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时间:2018-08-09
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1、高压铁塔论文:路面施工对高压铁塔的启示 本文作者:陈磊邬洪波张其浪高压铁塔论文:路面施工对高压铁塔的启示 本文作者:陈磊邬洪波张其浪工作单位:交通运输部公路科学研究院 模拟桥梁桩基与高压铁塔基础距离不同时,对既有高压铁塔基础的影响。分析模拟结果中的沉降和水平侧移,同时考虑水的渗流和长期沉降等系数进行修正。本次模拟只考虑施工期的变形,使用Midas/GTS软件进行模拟。基本资料地质资料选用如表1所示,分为5层土,最下基岩为花岗岩。模拟工况根据设计资料,模拟具有承台的双桩,桩径,桩长52m。模拟桥梁基础在电塔一侧时,桥梁桩基施工引起的电塔基础沉降变形规律,桥梁桩基及电塔点位如
2、图1所示。主要研究电塔沉降随电塔与桩基距离变化趋势。采用三维模型,单元采用八面体,通过二维单元延伸获得。本文不考虑电塔对地基影响,只将电塔重量作为垂直荷载施加至地面。根据电力院提供的电塔数据,电塔重量分配至每个支撑脚,受力为1500kN,水平方向抗力250kN。模型如图2所示。 桥梁桩基用7个步骤开挖完成。(1)高压铁塔桩基沉降模拟结果如图3~图5所示。高压线塔各点位基础沉降值如表2所示。将表2中数据绘制成高压线各点沉降差塔随线塔与桥梁桩基距离的关系图,如图6所示。其中纵坐标为沉降差,横坐标为铁塔与桩基距离。(2)高压线塔侧向位移模拟结果如图7~图10所示。桩基与铁塔基础净距
3、5m时,铁塔桩基水平位移桩基与铁塔基础净距为时,铁塔桩基水平位移达到了,在地表处最大,而且铁塔基础在高速公路走向一侧位移相对较大。桩基与铁塔基础净距为10m时,铁塔桩基水平位移达到,最大位移在地表下20m处,而且铁塔基础在高速走向一侧位移相对较大。桩基与铁塔基础净距为15m时,铁塔桩基位移为,最大位移在地表下20m处,而且铁塔基础在高速公路走向一侧位移相对较大。将侧向位移随桥梁桩基与铁塔基础距离之间的关系绘制成变化图,如图11所示。其中纵坐标代表侧向位移,横坐标代表桥梁桩基与高压电塔之间的距离。 结果分析(1)沉降结果分析铁塔两基础间的间距离是,按照倾斜度不超过%的控制标准,
4、铁塔沉降差应控制在以内。按照控制标准,结合图8,对应的位置是处。由于此时的距离是桩基中心距,换算成净距需减去两桩基半径,则两基础间净距为:--=。(2)侧向位移结果分析在标准控制位置处,铁塔桩基处土体的最大侧向位移是,见图11。由于铁塔桩基的隔蔽作用,土体移动表现为绕流移动,所以实际位移要小,对桩身的弯矩作用不明显。本文认为可以忽略其影响。(3)结果修正考虑渗流影响参数K1。根据何世秀等将基坑开挖产生的应力场与渗流场叠加,得出结论:考虑降水影响与不考虑降水影响,其值相差10mm左右,且同实际相接近。由于沉降值为30mm左右,所以渗流影响在30%左右,故本项目采用30%的影响。图
5、12为考虑渗流后沉降差随高压线塔与桥梁基础距离变化图。其中纵坐标代表侧向位移,横坐标代表桥梁桩基与高压电塔之间的距离。图12考虑渗流后沉降差随铁塔与桥梁基础距离变化图考虑长期沉降参数K2。本项目桩体属于长桩,端部为微风化岩。参照《建筑地基基础设计规范》(JGJ7-89)沉降计算经验系数,取长期沉降影响系数为。考虑施工安全性参数K3。考虑到铁塔本身的重要性,按照《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)结构设计安全等级规定,一级结构取结构重要性系数。考虑到桥梁桩基施工的不安全因素,结合其他工程经验,安全系数取为。只考虑渗流K1:L==考虑长期沉降K2:L=×=考虑施工安全
6、性系数K3:L=×=结论按照《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008),桩最小中心距为,按照《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007),嵌岩桩最小中心距为。由于铁塔桩基荷载较大,又地处软土地区,变形敏感性高,所以本文确定的安全距离大于规范规定。桩基施工相对于隧道、基坑工程来说,工程规模较小,桩孔尺寸较小,对周围的影响也较小。结合文献调研情况,隧道对既有桩基的影响范围在1倍洞径与2倍洞径之间,基坑在附近,均比本文结论要大,符合工程规律。根据本文模拟及修正结果,当高速公路桥梁桩基桩径,桩长52m时,桥梁桩基与铁塔基础间安全距离如表3所示。根据数值模拟结果,参考图12
7、,当桥梁桩基与铁塔基础距离12m时,沉降差小于2cm并逐渐趋于稳定。结合国内研究现状,根据铁塔所在区域地质资料,提出桥梁桩基与铁塔基础净距评判标准,如表3所示。根据表3所示评判及对策,设计单位在进行高速公路线形设计时,相似的地质条件下,宜保持桥梁桩基与铁塔距离在以上。施工单位在施工过程中,可参照评判表的建议采取加固或检测措施。
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