仿生电力塔桩.pdf

本发明公开一种仿生电力塔桩，它包括钢筋混凝土柱体，钢筋混凝土柱体外覆盖一层橡胶管体。钢筋混凝土柱体的轴线是曲线。由于电力塔的钢筋混凝土柱体外套有橡胶管体，电力塔基础所受风的振动传递每个塔桩时，橡胶管体像树根一样能够减震，抵消脉动风速引起的振动。使承台稳固的驻扎在地面，避免裂纹的出现。本发明的仿生电力塔桩能够维护电力塔的基础，并延长电力塔的寿命。

1.  仿生电力塔桩，它包括钢筋混凝土柱体(101)；其特征在于：所述的钢筋混凝土柱体(101)外覆盖一层橡胶管体(102)。

2.  如权利要求1所述的仿生电力塔桩，其特征在于：所述的钢筋混凝土柱体(101)的轴线是曲线。

3.  如权利要求1所述的仿生电力塔桩，其特征在于：所述的橡胶管体(102)壁厚10-20mm；所述的钢筋混凝土柱体(101)直径为50-100mm。

仿生电力塔桩
技术领域
本发明涉及一种通过混凝土结构体将打入地基中的多个桩体，具体涉及一种仿生电力塔桩。
背景技术
作为支撑铁塔主桩柱的基础构造，在支撑层相对较深的情况下，如图1所示，在地基中打入多个口径相对较小的桩体50后，利用钢筋混凝土制成连接这些桩体50顶部的基脚51，将该基脚51与铁塔的主桩柱52连接的方式是普遍使用的(参照下述专利文献1等)。
并且，对于上述基脚51和主桩柱52的固定构造，大致区分的话，存在螺栓固定方式、锚部件固定方式、支承板固定方式等方式。螺栓固定方式如图1所示，是利用多根地脚螺栓54固定设在主桩柱52底面上的基板53的方式，上述锚部件固定方式如图2(A)~(C)所示，是通过焊接等将安装板56固定设置在埋设在基脚51上的主桩柱的下部周面上，将隔着该安装板56左右成对的角钢57螺栓接合的构造在周围设置多处的固定方式，上述支承板固定方式如图3所示，利用在埋设于基脚51中的主桩柱52的底面和/或外面向外方突出设置的环状等的支承板58进行固定的方式。另一方面，基脚和桩顶部的接合方式采用如下所述方式:如图4(A)所示，利用在没入基脚51内的桩顶部的外面向外方突出设置的环状等支承板59进行固定的支承板接合方式;或者如图4(B)所示，设置横贯桩顶部和基脚51的多根钢筋60并进行接合的钢筋接合方式等。
另一方面，为了实现基础构造的简化，在下述专利文件2中，提出了一种铁塔基础构造，将下端具有比桩体直径大的挖掘叶片的旋转压入钢管桩70沿倾斜方向压入设置于地底，旋转压入钢管桩70的上端连接固定在铁塔脚部71的下端部而构成，在地底沿倾斜方向设置的旋转压入钢管桩70和向上方延伸的铁塔脚部71呈直线状。
专利文件：特开平9-3882号公报。
专利文件：特开2003-166254号公报。
申请号为200580029551.X的专利提供一种铁塔的基础构造，该专利认为，在供电铁塔的基础中，如图5所示，与铁塔自重、电线自重的影响相比，更强烈地受到电线的放线张力、台风或季风等风负荷的影响。其结果是，与其他因素所产生的全部压缩负荷相比，翻转力矩变大，因此下风侧的铁塔脚部上作用有压缩负荷，而在上风侧的铁塔脚部上作用有大约相当于压缩负荷(压入力)的70%的拉拔负荷(拉拔力)。并且，由于上述压入力和拉拔力产生的力偶，作用有弯曲力矩，并且作用有水平力。因此，在支撑铁塔脚部的基础(基脚)处，如图6所示，如果在主桩柱52和基脚51的固定部上，基脚过浅，则会产生以主桩柱52的基部为中心的锥状的剪切裂纹61，导致固定部的破坏。并且，如图7所示，在桩体50过于靠近基脚51的外边缘时，可能从固定部到外侧产生割裂裂纹状的剪切裂纹62，产生固定部的破坏。并且，基脚过薄时，如该图所示，会有有时产生以桩体50为中心的锥状的剪切裂纹61等问题。因此该专利提出一种铁塔的基础构造，如图8所示，是在将口径相对较小的多根桩体设置在地基中的基础构造形式中，通过使基础的小规模化成为可能，能够缩短施工时间，降低挖掘量、减少混凝土浇筑量等。将打入地基中的多根桩体1与铁塔的主桩柱2通过混凝土结构体3接合的铁塔的基础构造中，混凝土结构体3是将混凝土6浇筑入在内壁面沿上下方向具有多段沿着周方向固定设置的抗剪凸缘4的钢管5内而制成的结构体，在混凝土结构体3的下部侧接合打入所述地基中的多根桩体1的顶部，并且，在铁塔主桩柱2的下部外面上设有多段支承板7，设有该支承板7的主桩柱部分(K)埋设在混凝土结构体3中。
