[发明专利]一种大型钢管插入式基础

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢管塔塔腿主材直接插入基础内的斜柱基础结构，属于架空输电线路钢管铁塔的基础结构。

背景技术

随着输电线路输送容量和电压等级的不断提高、输电杆塔的高度和荷载的不断增加，钢管塔得到了越来越多应用；与之相对应，采用合适的基础形式以及基础与上部结构之间的连接方式，将直接决定着大荷载输电铁塔基础的安全稳定性和经济性。

传统的输电线路铁塔基础一般通过预埋的地脚螺栓和塔脚板与上部塔身相连，基础也以直柱式居多，铁塔传给基础的外力需通过焊缝、塔脚板和地脚螺栓等中间构件传递，传力路径较为复杂，地脚螺栓和塔脚板需分别设计以满足承载力要求。对于基础作用力很大的大跨越、高电压输电线路杆塔，采用传统基础时地脚螺栓的数量、直径及其分布圆范围均很大，从而导致基础的立柱宽度和材料用量均大幅增加，造成不必要的浪费。另外，当采用斜柱式基础来减少水平荷载的作用时，地脚螺栓需斜插，但在基础表面处则需火曲变直以保证其和塔腿的有效连接，施工工艺复杂，螺栓尺寸较大时施工质量难以保证。

对大荷载的钢管塔采用钢管插入式基础是经济合理的。钢管沿塔腿主材方向向下直接插入同等坡度的斜柱基础内，基础作用力直接通过插入钢管与基础混凝土之间的粘结作用以及锚板等连接件的挤压作用传递，避免使用大尺寸的地脚法兰和螺栓，结构形式更为简单合理，传力路径明确。同时，基础立柱倾角由于与上部塔身主材倾角一致，使得基础斜立柱近似处于轴向受力状态，大大改善了基础立柱和底板的受力状态，显著提高基础的侧向稳定性。另外，插入钢管对管内芯混凝土具有环向约束作用，增加基础立柱的承载力和延性，充分发挥钢材和混凝土的潜力以提高基础的双向承载能力。由于各材料性能得到充分合理的应用，从而可有效减少基础的混凝土和钢筋用量，提高输电线路铁塔基础的经济性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种结构简单、受力明确、经济合理的钢管插入式基础。

为了解决以上问题，本发明是通过如下技术方案实现的，它包括有：一基础底板、在该基础底板上的立柱、在所述立柱和基础底板内的插入钢管结构，所述的插入钢管结构包括一插入钢管，插入钢管内置有角钢骨架，并在钢管内罐填有管芯混凝土；插入钢管的上部设置有与上部塔腿钢管主材对接的连接法兰，插入钢管的底部设置有用于固定底部基岩中的底板法兰和定位锚栓。

所述立柱的倾斜度与上部塔腿主材坡度一致；所述基础底板与立柱保持垂直布置，插入钢管型号与塔腿钢管主材一致，沿主材方向等坡度向下插入基础内，避免采用大尺寸塔脚板和地脚螺栓的传统连接形式，结构简单。

所述插入钢管与上部塔腿主材的钢管通过连接法兰对接，钢管倾斜度与塔腿主材坡度一致；所述锚固板焊接于插入钢管的外壁。

所述角钢骨架布置于插入钢管内部，并向上延伸至上部塔腿主材的钢管中一定长度；角钢骨架的竖向倾角与插入钢管保持一致，角钢骨架四肢分别通过连接板与插入钢管保持相对固定。

本发明在不大幅增加基础材料耗量前提下为增强基础的抗拔承载力，可在基础底部设置抗拔锚桩或抗滑墩，通过锚杆锚固于基岩中；而当上拔荷载很大、基础埋深很深时，还可在立柱中部设置钢筋混凝土连梁，通过连梁与岩体的锚固连接，有效改善基础的悬臂受力状态。

作为一种改进，基础采用插入钢管与上部塔腿钢管通过法兰对接连接，基础可根据塔身主材坡度整体斜置，基础受力性能和侧向稳定性大为改善。通过插入钢管、管内混凝土及角钢骨架的共同作用增强其整体刚度，通过优化调整锚固板的布置改善基础的受力性能，使钢材和混凝土的强度得到充分发挥，结构型式合理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：首先，基础采用插入钢管与上部塔腿连接，避免采用大尺寸的地脚法兰和螺栓，同时避免了地脚螺栓火曲等复杂的技术难题，简化了基础结构和传力路径；其次，根据实际受力状态优化锚固板、底部抗拔锚桩等的布置，充分利用钢材和混凝土的强度，在提高基础的安全稳定性的同时，有效降低基础材料耗量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的插入钢管结构示意图。

图3是图2中的A-A剖视结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作详细的介绍：图1所示，本发明包括有：立柱1、基础底板2、插入钢管3、连接法兰4、锚固板5、底部法兰6、为提高基础的抗拔承载力时可在基础底部设置抗拔锚桩7。