摘要：近年来随着社会经济的快速发展，电力行业作为基础能源行业得到了非常快速的发展。输电线路铁塔是电力系统中最为重要的基础设施之一，承载着整体输电网络负荷，其基础结构直接决定着输电线路是否能够正常平稳的运行。所以输电线路铁塔基础的选型对于电力传输来说具有非常重要的作用。
关键词：超高压输电线路；铁塔基础选型
引言
作为电网输电线路的基础而言非常重要。针对输电线路铁塔基础设计的原则，开展铁塔基础设计，避免出现铁塔基础设计问题导致的供电事故，从而引发难以挽回的损失。在对输电线路的铁塔基础进行设计时，不但需要对塔基现场地基土的物理力学性质进行分析，还需要分析铁塔和基础间存在的应力关系，这样才可以在铁塔基础的安全性和经济性之间找到最佳的平衡点，将输电线路铁塔基础工程成本控制在最合适范围之内。
1铁塔基础的特点分析
①掏挖类基础是介于大开挖与岩石基础间的基础类型，可以应用在不同的直线塔与转角较小的转角塔中。一般情况下，掏挖类基础应用在适合开挖、不存在地下水影响的基岩施工当中。对于无法开挖的基岩在经过试验分析之后，若通过检验就能够利用岩石基础，因此除了少量的岩石基础之外，最好选择掏挖类基础。②大开挖基础属于施工技术比较完善的基础施工类型，能够应用在不同的地质条件下，对比较复杂的铁塔基础进行设计。为了将大开挖基础应用在不同的地质环境当中，需要对其进行准确的分类。斜插式柔性基础主要是指依靠地基土将基础支撑应力呈现出来，在压力的作用下，基础底板会在允许的范围内发生形变，上拔应力则需要通过基础主柱角钢来实现。斜插式柔性基础主要用于转角塔外侧柱和紧凑型直线塔基础当中，其塔架基柱直接插在基础主柱当中，因此整个设计比较简单，不用使用必要的连接紧固配件，也不需要使用地脚螺栓。由于斜插式柔性基础可以借助金属基础结构自身的变形效应，利用地基土的支撑力抵挡部分基础应力，因此大多会用在基岩性能较好的基础当中。斜插式刚性基础与斜插式柔性基础不同，一般应用在基岩流动性较强，难以承受斜插式柔性基础压力的基岩当中，或者土的饱和度在地下水影响下产生变化的环境当中。斜插式刚性基础本身就存在较大的刚度和重量，因此具备较好的抗压、抗应力效果。偏心直柱刚性基础主要应用在环境比较复杂的基岩当中，属于功能比较全面的一种基础类型，该类型的基础自身的重量最大，可以配合多项施工一同进行安装，因此能够应用在很多的复杂施工当中。
2超高压输电线路铁塔基础选型研究分析
2.1基础的受力规律
针对联合式输电线路铁塔基础，其主要特征是埋深浅，因此可通过整体浇制基础来解决板式基础上拨、基坑开挖难度大及基础根开小等问题，且应先确定高压铁塔基础受力的规律，即利用ANSYS有限元软件分析高压铁塔基础的荷载，由此得到基础底部边缘所受上部荷载压力的最大值，此时基础底部所受拉应力最大，究其原因是铁塔基础的主要制作材料一般为钢筋混凝土，而其刚度与土壤的差别较大。据分析，土体位移点的最大值出现在基础底部，且高压铁塔基础底部中心点到土层的距离与其沉降位移量呈反比，但无论土层如何加深，应力依然存在。据此，若将联合式基础应用在软弱土塔位中，则应先准确计算出土层地基的承载力，并标明铁塔基础底部的尺寸；而若将其应用在土层较硬的环境中，铁塔基础下部极易出现受压、弯曲等问题，则在高压铁塔基础设计时，应先详细勘察线路敷设沿线的地质情况，然后再据此确定配筋比例，以免配筋偏差破坏铁塔基础。
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2.2人工挖孔桩基础
基础底板和埋深的大小决定了基础抗拔和抗压稳定能力的大小，基础埋置越深，越能充分发挥土体抵抗基础上拔力的效果，并且深度修正可提高地基的地耐力、增强基础的下压稳定性；另外，基础埋入原状土越深，对山区塔位来说，塔基发生浅表性垮塌而危及线路安全运行的机率就越小。长期以来，工程中所采用原状土基础深宽比（长细比）都较小，呈现出明显的刚性短桩的工程特性。随着荷载的增大，基础埋深及相应的深宽比也越来越大，此时基础越来越表现出弹性桩的特性。当H/D>4时，基础与土共同作用的极限破坏模式已由倒圆锥台的形式，逐渐变为竖直圆柱滑移面的形式，传统的刚性短桩承载力的设计方法已不符合实际情况。此时，借鉴其他工业与民用建筑的设计经验，可以采用按弹性桩理论计算的人工挖孔桩基础。