针对电力塔基础承台（该专利成为混凝土结构体）出现裂纹的原因，该专利认为是由于拉力引起，这样的解释并不全面。因为电力塔在建造前，其承台的承力都是经过计算的，能够抵抗最大风速。而实际出现的风速并不超过设计时的最值。这种情况下承台仍出现裂纹，就不能够认为仅仅是有风速引起的拉力造成了裂纹。引起裂纹的原因是由于风，也就是空气的流动。由于空气流动的边界条件复杂，风其实都不是均匀流动的，而是以时快时慢的形式流动，具体表现出风速是脉动的。而记录和观察的风速是瞬间风速或平均风速，只有连续观察风速表或者观看自动风速仪的记录，才能发现风都是脉动的，这当然是在风向一致前提下的脉动，也就是施加在电线和电力塔上的力在一段时间内是持续一个方向上叠加的脉动，其具体表现形式为电力塔对基础的作用力就是除拉力和压力之外，还叠加了一个振动力。由于设计的承台都能够抵抗压力和拉力，那么引起承台裂纹的力主要是振动力，而该专利仅仅解决了压力和拉力的问题，没有解决振动力的问题。
发明内容
为了解决脉动风速对电线和电力塔的作用力而使电力塔脚震动出现裂纹的技术问题，本发明提供一种仿生电力塔桩。
本发明的技术方案如下：
一种仿生电力塔桩，它包括钢筋混凝土柱体，钢筋混凝土柱体外覆盖一层橡胶管体。钢筋混凝土柱体的轴线是曲线。其中，橡胶管体壁厚10-20mm；橡胶管体内的钢筋混凝土柱体直径为50-100mm。
由于电力塔的钢筋混凝土柱体外套有橡胶管体，橡胶管体能够减震，减弱脉动风力产生的振动，而铺设在电力塔的承台下方的各个方向的弯曲的电力塔桩，就像大树的根系一般，在脉动风速的作用下，使承台在各个方向受力均匀，抵消掉脉动风力产生的振动，而稳固的驻扎在地面，避免裂纹的出现。本发明的仿生电力塔桩能够维护电力塔的基础，并延长电力塔的寿命。
附图说明
图1表示现有的铁塔的基础构造，(A)是纵向截面图，(B)是横向截面图；
图2是表示主桩柱52的锚部件固定方式，(A)是基脚纵向截面图，(B)是锚部件的俯视图，(C)是锚部件的侧视图；
图3表示主桩柱52的支承板固定方式，(A)是纵向截面图，(B)是横向截面图；
图4 (A)是表示桩体50的支承板固定方式的图，(B)是表示钢筋固定方式的图；
图5是风负荷对铁塔基础产生的外力作用的状态图；
图6是表示基脚的破坏方式(其一)的图；
图7是表示基脚的破坏方式(其二)的图；
图8表示专利200580029551.X第一实施例的铁塔的基础构造，(A)是纵向截面图，(B)是横向截面图；
图9为本发明的结构示意图。
图10为施工建造示意图。
具体实施方式
一种仿生电力塔桩，如图9和图10所示，它包括钢筋混凝土柱体101，钢筋混凝土柱体101外覆盖一层橡胶管体102。
所述的钢筋混凝土柱体101的轴线是曲线，即整个仿生电力塔桩是曲线型的。
其中，橡胶管体102壁厚10-20mm；橡胶管体102内的钢筋混凝土柱体101直径为50-100mm。
本发明的仿生电力塔桩的施工方法：
①.在基坑中确定打桩位置；
②.穿管导向钻在泥土103中打出预定的曲线孔；
③.将橡胶管体102套在钢筋104上；
④.将橡胶管体102和钢筋104插入曲线孔；
⑤.将混凝土充入橡胶管体102和钢筋104之间的缝隙内；
⑥.混凝土凝固。
上述的步骤⑤中将混凝土充入橡胶管体102和钢筋104之间的缝隙内的方法有两种，其一是将膨胀混凝土充满橡胶管体102，使混凝土膨胀后填充空隙，压紧曲线孔壁；其二是将混凝土加压注入橡胶管体102，使混凝土固化后压紧曲线孔壁。
由于电力塔的钢筋混凝土柱体101外套有橡胶管体102，电力塔基础所受风的振动传递每个塔桩时，橡胶管体102能够减震，减弱脉动风力产生的振动，而铺设在电力塔的承台下方的各个方向的弯曲的电力塔桩，就像大树的根系一般，在脉动风速的作用下，使承台在各个方向受力均匀，抵消掉脉动风力产生的振动，而稳固的驻扎在地面，避免裂纹的出现。本发明的仿生电力塔桩能够维护电力塔的基础，并延长电力塔的寿命。