架空輸電線路桿塔的研究分析

摘要：隨著我國經(jīng)濟和科技的不但發(fā)展，工程建設(shè)對對架空輸電線路的要求也越來越高，本文主要從設(shè)計、施工和檢測等方面闡述了我國架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)的現(xiàn)狀，同時結(jié)合架空輸電線路桿塔的工程特點以及工程建設(shè)對其發(fā)展的要求介紹了輸電線路基礎(chǔ)的發(fā)展趨勢，展望了我國輸電線路桿塔基礎(chǔ)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：架空輸電線路；桿塔；現(xiàn)狀；展望

Abstract: along with our country economy and technology development not only, engineering construction overhead transmission lines to request too more and more high, this article mainly from the design, construction and inspection in China, this paper describes the overhead transmission lines tower of the present situation of foundation, in combination with the overhead transmission lines of the engineering characteristics, and do engineering construction to the requirements of the development of the introduced basic transmission lines, the development trend in China discussed the development of transmission lines tower basis.

Keywords: overhead transmission lines; Tower; The present situation; looking

1、我國架空輸電線路桿塔的現(xiàn)狀

1.1特殊地基的現(xiàn)狀和困難

我國地域遼闊，各個不同地區(qū)地形地貌和地質(zhì)條件都有很大差異，因此在不同地基上進行架空輸電線路桿塔的施工也是各不相同的。

（1）凍土地基。凍土地基主要分布在我國的東北地區(qū)、青藏高原和新疆地區(qū)，占到了我國國土總面積的五分之一。由于凍土在凍結(jié)和融化兩種不同狀態(tài)下的力學(xué)性質(zhì)、變形特點、強度以及構(gòu)造的穩(wěn)定性等方面各不相同，常發(fā)生的變化也各不相同，因此凍土地區(qū)的線路地基和其它的地基存在很大的差異性，有其特殊性和針對性，凍土地區(qū)施工的主要病害就是凍脹和融沉。除此之外，在凍土地區(qū)施工的質(zhì)量問題要在之后很長時間才能顯現(xiàn)出來，要注意這種問題。在凍土地區(qū)想要防止線路基礎(chǔ)的凍害的主要方法就是結(jié)構(gòu)措施，一旦結(jié)構(gòu)措施由于一些特殊的原因不能滿足時，通常采用處理地基的方法有物理化方法、換填法、排水法以及保濕法等。在凍土地區(qū)的主要基礎(chǔ)形式型式有插入式基礎(chǔ)和掏挖式基礎(chǔ)，插入式基礎(chǔ)雖然有比較好的結(jié)果和工程特性，但在地基上使用會受到某些限制

（2）黃土地基。黃土地基主要分布在西北地區(qū)以及東北的部分地區(qū)，在黃土地區(qū)的主要輸電線路桿塔基礎(chǔ)形式有：插入式基礎(chǔ)和剛性臺階基礎(chǔ)，在一些軟弱的黃土地基將采用鉆孔灌注樁的方法。剛性臺階基礎(chǔ)由于受力不合理而且成本造價高，已經(jīng)面臨淘汰；而插入式基礎(chǔ)由于受力合理，經(jīng)常經(jīng)常被采用。在黃土地基上，通常造成地基承載力降低產(chǎn)生嚴重變形和不均勻沉降危及線路安全的主要原因就是黃土地基的地震液化病害和濕陷性。

（3）軟土地基。軟土地基主要分布在沿海地區(qū)和華東部分地區(qū)等。在軟土地區(qū)施工，不但要滿足承載力的要求，而且要滿足沉降量的要求。在軟土地基線路的主要桿塔基礎(chǔ)形式有：大板式基礎(chǔ)、擴展式基礎(chǔ)以及灌注樁基礎(chǔ)等。大板式基礎(chǔ)成本較高而且施工復(fù)雜，尤其是在淤泥土質(zhì)中施工的難度非常高，工程的質(zhì)量和很難保證，基礎(chǔ)還容易發(fā)生沉降；擴展式基礎(chǔ)的設(shè)計計算相對比較簡單，但占地面積大、施工所用的機械相當笨重，搬運起來也比較困難；灌注基礎(chǔ)的質(zhì)量很難控制，而且工程造價也很高，在淤泥土質(zhì)中施工比較困難，容易出現(xiàn)塌落。總之，軟土地基的處理需要較高的費用，雖然基礎(chǔ)的形式比較多但造價也高，如果臨近海邊地區(qū)還可能會有基礎(chǔ)腐蝕的問題出現(xiàn)。

（4）節(jié)理裂隙巖體地基。此種地基主要分布在西南地區(qū)，它是該地區(qū)水電外送工程中遇到的地基問題。該地區(qū)一般采用巖體錨桿基礎(chǔ)及掏挖式基礎(chǔ)等來保護環(huán)境，在缺沙缺水地區(qū)主要采用裝配式基礎(chǔ)。但目前還未對該種基礎(chǔ)方法做出準確可靠的評價，對基礎(chǔ)型式的設(shè)計和施工造成了嚴重的影響。

（5）風積沙地基和鹽漬土地基。風積沙地基主要的分布區(qū)域使內(nèi)蒙古地區(qū)，其抗剪強度差。鹽漬土地基主要分布在西北地區(qū)的一些省份，浸水后的溶陷是該地區(qū)工程的主要危害，還有施工中產(chǎn)生過量的鹽類多工程在一定程度上也帶來了危害。

