Трубчатые фундаменты для многогранных опор ВЛ

Page 1
background image

89

в

о

з

д

у

ш

н

ы

е

 л

и

н

и

и

воздушные линии

Трубчатые фундаменты
для многогранных опор ВЛ

  

Любовь КАЧАНОВСКАЯ,  к.т.н., заведующая НИЛКЭС

ООО «ПО «Энергожелезобетонинвест» 

Петр РОМАНОВ, к.т.н., заместитель заведующей НИЛКЭС

ООО «ПО «Энергожелезобетонинвест»

Валерий СОГЛАЕВ, комменрческий директор

ОАО «Завод Гидромонтаж»

А

ктивное

 

использование

 

металлических

 

фундаментов

 

из

 

труб

 

или

 

из

 

многогран

-

ного

 

профиля

 

в

 

нашей

 

стране

 

началось

 

в

 

начале

 2000-

х

 

годов

 

после

 

появления

 

новых

 

заводских

 

технологий

 

по

 

производству

 

ко

-

нических

 

стоек

 

из

 

листового

 

проката

С

 

учетом

 

этой

 

прогрессивной

 

технологии

 

была

 

разрабо

-

тана

 

серия

 

унифицированных

 

конструкций

 

опор

 

ВЛ

 

напряжением

 35, 110, 220, 330, 500 

кВ

 

и

 

фун

-

даментов

 

для

 

их

 

закрепления

В

 

рамках

 

этой

 

масштабной

 

работы

 

получили

 

путевку

 

в

 

жизнь

 

проекты

 

металлических

 

фундаментов

 

из

 

свай

-

оболочек

 (

рисунок

 1).

Конструктивно

 

фундамент

 

состоит

 

из

 

тру

-

бы

-

оболочки

 

с

 

приваренным

  

с

 

одной

 

стороны

 

фланцем

подкрепленным

 

ребрами

 

жесткости

Соединение

 

фланца

 

фундамента

 

с

 

фланцем

 

опоры

 

выполняется

 

при

 

помощи

 

болтов

Ство

-

лы

 

свай

 

диаметром

 

до

 1420 

мм

 

изготавливают

-

ся

 

из

 

стальных

 

электросварных

 

прямошовных

 

труб

а

 

при

 

больших

 

диаметрах

 — 

из

 

стальных

 

листов

Толщина

 

стенки

 

варьируется

 

от

 9 

до

 

20 

мм

Одной

 

из

 

разновидностей

 

фундаментов

 

это

-

го

 

типа

 

являются

 

фундаменты

трубчатая

 

часть

 

которых

 

изготовлена

 

из

 

гнутого

 

профиля

 

по

 

аналогии

 

с

 

изготовлением

 

ствола

 

опоры

 (

рисун

-

ки

 2 

и

 3). 

Результаты

 

расчетов

 

показали

что

 

при

 

одинаковой

 

толщине

 

стенки

 

прочностные

 

ха

-

рактеристики

 

таких

 

фундаментов

 

практически

 

совпадают

 

с

 

аналогичными

 

показателями

 

фун

-

даментов

выполненных

 

из

 

труб

при

 

одинако

-

вых

 

диаметрах

 

окружности

 

трубы

 

и

 

окружности

вписанной

 

в

 

поперечное

 

сечение

 

многогранного

 

профиля

Такие

 

фундаменты

 

выполняют

 

одни

 

и

 

те

 

же

 

функции

 

и

 

являются

 

взаимозаменяе

-

мыми

что

 

позволяет

 

заводам

-

изготовителям

 

в

 

конкретных

 

условиях

 

строительства

 

в

 

зависи

-

мости

 

от

 

конъюнктуры

 

рынка

 

на

 

металл

 

пред

-

ложить

 

оптимальное

 

по

 

стоимости

 

решение

 

для

 

закрепления

 

многогранных

 

опор

Кроме

 

того

положительным

 

моментом

 

использования

 

труб

 

из

 

гнутого

 

профиля

 

является

 

упрощение

 

узла

 

соединения

 

ригеля

 

с

 

телом

 

фундамента

В

 

случае

 

использования

 

круглой

 

трубы

 

прихо

-

дится

 

делать

 

сложный

 

узел

 

опирания

 

ригеля

 

на

 

сваю

Технология

 

установки

 

как

 

многогранных

так

 

и

 

трубчатых

 

фундаментов

 

одинакова

она

 

предусматривает

 

возможность

 

их

 

погружения

 

в

 

пробуренный

 

котлован

 

или

 

вибропогружения

 

(

рисунок

 4).

Рис

. 1. 

