阅读说明：本技术 输电线路联合板杆单锚板基础结构的锚杆的设计方法 (Transmission line of electricity combines the design method of the anchor pole of plate stem list anchor slab foundation structure ) 是由 李炎隆 雒亿平 于 2019-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了输电线路联合板杆单锚板基础结构的锚杆的设计方法,单锚板基础结构包括板组件、锚杆组件和板柱；板组件包括自上而下设置的上板和下板,板柱位于上板的顶部；锚杆组件包括第一锚杆和第二锚杆,上板和板柱通过第一锚杆固接,上板、下板和板柱通过第二锚杆固接；上板的上表面和/或下表面设置有第一配筋,下板的上表面和/或下表面设置有第二配筋；锚杆的设计方法：先进行锚杆的尺寸结构设计；再根据得到的锚杆的尺寸结构,进行地脚螺栓设计,最后完成整个锚杆的设计。本发明不仅提升了锚杆在底板传递抗拔力,也提高了锚杆的耐久性和防腐性。(The invention discloses the design methods of the anchor pole of transmission line of electricity joint plate stem list anchor slab foundation structure, and single anchor slab foundation structure includes board group part, anchor rod component and sheet-pile；Board group part includes the upper plate being arranged from top to bottom and lower plate, and sheet-pile is located at the top of upper plate；Anchor rod component includes the first anchor pole and the second anchor pole, and upper plate and sheet-pile are affixed by the first anchor pole, and upper plate, lower plate and sheet-pile are affixed by the second anchor pole；The upper surface and/or lower surface of upper plate are provided with the first arrangement of reinforcement, and the upper surface and/or lower surface of lower plate are provided with the second arrangement of reinforcement；The design method of anchor pole: the dimensional structure design of anchor pole is first carried out；Further according to the dimensional structure of obtained anchor pole, foundation bolt design is carried out, the design of entire anchor pole is finally completed.The present invention not only improves anchor pole and transmits withdrawal resistance in bottom plate, also improves the durability and anti-corrosive properties of anchor pole.)

输电线路联合板杆单锚板基础结构的锚杆的设计方法

技术领域

本发明属于输电线路杆塔设备技术领域，具体涉及输电线路联合板杆单锚板基础结构的锚杆的设计方法。

背景技术

输电线路杆塔基础主要采用“大开挖”基础类、“掏挖扩底”基础类、“爆扩桩”基础类。“大开挖”基础类的主要尺寸需根据输电线路杆塔基础的抗拔稳定性要求确定，为了满足上拔稳定性的需要，必须加大基础尺寸，提高了基础造价，同时由于弃土较多，对环境的破坏也较大。“掏挖扩底”基础类适合于无水渗入基坑的粘性土中，同时桩基础规范规定，如基础采用桩基，基础持力层需穿过湿陷性黄土，因此该基础不适用于大厚度湿陷性黄土地区。“爆扩桩”基础类施工难度较大，具有较大的隐蔽性，且施工工艺复杂、施工质量难以控制，施工质量问题难以及时发现，工后检测也存在一定的困难。

综上，目前的输电线路杆塔基础结构主要存在施工工艺复杂，且施工质量不易控制以及造价高的问题。

发明内容

本发明的目的是提供输电线路联合板杆单锚板基础结构的锚杆的设计方法，解决了输电线路杆塔基础结构的施工工艺复杂、施工质量不易控制以及造价高的问题。

本发明所采用的一种技术方案是，输电线路联合板杆单锚板基础结构的锚杆的设计方法，单锚板基础结构包括板组件、锚杆组件和板柱；

板组件包括自上而下设置的上板和下板，板柱位于上板的顶部，在施工完成的状态下，上板和下板均埋设于地下，板柱的至少一部分暴露在地面；

锚杆组件包括第一锚杆和第二锚杆，上板和板柱通过第一锚杆固接，上板、下板和板柱通过第二锚杆固接；上板的上表面和/或下表面设置有第一配筋，下板的上表面和/或下表面设置有第二配筋；

锚杆的设计方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，进行锚杆的尺寸结构设计；

步骤2，根据步骤1中得到的锚杆的尺寸结构，进行地脚螺栓设计，最后完成整个锚杆的设计。

本发明的特点还在于：

步骤1中，锚杆的结构设计包括锚杆上拔力的计算和锚杆设计；

锚杆上拔力的计算为：在基础结构进行上拔的情形下，根据锚杆为基础上板提供的抗倾覆力，得到锚杆的上拔力为T′。

锚杆设计具体为根据公式(1)确定锚杆的截面积A_s：

式(1)中，A_s为锚杆截面积m²，f_ptk为锚杆抗拉强度标准值KPa，K_t为锚杆抗拉安全系数，T′为锚杆的上拔力。

f_ptk和K_t的取值均根据DL/T5219-2005架空送电线路基础设计技术规定中确定。

步骤2中，地脚螺栓的设计具体包括确定地脚螺栓以及与地脚螺栓和锚杆相对应配件的尺寸规格。

锚杆的外层设计有防腐材料和防腐套管。

本发明的有益效果是：

本发明输电线路联合板杆单锚板基础结构的锚杆的设计方法，基于锚杆拉盘技术已在挡土墙工程中获得应用，设计研发了该新型输电线路杆塔基础型式，锚杆材料特性与输电杆塔地脚螺栓保持一致，本发明提升了锚杆在地板传递抗拔力，给整体结构提供预应力的作用，同时也提升了锚杆的耐久性；本发明输电线路联合板杆单锚板基础结构的锚杆的设计方法，施工工艺简单、施工质量可控、成本低。

