高寒地區(qū)高壓輸電桿塔熱樁基礎研究.pdf

1、±500kV呼倫貝爾～遼寧直流送電線路工程通過多年凍土地區(qū)。目前我國尚未系統地開展凍土地區(qū)桿塔基礎承載力與保持凍土凍結狀態(tài)相結合的試驗和計算研究,因此研究適合于凍土地區(qū)的桿塔基礎型式及設計方法是該工程能夠安全運營的關鍵問題,具有重要的理論意義和工程實用意義。本工程采用新型熱樁基礎。該基礎是在熱棒外圍澆筑混凝土,既能承受上部荷載,又能使凍土保持凍結狀態(tài)。本文主要研究內容:首先利用大型有限元軟件ANSYS的熱分析和力學模塊建立熱樁基礎模型,

2、考慮全球變暖的條件下,計算熱樁基礎和普通樁基礎的溫度場分布,結果對比得到,前者使凍土上限提高0.5m,內部溫度在相應位置降低2℃,證明在多年凍土地區(qū)熱樁基礎對冷卻地基有顯著作用。十年期限內熱樁基礎溫度場計算結果表明:使用年限越久,熱棒對保持多年凍土凍結狀態(tài)的作用越明顯。隨著熱棒的面積比和長度增加,熱棒冷卻地基效果越好,熱棒間距在4m時效果最佳,增大或減小間距工作效率均降低。依據以上結果確定了熱棒合理設計參數。根據溫度場的計算結果對土體分

3、層,得到凍結、融化狀態(tài)時不同溫度下土體的力學參數。其次,進行凍、融狀態(tài),拉、壓交變荷載+水平荷載作用下的熱樁承載力數值計算。當活動層全部融化時樁頂水平位移大于豎向位移兩個數量級,此時,水平荷載是桿塔基礎設計的控制荷載。荷載作用下普通樁基礎的水平位移是熱樁基礎的3倍,表明熱樁基礎具有極強的嵌固力。隨著熱樁基礎的樁徑和樁長增加,其承載力提高,樁身彈性模量對熱樁承載力影響很小。最終,為該工程取得了合理的設計參數。以上工作將對多年凍土地區(qū)熱樁基