輸電線路鐵塔地腳螺栓的設計

袁磊

摘要：在鋼結構當中的一個重要連接件就是螺栓，大量應用到了輸電線鐵塔當中，這種構件是非常小的，所以一般不會被重視。對于它的使用與制造都有很精準的要求，在設計地腳螺栓時必須要提高它的抗剪構造能力，如果是在無抗剪措施條件時，就必須要提高它的預拉力，從而生產一定的摩擦力，可以有效的平衡水平剪力。

關鍵詞：鋼結構；輸電線路；螺栓設計；平衡水平剪力

中圖分類號：TM726文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2014）24-0020-02

地腳螺栓是應用在連接基礎和輸電線路鐵塔當中最為重要的一個環(huán)節(jié)，它的設計會影響到輸電線路是否可以運行安全。在現(xiàn)階段，我們在設計地腳螺栓的方法時，一般是通過相應的技術規(guī)定來計算的，但是在這個計算公式當中卻沒有考慮到會對地腳螺栓產生什么樣的影響強度，也沒有說明具體的構造措施，所以，在我國的一些設計企業(yè)當中只是應用了一些變換工式來對其進行設計，但這種方法雖然考慮到強度的影響作用，卻沒有達到設計的標準，針對以往的設計要求雖然有放寬標準，但也只是需要適當?shù)目紤]，并沒有確定，所以，在設計地腳螺栓時還需要我們進行更為深入的分析和

研究。

1鐵塔螺栓的重要性

近些年以來，由于我國經濟建設在不斷的發(fā)展提高，在輸電鐵塔的建設時會應用大量的優(yōu)質鋼材，并且也得到了更為廣泛的應用。在建設大量的鐵塔時，一般都是自立式的鐵塔結構，一般所應用的材質等級也都是高強鋼等級。由此可以看出，在進行建設時為了可以更充分的來應用和提高鋼材的性能，我們就必須嚴格控制螺栓的材質，并在加工當中控制質量要求。由于高強鋼材只能配備于高強度的螺栓才能共同應用，所以就必須要充分的發(fā)揮出它的穩(wěn)定性和它的強度要求，在這種條件下才可以提高桿塔對臺風以及冰災的抵御影響，從而也可以更好的確保架電線路的電網運行。雖然在以往的經驗當中有不少因螺栓損壞從而導致的事故發(fā)生，因此，我們必須要控制好這個問題，一旦螺栓的強度沒有達到時，就會造成鐵塔被拉斷，也會給國家的財產安全造成不可估量的損失。所以，鐵塔螺栓設計標準與電力運行有著直接的聯(lián)系，在應用過程當中我們必須要注意，不能掉以輕心。

2地腳螺栓的主要設計原理當中的無抗剪性

如果是在無抗剪的條件下，此時它的水平反力一般是根據(jù)混凝土的基礎和塔之間所產生的摩擦進行平衡的。而我們在參考這種考摩擦型的設計時，也要考慮到制作地腳螺栓時它的強度要符合設計要求，達到施工驗收的標準。由于在設計摩擦型的螺栓時其技術也趨于完整，所以它可以借助預拉力從而促使在各個構件之間發(fā)生一定的摩擦，在應用這種設計時它并不是依據(jù)于螺栓的材料，而是因為它會產生一定的摩擦力。由于輸鐵塔基礎在發(fā)揮水平作用時并不會起到太大的作用力，所以在設計地腳螺栓時，其規(guī)格大小一般是根據(jù)豎向的作用來決定的，由此我們可以看出，不是高強度材料才會產生很大的摩擦力，一般的鋼材都會起到一定的承受水

平力。

鐵塔基礎為豎向作用力時，此時就需要應用摩擦力把水平力進行有效的傳遞，同時也應在地腳螺栓當中為其施加一定的預拉力，從而促使塔的腳板和頂面有一些存在的壓力，這樣就會產生一定摩擦。如果在設計當中的地腳螺栓和上拔力是布置對稱的，也會產生一定的預拉力。

如果鐵塔基礎作用為下壓力時，這就會因為存在的壓力，而導致抵抗水平力選用地腳螺栓，如果沒有達到上式的要求時，一旦地腳螺栓和下壓力達到對稱時，我們就可以根據(jù)上拔基礎的方法來設計地腳螺栓，但進行計算時必須要按照地腳螺栓面積設計。

