[发明专利]用于混凝土扩展基础基底反力分布测量的装置及制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑结构输电线路混凝土扩展基础设计领域，具体涉及一种用于混凝土扩展基础基底反力分布测量的装置及制作方法。

背景技术

随着特高压电网建设步伐的加快，输电线路铁塔的基础作用力也将大大增加。目前，混凝土扩展基础仍是输电线铁塔的主要形式之一。在设计混凝土扩展基础时，都是严格遵守现行国家行业标准《架空输电线路基础设计技术规程》(DL/T 5219-2014)中台阶宽高比不超过2.5的要求。为了满足该规范的这条要求，必需加大底板台阶的高度，这将导致基础混凝土的用量大大增加，且不能采用大于1/6基础宽度的偏心距以节减更多混凝土量，造成巨大的浪费。通常情况下，特高压输电线路建设中，基础造价占总体投资的16％～20％，因此基础的优化设计对于节省工期与造价起着重要作用。

从以上分析可知，降低基础台阶的高度，一定程度上能减少地基土的开挖深度，从经济的角度来说可以大幅度减少造价，并且可以加快工期；但是，另一方面也带来了一个问题：降低基础台阶的高度，混凝土扩展基础的台阶宽高比就会超过规范限制。而且目前在使用混凝土扩展基础的时候，由于下压力越来越大，以及部分地质情况地基承载力低，基础底板面积往往需要增大。实际上，混凝土扩展基础宽高比不超过2.5的限值是基于基础底部应力平截面分布假定的需求出发的。突破目前规范中对混凝土扩展基础台阶宽高比限制的要求，针对由此带来的混凝土扩展基础底板非线性变形、底部应力分布不均、截面应力分布复杂化的问题研究，进行宽高比大于2.5时混凝土扩展基础分析理论及设计方法的系统研究，进而开展工程示范和推广应用，具有重要的理论意义、经济意义和工程使用价值。因此，目前大宽高比的混凝土扩展基础已经成为迫切需要的对象，也是规范中待解决的一个问题。

出于以上需求，需要对台阶宽高比超过2.5的混凝土扩展基础的基底反力分布情况进行试验研究，以更好地认识这一类基础的受力特性与基底反力分布规律，为这一类基础的截面设计做好准备。对于这一类基础而言，室内缩尺试验能制作更多试件，变化更多参数，因此往往需要做室内缩尺试验；但是和室外足尺试验不同，室内没有现成的天然地基土作为试验加载的持力层，制作大型混凝土土槽的制作时间过长，占地过大，更换土不方便，也不利于大型反力装置的配套安装。

发明内容

本发明的目的即在于克服现有技术不足，目的在于提供一种用于混凝土扩展基础基底反力分布测量的装置及制作方法，解决对混凝土扩展基础做室内缩尺试验时，制作大型混凝土土槽的制作时间过长，占地过大，更换土不方便，也不利于大型反力装置的配套安装等问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于混凝土扩展基础基底反力分布测量的装置，包括土箱侧面支撑、土箱底面支撑、土箱侧板和土箱底板，所述土箱底板四个端面上均设有土箱侧板形成一个槽型结构，所述槽型结构内填充有地基土作为持力层，所述土箱底板设有要用于抵抗土重力对土箱底板产生的弯矩的土箱底面支撑，所述土箱侧板设有主要用于抵抗土箱内部土的侧压力的土箱侧面支撑，该装置的其中一个土箱侧板上开有用于卸出和装填土箱内的地基土的卸土孔。

本发明一种用于混凝土扩展基础基底反力分布测量的装置，按照各组成部分的机理与功能共同工作，彼此互相影响，可有效地用于混凝土扩展基础基底反力分布的测量，可以通过土箱整体框架支撑实现试验加载过程中土箱受力和变形的有效控制，同时通过卸土孔可以较便捷地装卸土箱内的地基土。

进一步的，所述土箱侧面支撑由竖向槽钢件和水平角钢件组合而成，水平角钢件焊接在竖向槽钢件侧壁，土箱侧面支撑主要用于抵抗土箱内部土的侧压力，抑制土向外扩散的趋势。

进一步的，所述土箱底面支撑由横向槽钢件和中间角钢件组合而成，中间角钢件焊接在横向槽钢件侧壁，土箱底面支撑主要用于抵抗土重力对土箱底板产生的弯矩，防止土箱底板受弯变形过大或应力过大，阻碍正常加载。

进一步的，所述卸土孔上设有用于观察土箱内土的受力工作状态的关闭门。所述关闭门上设有钢化玻璃观察口。

进一步的，所述土箱侧板上端面设有用于搬运测量装置的吊环。

进一步的，所述横向槽钢件端头焊接有支撑连接板，所述支撑连接板贴在土箱侧板上，所述横向槽钢件端头与竖向槽钢件端部对应设置；所述支撑连接板、土箱侧板及竖向槽钢件的端部通过插入螺栓固定连接。

进一步的，所述土箱侧面支撑包括竖向槽钢件；所述土箱底面支撑包括：横向槽钢件，所述横向槽钢件端头与竖向槽钢件端部对应设置；所述支撑连接板、土箱侧板及竖向槽钢件的端部通过插入螺栓固定连接。