2.3灌注桩基础
灌注桩基础就是通过高压泵将水泥料浆泵入到软土地基当中，使其和淤泥、土壤形成整体，加强基础的承载力。首先要按照软土路基的具体情况进行注浆深度的设计，在泵机钻头达到设定深度时开启高压泵，将料浆注射到路基内。因为料浆受到较大压力具有较大的冲量，在进行喷射时会对软土造成切割并且能够帮助泥土和料浆更好的结合，在料浆发生固化后就成为了稳定的路基。近些年随着高压泵车技术的快速发展，灌注桩基础也大范围应用到了软土路基方面，同时向外进行了扩展。例如高压水泥灌注基础、高压化学灌注基础等等。要按照软土路基所具有的地质结构以及软土自身的特性来选择适合的高压灌注基础，这样就能够保证铁塔不能因为自身和线路所具有的重力而发生基础沉降。
2.4铁塔基础电算分析
随着科技的发展，计算机技术也得到了广泛地推广，为很多工程计算类问题带来了巨大的便利。高压电网铁塔基础设计需要依靠计算机辅助软件对铁塔的力学特性进行分析计算，现在常用的设计软件包括铁塔基础优化设计软件、钻挖孔灌注桩基础设计软件等。通过上述软件的分析，施工人员能够对铁塔基础的上拔稳定、下压、地基和倾覆稳定等相关参数进行计算，同时还能综合考虑基础构建的构造要求和承载力，进而设计最优化的铁塔基础施工方案。
2.5斜柱式基础
斜柱式基础施工的铁塔主材坡度与主柱坡度一致，因此基础施工时所受的上拔或下压力与水平力产生的弯矩基本能够相互抵消，地基应力分布较为均匀，受力相对合理，技术经济指标也相对合理。相比直柱型基础，其施工能够节约混凝土20%、钢材15%左右。该基础施工是一种柔性底板基础施工，充分考虑到山区建材运输条件差，旨在有效减少水泥砂石的运输工作量。该类型基础开挖成型时，可以采用半掏挖方式。斜柱式基础以坑壁来代替塔基底板侧向模板，将基础底板嵌入原状土方中，从而减少了施工土方量，充分利用原状土方的内摩擦角和凝聚力，有效提高基础的承载能力，也相对减少了对地表土壤表层的破坏量，保护了塔基环境。对于基坑开挖，施工中不能够按照“坑壁成型”的方式进行，需要按照大开挖的方式重新设计此种类型基础施工的尺寸。此种基础施工的开挖量与原状土基础相比较大，但是其能够有效节约技术经济指标，对于使用原状土基础明显不经济、基础外负荷较大的塔位，或者基坑难以掏挖成型、有地下水流经的塔位，均可以采用此类型的基础型式。
结语
以实际应用为基础，对高压输电线路铁塔的基础选型与设计进行了深入地研究。输电线路的铁塔基础在设计的过程中，要充分考虑铁塔选型、铁塔电算、承受电压等级、所在地区地质特点、环境风速等条件，建立完善的设计规划和施工方案，保证铁塔的安全性和经济性。随着我国经济的快速发展，输电线路铁塔基础的设计日益重要，在实际的工程建设中，如何提高铁塔的可靠性、稳定性和安全性，是未来电网建设领域研究的重要课题。
参考文献：
[1]吴力.试论输电线路铁塔基础选型设计及其优化[J].机电信息，2014（3）：133，135.
[2]王明洲，李陶，刘艳.L波段雷达卫星监测采空塌陷区及输电铁塔基础变形研究[J].测绘通报，2014（7）：58-62.
[3]王丽彬，袁广林，王永安，等.煤炭采动区高压输电铁塔保护技术现状分析[J].内蒙古电力技术，2015（1）：21-25.
论文作者:张小宁
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/20
标签：基础论文; 铁塔论文; 线路论文; 用在论文; 基岩论文; 应力论文; 高压论文; 《基层建设》2020年第1期论文;