1.2架空輸電線路桿塔的設(shè)計

把輸電線路桿塔的作用力傳遞給地基土或者是巖石是架空輸電線路的基礎(chǔ)用途，經(jīng)歸納總結(jié)，其在設(shè)計、施工和檢測方面的行業(yè)特點有①輸電線路跨越的區(qū)域廣、線路距離長、所經(jīng)過的地形地貌復(fù)雜，在設(shè)計和施工中需要綜合進行考慮；②桿塔基礎(chǔ)承受的荷載比較復(fù)雜，基礎(chǔ)不但而且要承受拉壓的荷載作用，還要承受較大的水平荷載作用。一般情況下，設(shè)計時主要的控制條件就是桿塔基礎(chǔ)抗拔和抗傾覆的穩(wěn)定性，而其他行業(yè)的相關(guān)控制條件都沒有這么復(fù)雜，和桿塔的基礎(chǔ)有很大的差別，因此也很少有這方面的參考資料。

由于受到我國目前的科研條件和經(jīng)費的制約，在這方面的研究相對薄弱，科研成果也相對不足。由于架空輸電線路基礎(chǔ)在分析和設(shè)計方法上特殊性，其能借鑒參考的資料也比較少。因此在這方面的專業(yè)人才也不多，專門從事這方面科研的更少。

目前，常規(guī)的線路設(shè)計是將地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)進行獨立分析。首先進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，然后通過相應(yīng)的方法，進行地基的反力分布，最后，依據(jù)地基反力的

分布情況，計算出地基各點之間的位移。實際上，這三個部分是相互作用共同承載的整體，都會對地基反力的分析產(chǎn)生影響，同時地基不均勻沉降也會對上部結(jié)構(gòu)造成一定的影響。當前要解決的問題就是要綜合考慮著三者的相互作用，但目前常規(guī)設(shè)計和難以解決。

在進行輸電線路基礎(chǔ)的設(shè)計時，要考慮很多的因素，由于地基條件會對桿塔的定位和結(jié)構(gòu)造成直接的影響，而且還對基礎(chǔ)的選型和設(shè)計起著決定性作用，因此地基問題時最難分析的問題，在進行地基基礎(chǔ)選型時要依據(jù)地基特性參數(shù)，還要結(jié)合試驗的實際。輸電線路桿塔分布點多而且分散，因此地基資料的精度和詳細度都不是很高。因此在在了解地基的具體情況之前，必須簡化線路基礎(chǔ)的設(shè)計方法。

目前，依據(jù)中國現(xiàn)行的《送電線路基礎(chǔ)設(shè)計技術(shù)規(guī)定》，依然采用的是安全系數(shù)，但安全系數(shù)對一些特殊地基的施工無法滿足，因此在遇到特殊地基情況，就無章可循、無據(jù)可查，就不利于輸電線路工程的標準化和規(guī)范化。

總之，依據(jù)我國現(xiàn)行的設(shè)計方法和技術(shù)規(guī)范，輸電線路的基礎(chǔ)尺寸相對較大，而且工期長，較為落后。

2、架空輸電線路基礎(chǔ)工程的發(fā)展

2.1發(fā)展趨勢

綜合各種因素考慮，架空輸電線路桿塔工程建設(shè)的總體發(fā)展趨勢為：①要采取合理的結(jié)構(gòu)措施，對基礎(chǔ)性能進行改善，使得基礎(chǔ)所受到的水平作用力在一定程度上減小，讓基礎(chǔ)立柱主要來承受軸向拉壓力；②盡量因地制宜采用原狀土基礎(chǔ)形式，充分利用其優(yōu)點。

2.2注重環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略

架空輸電線路桿塔工程建設(shè)和環(huán)境問題有著密切的關(guān)系，在施工時要認真貫徹執(zhí)行《開發(fā)建設(shè)項目水土保持方案技術(shù)規(guī)范》和《中華人民共和國水土保持法》及相關(guān)的地方性規(guī)定，加強環(huán)境保護，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標。

2.3桿塔建設(shè)的新型式

在架空輸電線路桿塔工程施工時，遇到的地質(zhì)條件各不相同，工程的性質(zhì)也很復(fù)雜，這些條件對線路的基礎(chǔ)穩(wěn)定都有一定的影響。近年來我國在這方面出現(xiàn)了一些新的基型式，經(jīng)過實踐有良好的發(fā)展和應(yīng)用前景。①軟土地基復(fù)合式小樁基礎(chǔ)②人工斜掏挖原狀土基礎(chǔ)③山區(qū)斜坡地露全方位高低主柱基礎(chǔ)和鐵塔長短腿配合技術(shù)方案。

3、結(jié)束語

為了適應(yīng)我國電力工程的發(fā)展并改變該方面落后的現(xiàn)狀，相關(guān)部門成了專門的實驗室，并進行了大量的研究，今后的主要目標就是開發(fā)出安全并且實用的科技成果，為輸電線路工程提供更好的服務(wù)，使得線路工程的可靠性得到提高。我國目前的一些特高壓輸電網(wǎng)的建設(shè)工程，為架空輸電線路桿塔工程帶來了很大的機遇。

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