Схема

 

фундамента

 

из

 

сваи

-

оболочки

 

труб

-

чатого

 

сечения

Рис

. 2. 

Схема

 

фундамента

 

из

 

сваи

-

оболочки

 

много

-

гранного

 

сечения

Многогранная

металлическая

опора

Многогранная

металлическая

опора

Металлический

фундамент

 

из

 

сваи

-

оболочки

Металлический

многогранный

фундамент

 4 (37) 2016


Page 2
background image

90

СЕТИ РОССИИ

Использование

 

фундаментов

ствол

 

которых

 

изготовлен

 

из

 

трубы

 

или

 

из

 

многогранника

с

 

успехом

 

применен

 

при

 

строительстве

 

целого

 

ряда

 

объектов

 

ВЛ

 

110–500 

кВ

Перечислим

 

лишь

 

некоторые

 

из

 

них

:

 

ВЛ

 500 

кВ

 

ПС

  «

Красноармейская

» — 

ПС

 «

Газовая

»,

 

ВЛ

 220 

кВ

 

Печорская

 

ГРЭС

 — 

Ухта

 — 

Микунь

,

 

энергообеспечение

 

Сочинского

 

регио

-

на

 

к

 

олимпиаде

 2014 

года

 

в

 

Сочи

,

 

ряд

 

московских

 

объектов

в

 

том

 

числе

 

двухцепная

  

ВЛ

 110–220 

кВ

 

Мосфиль

-

мовская

 — 

Аминьевское

 

шоссе

.

В

 

настоящее

 

время

 

идет

 

строитель

-

ство

 

следующих

 

линий

 

с

 

использованием

 

многогранных

 

фундаментов

:

 

ВЛ

 330 

кВ

 

Ленинградская

 

АЭС

 — 

Пул

-

ковская

 — 

Южная

,

 

ВЛ

 110 

кВ

 

для

 

обеспечения

 

электро

-

снабжения

 

ПС

 110/6 

кВ

  «

Чайка

», «

Богатыровка

», 

«

Стеллера

» 

на

 

Камчатке

 

и

 

др

.

В

 

развитие

 

идеи

 

трубчатых

 

фундаментов

 

при

 

разработке

 

проекта

 

закрепления

 

опор

 

на

 

ВЛ

 500 

кВ

 

Восход

 — 

Витязь

 

разработан

испытан

 

и

 

применен

 

фундамент

нижняя

 

часть

 

трубы

 

которого

 (

диаме

-

тром

 720 

мм

снабжена

 

двумя

 

винтовыми

 

лопастя

-

ми

  (

рисунки

 5 

и

 6). 

Использование

 

специальных

 

механизмов

 

для

 

завинчивания

 

позволило

 

резко

 

увеличить

 

скорость

 

погружения

 

фундамента

при

 

этом

 

грунт

 

вокруг

 

фундамента

 

остался

 

ненару

-

шенным

что

 

существенно

 

увеличило

 

его

 

несу

-

щую

 

способность

Кроме

 

того

лопасти

выполняя

 

функцию

 

анкера

улучшают

 

работу

 

фундаментов

 

на

 

выдергивание

что

 

особенно

 

важно

 

в

 

двухсто

-

ечных

 

опорах

 

портального

 

типа

Применение

 

свай

 

с

 

лопастями

 

позволило

 

уменьшить

 

длину

 

свай

 

на

 

1–2 

метра

Проектом

 

предусмотрено

 

использова

-

ние

 

трех

 

типоразмеров

 

лопастей

 

сваи

-

оболочки

 

с

 

шириной

 120, 190, 240 

мм

которые

 

применяются

 

в

 

грунтах

 

различной

 

плотности

.

Защита

 

всех

 

фундаментных

 

конструкций

 

указан

-

ных

 

типов

 

от

 

коррозии

 

проводится

 

путем

 

нанесения

 

покрытий

 

в

 

заводских

 

условиях

Наиболее

 

долго

-

вечным

 

из

 

них

 

является

 

горячая

 

оцинковка

 

кон

-

струкции

.

Для

 

обеспечения

 

сохранности

 

защитных

 

свойств

 

покрытия

 

при

 

завинчивании

 

фундаментов

 

на

 

рас

-

стоянии

 

двух

 

метров

 

от

 

поверхности

 

земли

 

приваре

-

но

 

специальное

 

кольцо

При

 

необходимости

 

между

 

фланцем

 

и

 

кольцом

 

дополнительно

 

наносится

 

слой

 

лакокрасочного

 

покрытия

которое

 

обеспечивает

 

стойкость

 

покрытий

 

в

 

переходной

 

зоне

.