3地腳螺栓設計原理當中的抗剪性

如果當鐵塔的作用力在向下壓力時，此時它會直接傳遞到基礎上，并且根據(jù)構造進行相應的配置，如果鐵塔為豎向上拔時，它只能承受一定的拉力，并且只能按照相應的設計規(guī)定進行計算。

如果我們只在基礎的頂面對其預留淺杯口時，這樣可以保證塔腳板達到完全的嵌入，再通過應用混凝土進行澆筑處理。如果存在一定的地腳螺栓墊片時，此時的塔腳板上栓孔空隙是不會被完全填充的，因此，此時的水平剪力則會通過塔腳板進行傳遞，并不會在地腳螺栓上產生作用。

一般情況下，在基礎頂面進行設置時，從它的設計再到它的施工都是相對較為簡便的，只要達到設計技術要求標準就可以，全面的提高抗剪措施，這也是作為設計鐵塔的一項基礎更為重要的施工方法。在應用地腳螺栓預拉力的措施時，一般可以應用設計的理論是高強度螺栓，這不僅可以達到水平剪力的要求，也可以在無抗剪的措施條件下進行設計，只要達到規(guī)范標準的要求便可。一旦存在預拉力就會提高地腳螺栓的材料，也會提高施工的難度，所以，我們只是一種在理論方面進行的探討和對方法的補充，應用這兩種方法時都可以達到地腳螺栓的強度要求，也達到相關的規(guī)范標準，同時也彌補了設計上的缺陷。

4螺栓的連接

在對鐵塔結構進行連接時我們一般是應用熱浸鍍鋅處理后的螺栓螺母，而在這其中的強度也會分為幾個等級，一般連接桿塔所應用的都是高等級的螺栓，在八級以上，這也是低碳合金鋼在經過熱處理以后的部件，也就是我們所說的高強度螺栓，而其余的也就是所說的普通螺栓。所應用的等級標記可以由數(shù)字或者是代號來組成，應用標記代號時如果前面有數(shù)字，它的主要意思就是抗拉的強度，其中也包括了抗拉強度和屈服強度的對比值。如果高強度的螺栓只是按照它的受力特性進行設計時，則可以分為兩類，一類是磨擦型，另一類是承壓型。在以往的設計當中，只是根據(jù)螺栓桿件可以承受到的最大力來確定的，但現(xiàn)如今，則是通過螺栓的規(guī)格、型號以及對它的具體要求進行規(guī)定的，所以在電力設計的標準當中，就必須嚴格按照它的塔材標準以及它的螺栓型號進行相匹配。通過在輸電線路的規(guī)定設計要求當中我們也可以看到，在應用鋼材材質時必須要按照它的結構形式、厚度、連接的方法以及環(huán)境溫度的要求下進行選擇，這對于達到設計標準起到了非常重要的作用。此外，在規(guī)定標準當中還需確定螺母在進行熱浸鍍鋅前應做好退火處理，所以，在執(zhí)行螺栓和螺母的要求標準時一般分為兩種，一種就是按照國際標準要求，而另一種就是按照電力行業(yè)的要求來進行設計。但在電力行業(yè)要求當中我們也可以看到，它比國際標準提高了一項退火處理的措施，也有著一定的重要性。我們在試驗退火去應力拉伸當中可以看到，如果發(fā)生斷裂，此時就會出現(xiàn)斷面的收縮或者是延伸的問題，也就會出現(xiàn)屈服的現(xiàn)象。如果是沒有經過退火處理的產品，一旦出現(xiàn)很大載荷時就會發(fā)生脆斷現(xiàn)象，而不會產生屈服的現(xiàn)象。由此可以看出，退火處理在承受載荷時則會產生屈服，在強度方面雖然會降低，但提高了它的韌性，因此，螺栓退火去應力是非常關鍵的一個環(huán)節(jié)。

5結語

總之，在鋼結構當中的一個重要連接件就是螺栓，并且會大量的應用在輸電線鐵塔當中。地腳螺栓就是應用在連接基礎和輸電線路鐵塔當中最為重要的一個環(huán)節(jié)，它的設計會影響到輸電線路是否可以運行安全，對此，具有一定的重要性。在現(xiàn)階段，我們在設計地腳螺栓的方法時，一般是通過相應的技術規(guī)定來計算的，但沒有考慮到會對地腳螺栓產生什么樣的影響強度，所以在日后的設計地腳螺栓時還需要我們進一步來研究。

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