本實用新型涉及土木基礎(chǔ)工程,特別指一種圓臺形狀的塔基。
背景技術(shù):
隨著電網(wǎng)、通信網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展和延伸,輸電線路和通信線路在各種復(fù)雜地形中的路徑選擇變得異常復(fù)雜,特別是有部分線路不可避免地位于沙漠邊緣或穿越沙漠。沙漠地區(qū)具有獨特的氣候特征,該地區(qū)風(fēng)積沙層質(zhì)地疏松,穩(wěn)定性差,沙土容易被風(fēng)吹走,致使塔基遭受風(fēng)蝕,從而造成較大的沉降和位移。在風(fēng)力的作用下,沙粒的移動會造成基部風(fēng)蝕,桿塔被埋、導(dǎo)線對地距離不足,從而引發(fā)桿塔傾倒、線路跳閘現(xiàn)象頻發(fā),對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行及用戶的生產(chǎn)和生活造成不利影響。因此塔基的防風(fēng)固沙效果成為塔基在復(fù)雜地形中保持穩(wěn)定的關(guān)鍵。而在風(fēng)洞實驗中進行的防風(fēng)固沙試驗證明,塔基的形狀是影響塔基防風(fēng)固沙效果的關(guān)鍵。
目前,國內(nèi)外在實際工程當中使用的塔基通常是正方體和圓柱體兩種形狀。經(jīng)過風(fēng)洞實驗中的防風(fēng)固沙試驗,在沒有任何工程防護措施的情況下,正方體塔基迎風(fēng)方向的塔基前風(fēng)蝕嚴重,且風(fēng)蝕程度會隨著風(fēng)速增大而增大;圓柱體塔基迎風(fēng)方向的塔基前同樣有掏蝕,但較正方體塔基風(fēng)蝕程度輕,風(fēng)蝕程度也會隨著風(fēng)速增大而增大。風(fēng)洞實驗以及多年野外實地的情況證明,正方體和圓柱體形狀的塔基在防風(fēng)固沙效率方面,效果都不是最優(yōu),有待改進。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種圓臺形塔基,這種圓臺形塔基改進了目前塔基形狀,可滿足防風(fēng)固沙效果的要求。
本實用新型要解決的技術(shù)問題由如下結(jié)構(gòu)來實現(xiàn):一種圓臺形塔基,塔基整體形狀為正圓臺,高度為80----150cm,母線與地面夾角為30----75°。
圓臺形狀:用一個平行于圓錐底面的平面去截圓錐,底面與截面之間的部分叫做圓臺,圓臺是以直角梯形垂直于底邊的腰所在直線為旋轉(zhuǎn)軸,其余各邊旋轉(zhuǎn)而形成的曲面所圍成的幾何體。旋轉(zhuǎn)軸叫做圓臺的軸。直角梯形上、下底旋轉(zhuǎn)所成的圓面稱為圓臺的上、下底面,另一腰旋轉(zhuǎn)所成的曲面稱為圓臺的側(cè)面,側(cè)面上各個位置的直角梯形的腰稱為圓臺的母線,圓臺的軸上的梯形的腰的長度叫做圓臺的高,圓臺的高也是上、下底面間的距離.
一般說到圓臺都是指正圓臺,也就是指正圓錐截出的圓臺。
母線與地面夾角為30----75°的正圓臺,即由底角為30----75°的直角梯形,以直角梯形垂直于底邊的腰所在直線為旋轉(zhuǎn)軸,其余各邊旋轉(zhuǎn)而形成的曲面所圍成的幾何體。這種正圓臺平行于底面的截面是圓形;過軸的截面是底角為30----75°的等腰梯形。經(jīng)過多次試驗發(fā)現(xiàn)這種圓臺的防風(fēng)固沙效果為最佳。
本實用新型的優(yōu)點:圓臺形狀的塔基防風(fēng)固沙效率高,塔基周圍,尤其是在迎風(fēng)方向的塔基前,風(fēng)蝕輕微,堆積面積大,有利于塔基的穩(wěn)定。
附圖說明
圖1為本圓臺形塔基的立體圖。
圖2為本圓臺形塔基的使用狀態(tài)立體圖。
圖3為風(fēng)速9m/s時三種不同形狀塔基的基本風(fēng)蝕特征。
圖4為風(fēng)速9m/s時三種不同形狀塔基配合草方格沙障的風(fēng)蝕特征。
具體實施方式
如圖1所示,塔基整體形狀為正圓臺,高度為h,母線1與地面夾角為60°。圓臺的體積公式:
圓臺的表面積公式:
S=πr2+πR2+πRL+πrL=π(r2+R2+RL+rL)
(r-上底半徑、R-下底半徑、h-高、L-母線)
本圓臺形塔基周圍,尤其是在迎風(fēng)方向的塔基前風(fēng)蝕輕微,堆積面積大,有利于塔基的穩(wěn)定。
如圖3、圖4所示,在風(fēng)洞實驗中,分別對正方體形塔基、圓柱體形塔基、圓臺形塔基做了風(fēng)蝕實驗,對比其基本風(fēng)蝕特征。
通過對實驗結(jié)果,分析發(fā)現(xiàn)圓臺形塔基在迎風(fēng)方向的塔基前風(fēng)蝕程度比常用的正方體形塔基和圓柱體形塔基輕微的多,特別是搭配了方格沙障的工程防護措施,塔基前的風(fēng)蝕程度非常輕微。所以說,在防風(fēng)固沙效率方面,圓臺形塔基是更好的選擇。