到J型地腳螺栓承載力小和加熱彎曲加工工藝等情況，推薦4.6級地腳螺栓采用J型。根據4.6級地腳螺栓材料強度和加工精度等因素，建議J型地腳螺栓規格控制在M36及以下。

2.2棘爪型地腳螺栓

棘爪型地腳螺栓末端錨固部分采用棘爪型式，3個勾型鋼筋均勻分布，并焊接在螺栓上。焊接勾型鋼筋時產生的熱量可能會對螺栓強度產生不利影響，適用于承載力較高的桿塔。設計時應注意棘爪不得超出混凝土保護層，同時注意不與周邊箍筋相碰。如果棘爪與周邊鋼筋距離較小或相碰，在安裝過程中可調整棘爪方向，避免埋置時棘爪型地腳螺栓在錨固部分發生碰撞。根據棘爪型地腳螺栓的材料、承載力和型式特點等情況，推薦5.6級地腳螺栓采用棘爪型。

2.3T型地腳螺栓

T型地腳螺栓組裝簡單，相比J型地腳螺栓更容易垂直定位，適用于承載力較小的桿塔。T型地腳螺栓末端錨固部分采用錨板型式，4塊加勁板均勻分布并焊接在錨板和螺栓上，加勁板在焊接中產生的熱量會對螺栓強度造成一定程度的削弱。

3地腳螺栓采購管理、加工和施工注意事項

（1）抓實地腳螺栓的采購管理。嚴格執行架空輸電線路工程地腳螺栓統一由建設管理單位通過電子商務平臺采購的規定，嚴禁施工單位、施工項目部、施工班組自行采購或私自加工地腳螺栓。建設單位要提供地腳螺栓設計圖紙、技術規程等明確規范要求給生產廠家，生產廠家嚴格根據要求進行加工制造，對地腳螺栓的質量負責。地腳螺栓出廠時，生產廠家應按要求規范進行地腳螺栓標識，同一標段中同套螺栓的螺桿與螺母采用唯一且相同的標識。地腳螺栓中的螺桿與螺母應成套配送。（2）在施工環節中，要注意地腳螺栓的標記，以免在施工環節中混合使用。文獻中地腳螺栓的標識方法過于復雜。建議采用“標稱螺紋長度、結構類型、性能等級和局部熱浸鍍鋅長度”的格式。在施工環節中，從地腳螺栓進入庫房到保護蓋澆筑的各個工序都需要嚴格控制，特別是為了保證塔號、地腳螺栓及其配套構件規格、型號相匹配，不得更換大型螺母、墊片等支承構件，以避免倒塔。

4地腳螺栓的特殊應用

地腳螺栓作為一種桿塔與基礎的連接構件，在一些復雜地質條件下可以通過調整地腳螺栓構件的方法搶修輸電線路，例如線路經過采動影響區、基礎下方有坑洞、基礎地基處理不當或者基礎周邊受到滲水影響等導致的輕微不均勻沉降。桿塔基礎若存在不均勻沉降，輸電線路運行時會有桿塔傾斜、倒塌和斷線等重大隱患。針對輕微的不均勻沉降，桿塔雖然有一定的位移變形，但構件應力小，結構承載能力不會有太大削弱，此時不需要更換基礎，只需調整地腳螺栓即可扶正塔身，消除桿塔傾斜的負面影響。在設計階段，若輸電線路經過采動影響區，設計人員應根據工程地質勘察資料，結合增加地腳螺栓外露長度和防護大板等處理措施用于后期基礎糾偏。在運維期間，若桿塔出現輕微的傾斜，可增加地腳螺栓墊塊或調整地腳螺栓墊板消除基礎之間的高程差。若桿塔某個基礎出現較大沉降，可考慮采用應力解除法或可調式地腳螺栓進行搶修。兩種方法實施方案簡單、工期短、造價經濟，適合推廣。

結束語

綜上所述，本文明確了地腳螺栓規格選用原則。同一工程應選用第一選擇地腳螺栓規格，增大規格級差，降低安裝環節混用風險。而關于地腳螺栓還有一些工作尚未完善，例如相關規范需要重新審視，需要進一步修訂，為工程人員提供更為及時有效的指導。同時，根據工程實際，結合工程試驗，地腳螺栓在應急搶險方面的研究需要深入探討，為運維搶險提供便利。

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