Усиление фундамента опоры лэп
4.2. Усиление железобетонных опор и фундаментов
Железобетонные опоры из-за особенностей конструкции и специфики разрушения относятся к классу неремонтопригодных конструкций. Заниматься их усилением при таких повреждениях, как электрокоррозия в подземной части, коррозия и морозное разрушение бетона в надземной части и подземной части, коррозия арматуры, вряд ли целесообразно, Предлагавшиеся ранее методы устройства железобетонных обойм при местных повреждениях, например выколах, не нашли распространения. Опоры с установленными на них обоймами неэстетичны. Процесс изготовления обоймы трудоемок.
При наличии трещин в опорах ранее действовавшими инструкциями рекомендовалось их заделывать полимерцементными растворами. Считалось, что, заделав трещину снаружи, можно предотвратить попадание в нее влаги и газов и тем самым предотвратить коррозию арматуры. Для того чтобы заделка была качественной и глубокой, предлагалось кромки трещины разделывать. Хотя предлагавшийся метод и не сложен, практического распространения он не получил. Опытное его применение показало, что глубоко заделать трещину в опорах не удается, цементный или полимерцементный раствор постепенно отслаивается, трещины продолжают развиваться, так как причины их возникновения не ликвидированы. Заделывая трещины в центрифугированных опорах, можно ограничить доступ к арматуре влаги только с наружной стороны, но преградить поступление ее изнутри опор нельзя. Поэтому зачеканка трещин была признана неэффективной, тем более, что она не способствует повышению прочности опор. С целью обеспечения монолитности опор в зоне продольных трещин лучше их не зачеканивать, а ставить хомуты, заливая пространство между ними и опорой эпоксидной смолой с цементом. Установка одних хомутов без омоноличивания неэффективна, так как иначе на сдвигающие усилия хомуты работать не могут.
Железобетонные фундаменты всех типов и назначений при наиболее часто встречающихся видах повреждений также следует отнести к неремонтируемым. Откапывать их на большую глубину, как это может потребоваться, нельзя, объемы бетонных работ большие. При развитии в этих фундаментах опасных коррозионных разрушений их следует заменять.
Усиливать целесообразно только бетонные ступенчатые фундаменты опор гибких поперечин. Замена их стоит дороже, чем усиление. Наибольшие разрушения в этих фундаментах чаще всего происходят в призматической части. Именно здесь в первую очередь выходят из строя анкерные болты при электрокоррозии. В зоне попеременного замораживания и оттаивания наиболее интенсивно разрушается бетон. Усилить эти фундаменты можно железобетонной обоймой (рис. 4.3). Перед устройством обоймы разрушившийся бетон следует удалить, а анкерные болты очистить от слоистой ржавчины. Если сечение болтов снизилось более допустимых пределов, их следует усилить, приваривая стержневую арматуру, или заменить полностью. Но при этом нужно иметь в виду, что заделка анкерных болтов в ступенчатой части фундаментов должна быть не менее чем на 25-30 диаметров. Если это сделать трудно, можно в растянутой зоне поместить сетку (рис. 4.4) и вертикальные стержни сетки заделать в ступенчатой части. Площадь сечения этих стержней должна быть равна площади сечения окорродированной части анкерных болтов.
Рис. 4.3. Схема усиления ступенчатого фундамента железобетонной обоймой: 1, 2 — сварные сетки из стержней диаметром 10-12 мм; 3 — бетон марок М200-М300
Делать железобетонную обойму следует из бетона марок М200-М300, а армировать ее сварными сетками из стержневой арматуры диаметром 12-14 мм. При установке арматурного каркаса в опалубочную форму нужно следить за тем, чтобы расстояние их до опалубки было не менее 50 мм. Это будет определять нормируемую толщину защитного слоя.
Рис. 4.4. Дополнительная арматура в растянутой зоне обоймы: 1 — дополнительная арматура; 2 — шурф, заполняемый цементным раствором при установке арматуры
Усиление фундаментов должно вестись специализированными строительно-монтажными подразделениями. Бетон должен поставляться автотранспортом с бетонных заводов.
Бетонные призматические фундаменты консольных опор усиливать обоймами в верхней части тоже можно, но экономически нецелесообразно. Их лучше менять. Для замены этих фундаментов в ЛИИЖТе разработаны клиновидные фундаменты. Масса их примерно в 1,5-2 раза меньше, чем у блочных. Монтировать такие фундаменты можно обычным крановым оборудованием, а изготовлять на железобетонных заводах дорожных строительных трестов. Эти фундаменты нашли практическое применение на Рижском участке энергоснабжения. Здесь одновременно с усовершенствованием конструкции фундаментов в массовом порядке применено и изолированное подвесное соединение с ними опор. Оно позволяет легко осуществлять рихтовку опор в вертикальной плоскости как во время монтажа, так и во время эксплуатации. Прочностные свойства этого соединения проверены в лабораторных и эксплуатационных условиях. Опыт применения опор с таким соединением составляет более 10 лет. Уровень изоляции составляет 50-300 кОм. Характерно, что окраска изолирующих шайб масляными красками не приводит к снижению сопротивления.
