【精彩论文】采空塌陷区输电杆塔基础变形率限值研究

观点凝练

摘要：采空区地表塌陷会引起输电杆塔基础发生滑动、沉降等变形，严重时甚至会造成杆塔倒塌破坏。为研究采空塌陷区输电杆塔的破坏规律，分析了某500 kV线路在不同基础变形条件下的杆塔倾斜率、基础变形率。研究发现：基础变形率相比杆塔倾斜率能够更好地判断采空区输电杆塔的状态；杆塔的基础变形率限值在不均匀沉降下为0.5%，水平相对变形下杆塔轻微破坏为1.0%，严重破坏为2.0%。研究结果为采空区输电杆塔抗基础变形的承载力设计及杆塔安全状态监测与评估提供了重要参考。
结论：本文以西南地区某典型耐张段中多个T字型直线塔以及干字型转角塔为研究对象，以输电杆塔出现基础不均匀沉降和基础水平相对移动为研究工况，对输电杆塔发生破坏时的杆塔倾斜率以及基础变形率进行了分析，得出了以下结论。

（1）在基础沉降变形作用下不同塔型杆塔的主要受力区域均为塔腿部位。基础不均匀沉降工况下，主材往往会先于斜材发生破坏；其中，单支座沉降变形最不利，与最大沉降变形支座相邻的支座处主材最先屈服破坏，且主材先于斜材发生破坏。

（2）基础水平相对变形带来的根开变化对杆塔塔腿部位的斜材有显著影响，塔腿横隔下方的斜材往往先于杆塔主材发生破坏；其中，单支座双向变形最不利，单支座压缩变形下，该变形支座处主材最先屈服破坏；单支座拉伸变形下，该支座沿变形方向的相邻支座处的主材最先发生屈服；双支座及三支座变形工况下，发生位移的支座及对角支座处的主材最先屈服破坏。

（3）双支座沉降变形、三支座沉降变形作用下输电杆塔发生轻微破坏、严重破坏时的杆塔倾斜率α大于2%；而其他基础变形作用下输电杆塔发生破坏时的α明显小于1%，此时输电杆塔结构已经出现严重的破坏，表明使用α来判断采空区杆塔状态是偏于不安全的。

（4）单支座沉降变形工况下杆塔轻微破坏、严重破坏时的δ均大于0.6%，基础水平相对变形工况下的δ均大于1.4%，明显高于现有规范的基础倾斜率限值[δ]=0.5%，可见采用后者判断采空塌陷区地表变形下的杆塔受力状态过于保守。

（5）基础不均匀沉降工况下的基础变形率限值δ_lim可取0.5%；基础水平相对变形工况下杆塔轻微破坏的δ_lim为1.0%，严重破坏的δ_lim为2.0%。通过对杆塔基础变形率进行监测，可以有效评估采空区输电杆塔结构的受力状态，确保输电线路的安全运行。

（6）本文关于基础变形限值的结论是基于特定的±500 kV输电杆塔分析得到的，对于其他电压等级的杆塔，可作为相应的参考。

引文信息

于虹, 李昊, 康彪, 等. 采空塌陷区输电杆塔基础变形率限值研究[J]. 中国电力, 2022, 55(12): 124-134.YU Hong, LI Hao, KANG Biao, et al. Study on the threshold for deformation rate of transmission tower foundation in goaf subsidence area[J]. Electric Power, 2022, 55(12): 124-134.

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编辑：于静茹

校对：王文诗

审核：方彤

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