[发明专利]一种输电杆基础的倾覆稳定校验方法及系统

说明书

本发明公开了一种输电杆基础的倾覆稳定校验方法及系统，适用于对开挖回填类基础的直柱台阶式基础或直柱板式基础的计算，所述方法包括：确定输电杆基础一侧上拔土体的倾覆角；基于所述倾覆角，确定输电杆基础底板以上的土体自重；确定所述输电杆基础底板以上的土体自重与输电杆基础自重之和；根据作用于基础上的外荷载计算力的平衡，确定是否满足倾覆稳定要求。本发明在倾覆稳定计算时，考虑基础正上方土体和基础一侧上拔的土体之和，基础在进入倾覆滑移状态时，基础的一侧土体参与倾覆稳定校验，利用该部分土重抵消一部分倾覆力矩，减少基础外荷载对基础本身的倾覆影响。

技术领域

本发明涉及架空输电线路杆塔基础设计技术领域，尤其涉及一种输电杆基础的倾覆稳定校验方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

目前，我国架空输电线路杆塔基础设计领域，220kV以下电压等级的钢管杆(单杆)基础通常采用开挖类直柱台阶式和板式基础。而该类基础型式，均涉及基础自身由于外荷载作用而产生的倾覆问题。单杆基础的倾覆稳定校验方法，到目前为止在国家杆塔基础设计标准中仍为空白，而行业内采用的传统计算方法有待进一步完善。

发明人发现，在实现本发明的过程中，现有技术至少存在以下问题：

(1)开挖回填类基础倾覆稳定校验水平力产生的弯矩时，力矩取值不合理；单杆基础在计算水平力产生的弯矩时，力臂取基础底板对角宽度的一半来考虑。显然，所有单杆基础都采用此种方法计算是不合理的，该方法是一个笼统的计算方法，没有根据具体情况考虑基础水平合力作用在不同位置而产生不同力矩的情况。

(2)单杆基础倾覆稳定校验时，基础底板上部土体取值不合理；在单杆基础的倾覆稳定校验时，设计师们多采用基础底板正上方的土体作为基础倾覆时抵抗基础失稳的条件，这样计算虽偏于安全，但在实际的基础土体受力时不具科学性，有待优化。

(3)单杆基础倾覆稳定校验在细节上考虑过于笼统、保守，采用传统的计算方法会造成施工材料在设计环节上的浪费，增加不必要的成本投入，不利于精细化设计，不符合当前社会发展的需要。

总之，架空输电线路单杆基础倾覆稳定校验时，上述缺陷是本领域工程技术人员面临的实际问题，也是现阶段迫切需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种输电杆基础的倾覆稳定校验方法及系统，在满足基础承载力要求的前提下，优化计算受力模型，最大程度的节约基础混凝土和工程成本造价。

为了实现上述目的，在一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种输电杆基础的倾覆稳定校验方法，适用于对开挖回填类基础的直柱台阶式基础或直柱板式基础的计算，所述方法包括：

确定输电杆基础一侧上拔土体的倾覆角；

基于所述倾覆角，确定输电杆基础底板以上的土体自重；

确定所述输电杆基础底板以上的土体自重与输电杆基础自重之和；

根据作用于基础上的外荷载计算力的平衡，确定是否满足倾覆稳定要求。

作为进一步地方案，通过土工试验或经验确定土体的倾覆角。

作为进一步地方案，基于所述倾覆角，确定输电杆基础底板以上的土体自重，具体为：

G_i＝γ_t{h[ab+0.5htanθ(a+b)+0.65h²tan²θ]-V_c}

其中，γ_t为土体的重度；h为基础埋深减去基础最下层台阶的高度；a、b分别为基础底板的长度和宽度；θ为土体的倾覆角；V_c为基础混凝土体积。