Перечисленные

 

виды

 

фундаментов

 

активно

 

при

-

меняются

начиная

 

с

 2006 

года

в

 

разных

 

климатиче

-

ских

 

районах

 

страны

Накоплен

 

опыт

 

их

 

эксплуатации

 

в

 

грунтах

 

разной

 

степени

 

коррозионной

 

активности

 

к

 

металлу

Существуют

 

случаи

 

значительного

 

по

-

вреждения

 

поверхности

 

свай

-

оболочек

 

от

 

коррозии

Вопрос

 

обеспечения

 

долговечности

 

фундаментов

а

 

значит

 

и

 

опор

 

ВЛ

 

напряжением

 110–500 

кВ

 

активно

 

обсуждался

 

на

 3-

й

 

международной

 

научно

-

практиче

-

ской

 

конференции

  «

Опоры

 

и

 

фундамен

-

ты

 

для

 «

умных

» 

сетей

инновации

 

в

 

про

-

ектировании

 

и

 

строительстве

», 

который

 

прошел

 

в

 

Санкт

-

Петербурге

 29 

июня

 — 

июля

 2016 

года

 

при

 

поддержке

 

ПАО

 

«

ФСК

 

ЕЭС

» 

и

 

Российского

 

национального

 

комитета

 «CIGRE».

Требования

 

к

 

защитным

 

покрытиям

 

фундаментов

 

очень

 

высоки

они

 

долж

-

ны

 

выстоять

 

при

 

погружении

 

конструкций

 

в

 

пробуренный

 

котлован

выдержать

 

на

-

грузки

 

вибропогружения

 

или

 

завинчива

-

ния

а

 

затем

 

обеспечить

 

защиту

 

фунда

-

мента

 

на

 50–70 

лет

 — 

прогнозируемый

 

срок

 

службы

 

многогранных

 

опор

.

Альтернативным

 

вариантом

 

обеспече

-

ния

 

долговечности

 

фундаментов

 

практи

-

чески

 

на

 

неограниченный

 

срок

 

является

 

использование

 

железобетонных

 

фунда

-

ментов

 

из

 

центрифугированных

 

предва

-

Рис

. 3. 

Процесс

 

складирования

 

фундаментов

 

из

 

свай

-

оболочек

 

многогранного

 

сечения

 

в

 

заводских

 

условиях

Рис

. 4. 

Погружение

 

фундамента

 

в

 

пробуренный

 

котлован

при

 

помощи

 

экскаватора


Page 3
background image

91

рительно

 

напряженных

 

секций

 

диаметром

 800 

мм

имеющих

 

металлический

 

фланец

 

для

 

соединения

 

с

 

опорой

 (

рисунок

 7). 

Конструкции

 

фундаментов

 

раз

-

работаны

 

и

 

испытаны

 

специалистами

 

НИЛКЭС

 

ООО

 

«

ПО

 «

Энергожелезобетонинвест

». 

Конструкция

 

внутренней

 

закладной

 

детали

 

в

 

же

-

лезобетонной

 

секции

 

позволяет

 

выполнить

 

как

 

вну

-

тренний

 (

в

 

габаритах

 

металлоформы

), 

так

 

и

 

внешний

 

фланец

 

для

 

соединения

 

с

 

опорой

Это

 

позволяет

 

ис

-

пользовать

 

цилиндрический

 

железобетонный

 

фунда

-

мент

 

как

 

под

 

многогранную

так

 

и

 

под

 

железобетонную

 

опору

В

 

связи

 

с

 

тем

что

 

центрифугированные

 

секции

 

для

 

фундаментов

 

изготавливаются

 

в

 

опалубке

 

дли

-

ной

 20 

м

имеется

 

возможность

 

выбора

 

необходимой

 

глубины

 

заделки

 

фундамента

 

для

 

обеспечения

 

за

-

делки

 

в

 

любом

 

виде

 

грунтов

 

без

 

использования

 

ри

-

гелей

В

 

типовом

 

варианте

 

размер

 

трубы

 

составляет

 

5,0 

м

; 6,7 

м

 

или

 10,0 

м

Коррозионная

 

стойкость

 

железобетонных

 

фун

-

даментов

 

подтверждена

 

многолетней

 

практикой

 

эксплуатации

 

центрифугированных

 

стоек

 

на

 

всей

 

территории

 

бывшего

 

Советского

 

Союза

 

в

 

грунтах

 

разной

 

степени

 

коррозионной

 

активности

Проблем

 

с

 

разрушением

 

фундаментной

 

части

 

опор

 

не

 

наблю

-

далось

В

 

настоящее

 

время

 

на

 

заводе

 

используется

 

бетон

 

повышенной

 

прочности

  (

марки

 

В

60). 

