输电线路板式直柱基础偏心优化分析

输电线路板式直柱基础偏心优化分析

丁伟

（国网宁夏中卫供电公司宁夏中卫755000）

摘要：板式直柱基础作为传统的输电线路铁塔基础型式之一，在输电线路工程中获得大量的应用。对于750kV、±800kV等高电压等级的输电线路，需增加板式直柱基础底板厚度与配筋率才能承受水平荷载和底部弯矩。本文通过分析提出对板式直柱基础进行设计优化，采用偏心布置，降低基础合力弯矩，在满足受力的同时，减小基础立柱与底板断面尺寸，减少了基础混凝土和土方开挖的方量，进而节约工程造价。

1、概述

输电线路板式直柱基础作为传统的铁塔基础型式之一，目前在我国西北的黄土、沙漠地区输电线路工程中被大量应用。随着输电线路电压等级的提升上部荷载也在提高，尤其是750kV、±800kV等电压等级的输电线路，相比常规的110-330kV输电线路需要加大基础尺寸，即通过不断增加板式直柱基础底板厚度与配筋率才能承受水平荷载和底部弯矩，往往使得基础造价不经济。

2、基础偏心分析

偏心基础与斜柱基础不一样，其主要特点是将立柱直接安装在底板的非中心位置，在上拔与水平力或者下压与水平力联合作用工况下，其合力作用线与基础整体的形心重合，大大降低或避免了合力产生的弯矩，使得基础底板与立柱的界面尺寸得以降低，有效优化了基础结构，改善了基础受力性能，从而减少基础立柱与底板的截面积，即减少基础混凝土方量，节约工程造价。

采用偏心板式直柱基础可有效改善基础立柱的弯曲受力状态，降低基础立柱与基础底板的最大弯矩，改善基础受力性能，有效减少基础立柱与底板的截面尺寸，从而达到减少基础混凝土方量，降低开挖与施工等工程造价。

3、偏心基础的结构

输电线路偏心板式直柱基础主要包括：1地脚螺栓（用于连接上部铁塔）；2立柱（主要为钢筋混凝土结构）；3底板（主要承受上部构件传递的荷载）。

表1基础工程量比较

其中1地脚螺栓用于连接上部铁塔的踏脚板，同时将地脚螺栓埋设于2立柱内，将上部荷载传递给2立柱；2立柱，通过钢筋与3底板连接成为一体，一方面承受1地脚螺栓传递的荷载，另一方面将荷载传递给3底板；3底板，通过钢筋、混凝土构件与2立柱连接，而2立柱作用在底板的对角线上形成偏心基础，使得整个基础的形心偏移，接近于上部荷载合力方向的作用线上，显著降低基础形成的最大弯矩。

下图为偏心板式直柱基础示意图。

4、偏心基础优势

偏心板式直柱基础的关键点在于立柱的偏心位置在底板的对角线上，使得杆塔基础在承受联合荷载作用时，其形心位置在合力方向作用线上，使得基础所受弯矩大大降低，从而降低了基础立柱与底板的截面尺寸与配筋率。在不提高工程施工难度的条件下，可降低基础尺寸与配筋率，从而降低工程造价。表1为普通板式直柱基础与偏心板式直柱基础工程量对比。

图1偏心板式直柱基础

5、结语

综上所述，采用偏心板式直柱基础可有效改善基础立柱的弯曲受力状态，降低基础立柱与基础底板的最大弯矩，改善基础受力性能，有效减少基础立柱与底板的截面尺寸，从而达到减少基础混凝土方量，降低开挖与施工等工程造价。通过对比分析可以减少混凝土15%左右，降低造价18%左右，经济优势明显。