[发明专利]一种基于瓣式连接键的新型输电线路用岩石锚杆基础

说明书

本发明提供一种基于瓣式连接键的新型输电线路用岩石锚杆基础，包括主柱、承台、主筋以及锚杆，主柱、承台沿竖直方向从上向下顺次设置在地面与基岩中，主柱的上部伸出地面与输电铁塔的塔腿固定连接，主柱的下部与承台的上端固定连接，主柱和承台内竖直穿设有多根主筋，承台下部设置有多根锚杆，锚杆的上端与主筋的下端均通过高性能混凝土固定在承台中，锚杆包括锚筋和其上设置的瓣式连接键，基岩中竖直设置有锚孔，锚杆通过高性能混凝土固定在锚孔中；本发明改善了岩石锚杆在灌浆材料中的锚固性能，提高岩石锚杆的抗拔承载力和抗疲劳承载力，充分发挥钢筋和岩石的力学承载性能。

技术领域

本发明属于输电设备技术领域，具体属于一种基于瓣式连接键的新型输电线路用岩石锚杆基础。

背景技术

岩石锚杆基础常用于地质条件复杂的输电铁塔线路建设中，具有极其广阔的应用前景，其作用是连接输电铁塔与地面，通常埋置于地下。岩石锚杆基础通常采用砂浆或细石混凝土等胶结材料，将锚杆锚固于钻凿成型的岩孔内，上部结构连接固定构成输电塔基础，这种基础可承受较大的上拔和水平荷载。

在实际工程中，岩石锚杆有几种常见的破坏形式，锚筋拉断、灌浆粘结界面破坏以及岩石整体剪切破坏，其中以锚筋拉断、灌浆粘结界面破坏最为常见。基于普通灌浆材料的岩石锚杆基础存在以下问题：

1.随着地质条件日趋复杂，输电线路电压等级增高，传统岩石锚杆基础形式不能较好满足目前输电铁塔的建设发展，承载能力面临挑战，尤其是在承受较大上拔荷载时，容易出现锚筋整体滑动拔出的现象，同时随着全寿命周期设计理念的推广，岩石锚杆基础的耐久性能和抗疲劳性能需要得到进一步重视。

2.由于采用过去一贯使用的工程材料，常见的锚筋拉断和灌浆粘结界面破坏形式没能得到较好的解决。传统采用的锚杆材料和灌浆材料，在力学性能方面并不占据突出优势，在一定程度上限制了岩石锚杆基础承载力的提高。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于瓣式连接键的新型输电线路用岩石锚杆基础，改善岩石锚杆在灌浆材料中的锚固性能，提高岩石锚杆的抗拔承载力和抗疲劳承载力，充分发挥钢筋和岩石的力学承载性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于瓣式连接键的新型输电线路用岩石锚杆基础，包括主柱、承台、主筋以及锚杆，主柱、承台沿竖直方向从上向下顺次设置在地面与基岩中，主柱的上部伸出地面与输电铁塔的塔腿固定连接，主柱的下部与承台的上端固定连接，主柱和承台内竖直穿设有多根主筋，承台下部设置有多根锚杆，锚杆的上端与主筋的下端均通过高性能混凝土固定在承台中，锚杆包括锚筋和其上设置的瓣式连接键，基岩中竖直设置有锚孔，锚杆通过高性能混凝土固定在锚孔中。

进一步的，所述瓣式连接键为圆心角为90°的扇形柱体，瓣式连接键沿锚杆长度方向螺旋状连续设置在锚筋外壁上，连续的瓣式连接键之间均间隔30°，两个相邻的瓣式连接键沿锚筋长度方向上的距离等于锚筋的直径。

进一步的，锚筋外壁的瓣式连接键按照螺旋线布置，所述螺旋线方程如下：

x(t)＝r*cos(t)

y(t)＝r*sin(t)

其中r为锚筋的直径，d为螺旋线的螺距，取d＝r；

令瓣式连接键的半径R＝1.4r～2.0r，得到两参考点方程为：

t₁＝2kπ

其中，t₁、t₂、t₃为螺旋线与螺旋线所在柱面的三条120°等分线的交点，瓣式连接键连接端的中点为所述交点。