Он

 

обла

-

дает

 

повышенной

 

плотностью

 (

водонепроницаемость

 

более

 12) 

и

 

морозостойкостью

  (

свыше

 300). 

Это

 

значит

что

 

долговечность

 

этих

 

фундаментов

 

гаранти

-

рована

 

на

 

весь

 

срок

 

планируемой

 

эксплуатации

 

опор

 

(50–70 

лет

). 

При

 

таких

 

характеристиках

 

бетона

 

любая

 

грунтовая

 

среда

 

по

 

отношению

 

к

 

бетону

 

является

 

не

-

агрессивной

 

и

 

фундаменты

 

не

 

требуют

 

организации

 

вторичной

 

защиты

 

от

 

коррозии

 (

нанесения

 

защитных

 

покрытий

).

Опытные

 

конструкции

 

фундаментных

 

секций

 

прошли

 

испытания

 

на

 

полигоне

  «

Фирмы

 

ОРГРЭС

» 

в

 

Хотьково

Разрушение

 

конструкций

 

было

 

достигну

-

то

 

при

 160% 

расчетной

 

нагрузки

Несущая

 

способ

-

ность

 

фундаментов

 

в

 

зависимости

 

от

 

армирования

 

составляет

 

порядка

 100–120 

тм

Такие

 

значения

 

позволяют

 

использовать

 

эти

 

фундаменты

 

взамен

 

металлических

 

труб

 

диаметром

 720 

мм

 

с

 

толщиной

 

стенки

 

до

 14 

мм

.

Технология

 

сооружения

 — 

погружение

 

в

 

предва

-

рительно

 

пробуренную

 

скважину

 820 

мм

Вес

 

фун

-

даментной

 

секции

 

длиной

 5 

м

 

составляет

 

порядка

 

2,5 

тонн

Работы

 

могут

 

быть

 

выполнены

 

оборудова

-

нием

применяемым

 

для

 

сооружения

 

металлических

 

фундаментов

Технология

 

производства

 

железобетонных

 

фунда

-

ментов

 

отработана

 

на

 

Рыбинском

 

заводе

 

железобе

-

тонных

 

конструкций

входящем

 

в

 

структуру

 

ОАО

 «

ПО

 

«

Энергожелезобетонинвест

». 

Одним

 

из

 

главных

 

преимуществ

   

предлагаемых

 

конструкций

 

является

 

их

 

стоимость

которая

 

в

 2,5 

раза

 

меньше

 

стоимости

 

металлического

 

аналога

 

той

 

же

 

несущей

 

способности

.

Наличие

 

большого

 

количества

 

разработанных

 

и

 

апробированных

 

вариантов

 

закрепления

 

много

-

гранных

 

опор

 

ВЛ

 35-500 

кВ

 

позволяет

 

при

 

конкретном

 

проектировании

 

выбрать

 

оптимальную

 

конструкцию

 

с

 

учетом

 

всех

 

рассматриваемых

 

параметров

.  

Р

Рис

. 5. 

Схема

 

фундамента

 

из

 

сваи

-

оболочки

 

трубча

 

того

 

сечения

снабженного

 

винто

-

выми

 

лопастями

Рис

. 7. 

Схема

 

железобетонного

 

фундамента

 

из

 

центрифу

-

гированных

 

предварительно

 

напряженных

 

секций

 

диа

-

метром

 800 

мм

имеющего

 

металлический

 

фланец

 

для

 

соединения

 

с

 

опорой

 (

многогранной

 

или

 

железобетонной

)

Рис

. 6. 

Использование

 

трубчатых

 

фундаментов

 

с

 

винтовыми

 

лопа

-

стями

 

при

 

строительстве

 

ВЛ

 500 

кВ

 

Восход

 — 

Витязь

Многогранная

металлическая

опора

Металлический

фундамент

 

из

 

сваи

-

оболочки

с

 

лопастью

Многогранная

металлическая

опора

Центрифуги

-

рованный

ж

/

б

 

фундамент

 4 (37) 2016


Читать онлайн

Активное использование металлических фундаментов из труб или из многогранного профиля в нашей стране началось в начале 2000-х годов после появления новых заводских технологий по производству конических стоек из листового проката. С учетом этой прогрессивной технологии была разработана серия унифицированных конструкций опор ВЛ напряжением 35, 110, 220, 330, 500 кВ и фундаментов для их закрепления. В рамках этой масштабной работы получили путевку в жизнь проекты металлических фундаментов из свайоболочек.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»