附图说明

图1是本发明输电线路联合板杆单锚板基础结构的锚杆的设计方法中基础结构的示意图；

图2是本发明输电线路联合板杆单锚板基础结构的锚杆的设计方法中基础结构的俯视图；

图3是本发明输电线路联合板杆单锚板基础结构的锚杆的设计方法中第一锚杆的结构示意图；

图4是本发明输电线路联合板杆单锚板基础结构的锚杆的设计方法中第二锚杆的结构示意图；

图5是本发明输电线路联合板杆单锚板基础结构的锚杆的设计方法中第一锚杆轴测的防腐套示意图。

图中，1.上板，2.下板，3.第一锚杆，4.第二锚杆，5.板柱，6.钢垫板，7.垫片，8.螺栓，9.防腐材料，10.防腐套管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明涉及输电线路联合板杆单锚板基础结构的锚杆的设计方法。

如图1、图2所示，单锚板基础结构包括板组件、锚杆组件和板柱5；板组件包括自上而下设置的上板1和下板2，板柱5位于上板1的顶部；并且在施工完成的状态下，上板1和下板2均埋设于地下，板柱5的至少一部分暴露在地面；

锚杆组件包括第一锚杆3和第二锚杆4，上板1和板柱5通过第一锚杆3固接，上板1、下板2和板柱5通过第二锚杆4固接；上板1的上表面和/或下表面设置有第一配筋，下板2的上表面和/或下表面设置有第二配筋；

如图3、图4所示，第一锚杆3依次轴向贯穿板柱5和上板1，第一锚杆3的两端分别与上板1和板柱5通过螺栓8固接，第二锚杆4设置在板柱5内，第二锚杆4的一端依次轴向贯穿上板1、下板2并与下板2通过螺栓8固接；第一锚杆3的两端均设有钢垫板6，其中一个钢垫板6设置在螺栓8与板柱5之间，另一个钢垫板6设置在螺栓8与上板1之间，第二锚杆4的一端设有钢垫板6，钢垫板6的一端设置在螺栓8与下板2之间；第一锚杆3和第二锚杆4上的钢垫板6与临近的螺栓8之间均设有垫片7。

本发明输电线路联合板杆单锚板基础结构的锚杆的设计方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，进行锚杆的尺寸结构设计；

步骤2，根据步骤1中得到的锚杆的尺寸结构，进行地脚螺栓设计，最后完成整个锚杆的设计。

进一步地，步骤1中，锚杆的结构设计包括锚杆上拔力的计算和锚杆设计；

锚杆上拔力的计算为：在基础结构进行上拔的情形下，根据锚杆为基础上板提供的抗倾覆力，得到锚杆的上拔力为T′。

锚杆设计具体为根据公式(1)确定锚杆的截面积A_s：

式(1)中，A_s为锚杆截面积m²，f_ptk为锚杆抗拉强度标准值KPa，K_t为锚杆抗拉安全系数，T′为锚杆的上拔力。

f_ptk和K_t的取值均根据DL/T5219-2005架空送电线路基础设计技术规定中确定。

步骤2中，地脚螺栓的设计具体包括确定地脚螺栓以及与地脚螺栓和锚杆相对应配件的尺寸规格。

锚杆的外层设计有防腐材料和防腐套管。

实施例

1、进行锚杆的尺寸结构设计：

(1)锚杆上拔力计算；

由于水平力的存在，在基础上拔时，锚杆会为基础上板提供一定的抗倾覆的力，因此，锚杆上的拉力即为拉拔力T′，即T′＝556kN。

(2)锚杆的尺寸结构设计；

通过《CECS22-2005岩土锚杆(索)技术规程》和上述的拉拔力T′＝556kN，锚杆的截面面积可按下式进行确定：

式中：A_s锚杆截面积m²，f_ptk为锚杆抗拉强度标准值，见表1，KPa，K_t为锚杆抗拉安全系数，可按表2取值。

参照《DL/T5219-2005架空送电线路基础设计技术规定》可得到锚杆的相关材料的力学性能：

表1、锚杆抗拉强度标准值(MPa)

表2、锚杆抗拉安全系数

选用锚索为4索M36锚杆，由于工程属于永久性工程，因此安全系数取K_t＝1.8，出于安全考虑锚杆抗拉强度取f_ptk＝1200MPa。则可根据公式(1)计算得到最小锚杆截面积：

则锚杆最小直径为：

因此锚杆直径应大于16.3mm，在安全与施工便捷等因素的条件下，本设计中采用预制锚杆，锚杆直径取42mm。

2、进行地脚螺栓设计：

为便于地脚螺栓与锚杆的连接，上下板均选用4个直径为42mm的M36规格的地脚螺栓连接塔腿、上承载钢垫板6、基础上板的构件，同时连接锚杆与下板底部承载钢垫板6和下板之间的构件。由于地脚螺栓与锚杆采用同一种规格的钢材，因此其抗拉强度与锚杆相同；同时上拔力由锚杆传递，因此上拔力与锚杆相同，故地脚螺栓也满足抗拉要求。

此外，如图5所示，在锚杆外面依次设置防腐材料9和防腐套管10，可确保该基础在中腐及强腐地区的应用。

本发明一种输电线路联合板杆单锚板基础结构的锚杆的设计方法，通过锚杆的设计，主要起到传递抗拔力，给整体结构提供预应力的作用，锚杆材料特性与输电杆塔地脚螺栓保持一致，同时采用防腐套的设计，提高了锚杆的耐久性；本发明适合推广使用。