Источник
Способ усиления опоры линии электропередачи
Владельцы патента RU 2435917:
Изобретение относится к усилению или ремонту опор линий электропередачи и может быть использовано при ремонтно-восстановительных работах на воздушных линиях электропередачи или других объектах, где используются такие опоры, для восстановления их несущей способности, пониженной от физического износа или повреждений, а также при увеличении технологических нагрузок. Технический результат: увеличение несущей способности, надежности и долговечности, сокращение сроков и снижение стоимости работ по усилению, исключение отключения линии электропередачи. Способ усиления опоры линии электропередачи включает устройство усиливающих элементов к этой опоре. Причем, ее усиливают оттяжками или подкосами, которые крепят к хомуту, расположенному выше ослабленной зоны опоры и к винтовым сваям, заглубленным в грунт, а хомут устанавливают с упругой кольцевой прокладкой между ним и опорой. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к усилению или ремонту опоры линии электропередачи и может быть использовано при ремонтно-восстановительных работах на воздушных линиях электропередач или других объектах, где используются такие опоры, для повышения их несущей способности, пониженной из-за повреждений, физического износа, а также при увеличении технологической нагрузки на опору.
В Российской Федерации эксплуатируется около миллиона опор воздушных линий электропередачи различного напряжения. Из-за значительных сроков эксплуатации происходит снижение несущей способности опор и растет на 3-5% в год количество их отказов, которые являются самыми тяжелыми из отказов элементов линий по уровню затрат на аварийно-восстановительные работы и недоотпуск электроэнергии.
Надежность эксплуатации железобетонных опор линий электропередачи согласно требованиям «Типовой инструкции по эксплуатации воздушных линий электропередачи напряжением 35-800 кВ», РД 34.20.504-94 обеспечивается путем замены опор с выявленными дефектами и нарушениями на новые по признакам, приведенным в таблице 5.1 названной инструкции. Такое техническое решение требует отключения линий и затрат денежных средств, в несколько раз превышающих стоимость самой опоры. Продолжительность выполнения работ по замене отдельной опоры на трассе составляет 15-30 дней с учетом всех необходимых технологических операций.
Другим техническим решением проблемы обеспечения надежности эксплуатации опоры линии электропередачи является восстановление ее несущей способности путем устройства усиливающей обоймы, которая компенсирует это снижение, позволяет производить аварийно-восстановительные работы без отключения линии и снижения затрат денежных средств в 2-3 раза по сравнению с заменой дефектной опоры. Это техническое решение приведено в патенте №2 371 560 RU, «Способ восстановления несущей способности центрифугированной опоры линии электропередачи» и принято в качестве прототипа предлагаемого изобретения.
Этот известный способ восстановления несущей способности опоры линии электропередачи по патенту №2 371 560 RU также имеет ряд недостатков, а именно:
— Необходимость доставки к ремонтируемой опоре инвентарной оснастки, комплекта средств малой механизации, сухой ремонтно-строительной смеси весом 3-5 тонн, арматуры и др.
— Невозможность выполнения работ при отрицательных температурах, осадках и других неблагоприятных погодных условиях;
— Продолжительность ремонтно-восстановительных работ составляет 3-5 дней, включая монтаж оснастки и арматуры, бетонирование усиливающей обоймы, уход за бетоном, что требует нахождения на объекте бригады из 3-5 человек;
— Невозможность выполнения работ в условиях болотистой, труднодоступной местности по условиям доставки к месту работ строительных материалов, оснастки и др.;
— Усиление опоры путем устройства несущей обоймы нецелесообразно для восстановления, например, аварийной опоры на непродолжительный период до реконструкции или капитального ремонта линии.
Цель настоящего изобретения — устранение недостатков известного способа путем исключения «мокрых процессов», снижения веса усиливающих конструкций в 10 раз, снижения стоимости и сроков усиления опоры в 2-3 раза, обеспечения выполнения работ при любых погодных условиях и в болотистой, труднодоступной местности.
Указанная цель достигается тем, что путем изменения расчетной схемы заделки опоры в грунте уменьшают величину расчетного изгибающего момента в этой зоне, определяющего несущую способность опоры.
Эта техническая задача решается устройством оттяжек или подкосов, которые крепят к опоре выше ослабленной зоны при помощи хомута с упругой кольцевой прокладкой между ним и опорой, а другие концы этих оттяжек или подкосов закрепляют к стволам винтовых свай.
Предложенный способ усиления опоры линии электропередачи позволяет:
— Сократить вес конструктивных элементов для усиления до 300-500 кг, что позволит доставлять их к месту усиления опоры при помощи специальных транспортных средств, например болотоходов, вертолетов и др.;
— Производить усиление в любое время года, при любой погоде и в любой, даже заболоченной местности за счет исключения «мокрых процессов»;
— Сократить срок усиления до одного дня, исключив проживание ремонтного персонала на месте производства работ;
— Производить работы без применения средств малой механизации силами ремонтной бригады из 3-4 человек предприятия по обслуживанию электрических сетей;
— Производить работы без отключения линии, так как согласно результатам обследований, практически все дефекты, снижающие несущую способность опор, располагаются в нижней их части, на высоте до 5-6 метров, в зоне максимальных усилий, температурных и механических воздействий. Поэтому монтаж хомута и закрепления к нему оттяжек или подкосов производят вне зоны опасного воздействия электрического поля;
— Монтаж и демонтаж конструкций усиления может производиться при необходимости усиления аварийных опор для их эксплуатации в течение непродолжительного времени, например, до реконструкции или капитального ремонта линии электропередачи.
