高壓鐵塔論文：路面施工對(duì)高壓鐵塔的啟示

1、高壓鐵塔論文：路面施工對(duì)高壓鐵塔的啟示 本文 模擬橋梁樁基與高壓鐵塔基礎(chǔ)距離不同時(shí)，對(duì)既有高壓鐵塔基礎(chǔ)的影響。分析模擬結(jié)果中的沉降和水平側(cè)移，同時(shí)考慮水的滲流和長(zhǎng)期沉降等系數(shù)進(jìn)行修正。本次模擬只考慮施工期的變形，使用Midas/GTS軟件進(jìn)行模擬?；举Y料地質(zhì)資料選用如表1所示，分為5層土，最下基巖為花崗巖。模擬工況根據(jù)設(shè)計(jì)資料，模擬具有承臺(tái)的雙樁，樁徑1.5m，樁長(zhǎng)52m。模擬橋梁基礎(chǔ)在電塔一側(cè)時(shí)，橋梁樁基施工引起的電塔基礎(chǔ)沉降變形規(guī)律，橋梁樁基及電塔點(diǎn)位如圖1所示。主要研究電塔沉降隨電塔與樁基距離變化趨勢(shì)。采用三維模型，單元采用八面體，通過二維單元延伸獲得。本文不考慮電塔對(duì)地基影響，只將電

2、塔重量作為垂直荷載施加至地面。根據(jù)電力院提供的電塔數(shù)據(jù)，電塔重量分配至每個(gè)支撐腳，受力為1500kN，水平方向抗力250kN。模型如圖2所示。 橋梁樁基用7個(gè)步驟開挖完成。(1)高壓鐵塔樁基沉降模擬結(jié)果如圖3圖5所示。高壓線塔各點(diǎn)位基礎(chǔ)沉降值如表2所示。將表2中數(shù)據(jù)繪制成高壓線各點(diǎn)沉降差塔隨線塔與橋梁樁基距離的關(guān)系圖，如圖6所示。其中縱坐標(biāo)為沉降差，橫坐標(biāo)為鐵塔與樁基距離。(2)高壓線塔側(cè)向位移模擬結(jié)果如圖7圖10所示。樁基與鐵塔基礎(chǔ)凈距5m時(shí)，鐵塔樁基水平位移樁基與鐵塔基礎(chǔ)凈距為7.5m時(shí)，鐵塔樁基水平位移達(dá)到了2.92cm，在地表處最大，而且鐵塔基礎(chǔ)在高速公路走向一側(cè)位移相對(duì)較大。樁基與鐵

3、塔基礎(chǔ)凈距為10m時(shí)，鐵塔樁基水平位移達(dá)到1.5cm，最大位移在地表下20m處，而且鐵塔基礎(chǔ)在高速走向一側(cè)位移相對(duì)較大。樁基與鐵塔基礎(chǔ)凈距為15m時(shí)，鐵塔樁基位移為0.7cm，最大位移在地表下20m處，而且鐵塔基礎(chǔ)在高速公路走向一側(cè)位移相對(duì)較大。將側(cè)向位移隨橋梁樁基與鐵塔基礎(chǔ)距離之間的關(guān)系繪制成變化圖，如圖11所示。其中縱坐標(biāo)代表側(cè)向位移，橫坐標(biāo)代表橋梁樁基與高壓電塔之間的距離。 結(jié)果分析(1)沉降結(jié)果分析鐵塔兩基礎(chǔ)間的間距離是19.46m，按照傾斜度不超過0.4%的控制標(biāo)準(zhǔn)，鐵塔沉降差應(yīng)控制在7.78cm以內(nèi)。按照控制標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合圖8，對(duì)應(yīng)的位置是8.4m處。由于此時(shí)的距離是樁基中心距，換算成

4、凈距需減去兩樁基半徑，則兩基礎(chǔ)間凈距為:8.40.750.5=7.15m。(2)側(cè)向位移結(jié)果分析在標(biāo)準(zhǔn)控制位置8.4m處，鐵塔樁基處土體的最大側(cè)向位移是1.8cm，見圖11。由于鐵塔樁基的隔蔽作用，土體移動(dòng)表現(xiàn)為繞流移動(dòng)，所以實(shí)際位移要小，對(duì)樁身的彎矩作用不明顯。本文認(rèn)為可以忽略其影響。(3)結(jié)果修正考慮滲流影響參數(shù)K1。根據(jù)何世秀等將基坑開挖產(chǎn)生的應(yīng)力場(chǎng)與滲流場(chǎng)疊加，得出結(jié)論:考慮降水影響與不考慮降水影響，其值相差10mm左右，且同實(shí)際相接近。由于沉降值為30mm左右，所以滲流影響在30%左右，故本項(xiàng)目采用30%的影響。圖12為考慮滲流后沉降差隨高壓線塔與橋梁基礎(chǔ)距離變化圖。其中縱坐標(biāo)代表側(cè)

5、向位移，橫坐標(biāo)代表橋梁樁基與高壓電塔之間的距離。圖12考慮滲流后沉降差隨鐵塔與橋梁基礎(chǔ)距離變化圖考慮長(zhǎng)期沉降參數(shù)K2。本項(xiàng)目樁體屬于長(zhǎng)樁，端部為微風(fēng)化巖。參照建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(JGJ789)沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取長(zhǎng)期沉降影響系數(shù)為1.1?？紤]施工安全性參數(shù)K3?？紤]到鐵塔本身的重要性，按照公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTGD602004)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)規(guī)定，一級(jí)結(jié)構(gòu)取結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)1.1?？紤]到橋梁樁基施工的不安全因素，結(jié)合其他工程經(jīng)驗(yàn)，安全系數(shù)取為1.2。只考慮滲流K1:L=7.15K1=7.95m考慮長(zhǎng)期沉降K2:L=7.951.1=8.7m考慮施工安全性系數(shù)K3:L=8.71.2=10.5

6、m5結(jié)論按照建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ942008)，樁最小中心距為2.5d，按照公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTGD632007)，嵌巖樁最小中心距為2.0d。由于鐵塔樁基荷載較大，又地處軟土地區(qū)，變形敏感性高，所以本文確定的安全距離大于規(guī)范規(guī)定。樁基施工相對(duì)于隧道、基坑工程來說，工程規(guī)模較小，樁孔尺寸較小，對(duì)周圍的影響也較小。結(jié)合文獻(xiàn)調(diào)研情況，隧道對(duì)既有樁基的影響范圍在1倍洞徑與2倍洞徑之間，基坑在1.5H附近，均比本文結(jié)論要大，符合工程規(guī)律。根據(jù)本文模擬及修正結(jié)果，當(dāng)高速公路橋梁樁基樁徑1.5m，樁長(zhǎng)52m時(shí)，橋梁樁基與鐵塔基礎(chǔ)間安全距離如表3所示。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，參考圖12，當(dāng)橋梁樁基與鐵塔基礎(chǔ)距離12m時(shí)，沉降差小于2cm并逐漸趨于穩(wěn)定。結(jié)合國內(nèi)研究現(xiàn)狀，根據(jù)鐵塔所在區(qū)域地質(zhì)資料，提出橋梁樁基與鐵塔基礎(chǔ)凈距評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，如表3所示。根據(jù)表3所示評(píng)判及對(duì)策，設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行高速公路線形設(shè)計(jì)時(shí)，相似的地質(zhì)條件下，宜保持橋梁樁基與鐵塔距離在8.7m以上。施工單