Заявленный технический результат достигается тем, что за счет устройства дополнительной опорной части выше ослабленной зоны опоры линии электропередачи снижается величина изгибающего момента на уровне заделки опоры в грунте до 50-60%. Это компенсирует потери несущей способности опоры из-за снижения напряжения в предварительно напряженной арматуре и физического износа бетона в нижней части, которые, по результатам исследований достигают 20%, и обеспечивает дополнительный запас прочности. Расчетные усилия в опоре выше уровня закрепления хомута воспринимаются ее неослабленной частью и соответствуют проектным. Горизонтальные усилия в опоре на уровне закрепления хомута передаются при помощи оттяжек или подкосов на анкерные винтовые сваи. Динамические воздействия на грунтовые сваи при этом снижаются за счет демпфирования их упругой кольцевой прокладкой между хомутом и опорой.
При недостаточной несущей способности нижней части усиливаемой опоры, например, при увеличении технологической нагрузки на нее предусматривается заполнение внутренней полости мелкозернистым бетоном на необходимую высоту. Расчетный срок безопасной эксплуатации усиленной опоры составляет 50 лет и определяется гарантированными заводскими сроками эксплуатации винтовых свай с термодиффузионным цинковым покрытием, равным 70-100 годам.
Количество усиливающих элементов и, соответственно, винтовых свай может быть сокращено при необходимости производства работ по усилению опор линии электропередачи в стесненных условиях за счет замены оттяжек на подкосы.
Предложенный способ усиления опоры линии электропередачи поясняется чертежом, где изображены:
— На фигуре 1, общий вид усиливаемой опоры;
— На фигуре 2, разрез по 1-1.
На чертежах показаны элементы усиления опоры для описания технологии производства работ:
1. Усиливаемая опора;
3. Упругая кольцевая прокладка;
4. Винтовая свая;
5. Оттяжка (подкос);
6. Штуцер для заполнения бетоном внутренней полости опоры;
7. Отверстие для контроля уровня бетонирования;
8. Бетонное заполнение внутренней полости опоры.
Усиление опоры 1 начинают с монтажа хомута 2 с упругой кольцевой прокладкой 3 между хомутом и опорой. При этом хомут 2 располагают выше ослабленной части опоры 1. Затем производят завинчивание винтовых свай 4 и монтаж оттяжек или распорок 5, которые крепят, используя стандартные детали для натяжения, к хомуту 2, с одной стороны, и к оголовкам винтовых свай 4, с другой стороны. При необходимости повышения несущей способности нижней части опоры 1, над поверхностью грунта в ней выполняют отверстие и устанавливают штуцер 6 для нагнетания твердеющего материала, например, мелкозернистого бетона во внутреннюю полость опоры. В верхнем уровне расчетного усиления опоры выполняют контрольное отверстие 7. Заполнение внутренней полости опоры производят бетоном 8 на необходимую высоту при помощи передвижного бетононасоса через штуцер 6.
Применение предложенного способа усиления опоры линии электропередачи на электросетевых объектах Российской Федерации позволит получить следующий положительный эффект:
— снизить стоимость и трудоемкость работ по усилению в 2-3 раза по сравнению с известными способами;
— сократить срок усиления до одного дня;
— производить работы без отключения линии;
— производить работы при любых погодных условиях, при любых условиях производства на трассе силами ремонтной бригады предприятия электросети или региональной ремонтной организации;
— обеспечить расчетный срок безопасной эксплуатации усиленной опоры не менее 50 лет, исходя из гарантированной заводской продолжительности эксплуатации винтовых свай с термодиффузионным цинковым покрытием, равным 70-100 годам.
1. Способ усиления опоры линии электропередачи, включающий устройство усиливающих элементов к этой опоре, отличающийся тем, что, с целью увеличения надежности, несущей способности, долговечности и сокращения стоимости и сроков выполнения работ, ее усиливают оттяжками или подкосами, которые крепят к хомуту, расположенному выше ослабленной зоны опоры, и к винтовым сваям, заглубленным в грунт, а хомут устанавливают с упругой кольцевой прокладкой между ним и опорой.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью исключения отключения линии, хомут для крепления оттяжек или подкосов крепят на опоре вне зоны опасного воздействия электрического поля.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для повышения несущей способности ослабленной части опоры ее внутреннюю полость заполняют твердеющим материалом, например мелкозернистым бетоном.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что усиление опоры производят в условиях заболоченной, труднодоступной местности без применения сложных технических устройств и механизмов силами ремонтной бригады предприятия электросети.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что усиление аварийной опоры производят на ограниченный срок для обеспечения надежной эксплуатации линии электропередачи до реконструкции или капитального ремонта с последующим демонтажем усиливающих элементов.
Источник