摘要: 针对输电杆塔结构基础预偏进行深入探讨，得出在不同条件下基础预偏的实用计算公式和计算方法，为今后同类工程提供一定参考。
输电铁塔在组立后成为一个刚体桁架结构， 挂线后其承受的外力主要来源于两侧导、地线的 紧线后张力，两侧外力的合力方向为转角塔的内 角方向，铁塔在内角侧合力作用下会产生一定的 挠曲，即向内角侧方向倾斜〔1〕。同时由于受到转 角度数、铁塔高度、螺栓与螺栓之间的间隙、塔材 材质及加工安装误差等因素影响，塔身会产生一 定的挠度。为了改善铁塔在长期荷载作用下的受 力状态，保证铁塔在将来的运行中不向内角侧倾 斜，《110 ～ 750 kV 架空输电线路设计规范》规定: “转角塔、终端塔的基础应采取预偏措施，预偏后 的基础顶面应在同一坡面上”。
（一）自立式铁塔：直线塔因为所受的横向荷载仅有风荷载，其 作用方向带有随机性，挠度方向也具有随机性。转角及终端塔承受的主要横向荷载为导地线张 力，针对具体的铁塔而言，其方向是确定的，挠度 的方向也是确定的。设计规范规定: “设计中应 根据杆塔特点提出施工预偏要求，预偏数值单柱 杆塔不向双线侧倾斜，转角杆塔不向转角内侧倾斜，终端杆塔不向线路侧倾斜。”
1 .等长接腿转角塔的基础预偏 等长接腿转角铁塔的施工预偏一般是通过内 外侧基础柱面的预偏高差来实现的，即保证转角 塔的线路转角内侧( 受压侧) 基础柱面比转角外 侧( 受拉侧) 抬高出一个值Δh，达到铁塔向转角 外侧倾斜的目的。等长腿转角塔的基础预偏值Δh 由式( 1) 计 算:
铁塔挠度的大小与多种因素有关，如铁塔的结构、高度、荷载、线路转角度数、塔位地质条件、加工精度、安装质量及基础施工等，因此铁塔的预偏值也与这些因素有关。基础的预偏值不能一概而论，应根据工程实际情况综合分析采用合理的预偏值。
基础预偏值Δh 一般情况下按下述规定取 值: 0° ～ 10°转角时，可不设预偏值; 10° ～ 30°转角时，转角塔向转角外角方向预 偏塔高的3‰ ～ 4‰; 30° ～ 60°转角时，转角塔向转角外角方向预 偏塔高的4‰ ～ 5‰; 60° ～ 90°转角时，转角塔向转角外角方向预 偏塔高的5‰ ～ 7‰; 终端塔向门架侧预偏塔高的6‰ ～ 8‰。为了使铁塔不产生附近应力，预偏时，基础柱 顶面也应按预偏的角度倾斜，以保证塔脚板与铁 塔一致向转角外侧倾斜。因受到垂直方向位移的 影响，受压侧基础在水平方向同时也会产生微小 的位移，但数值很小( 约1 mm 左右) ，可以忽略不 计，或者通过调整塔脚板与地脚螺栓的相对位置， 即可满足施工安装的要求。
2. 全方位高低腿转角塔的基础预偏( 见图1)
图1 全方位高低腿转角塔基础预偏图
响应国家环保要求，工程建设中尽量不破坏 植被，青海地区为生态相对薄弱地区，环保尤其受 到重视。青海送电线路所经地段大部分为山区， 在工程中铁塔全面采用了全方位高低腿，通过山 区地形高低腿和加高主柱实现“零开方”。全方 位高低腿转角塔的基础预偏相对复杂一点，应首 先确定一个受拉腿作为计算的基准点，通常情况 下以较长的受拉腿为基准。当整个铁塔预偏时， 两个受压腿依照其与基准塔腿基面高差，计算出 由此产生的不同水平偏移ΔC。如果两受拉腿也 不等长，则其中一个受拉腿也要产生水平偏移，偏 移量的计算方法和受压腿相同。当铁塔塔腿不等长时，预偏的铁塔绕A 腿旋 转了一个角度α = arctan( f /H) ，由于B 腿和A 腿不在一个基面上，A、B 两腿的基面高差为ΔH，B 点相对于A 点的水平距离就发生了变化，B 点绕 A 点移动了一个距离ΔC。若B 点比A 点高，B 点 移向A 点，ΔC 为负值; 当B 点比A 点低，B 点偏 离A 点，ΔC 为正值。偏移值ΔC 有时非常大，远 远超出了设计或施工误差允许的范围，如果处理 不当，会引起铁塔安装困难，甚至无法安装。因 此，在处理高低腿的基础预偏时，不仅要提出垂直 方向的预偏值，还要计算出水平方向的位移值 ΔC。ΔC 值可利用相似三角形进行简化计算:
3. 终端塔的基础预偏( 见图2)
由于终端塔的导、地线在龙门架侧放松，张力 较小，所以龙门架侧的两条腿为受拉腿; 导、地线 在线路侧张紧，张力较大，线路侧的两条腿为受压 腿。终端塔通常还带有较大角度。一般要求铁塔沿对角线方向预偏。如果是等 长腿，可将受压腿B 腿抬高Δh，A、C 腿抬高Δh /2 即可; 如果是不等长腿，若铁塔沿B、D 腿方向绕 D 点旋转预偏时，B 点沿对角线方向偏移ΔC'。故B 腿不仅在X 轴方向发生了偏移，在Y 轴方向 也发生了等量的偏移。
图2 终端塔基础预偏图
（二）钢管杆的基础预偏( 见图3)
DL /T 5130—2001《架空送电线路钢管杆设 计技术规定》明确规定: “在荷载的长期效应组合 ( 无冰、风速5 m/s 及年平均气温) 作用下，钢管 杆杆顶的最大挠度，110 ～ 220 kV 电压等级挠度 不大于杆身高度的20%。”这是基于钢管杆在长 期荷载效应组合下杆身变形对长期运行安全提出 的要求，和组装紧线、钢管杆内倾是两个不同的概 念。GB 50233—2005《110 ～ 500 kV 架空送电线 路施工及验收规范》中规定: “架线后，转角杆组 立后宜向受力反方向预倾斜，预倾斜值由设计确 定”。在工程中，通常将柔性的主杆作为刚性主杆 考虑，其变形近似按照绕基础中心旋转的单杆考 虑。简化的结果为: tanα = f /H 式中:
α—产生挠度偏移后刚性主杆与竖向夹角;
f—杆顶挠度值;
H—柱顶到杆顶的高度。
图3 钢管杆基础预偏图
若基础柱顶宽度( 或直径) 为D，则基础预偏 计算值Δ = Dktanα = kfD/H。式中: f 值可通过软 件计算得到，k 为放大系数，则Δ 值很容易计算。根据工程经验，考虑施工紧线等二次变形因素，一 般取k = 1.5 ～ 2，能较好控制内倾现象( 考虑放大 值时，若同时采取了杆身预弯措施，放大系数取低值; 对于作用力较大或者杆高较高的情况，放大系 数宜取大值) 。图3 中，正方形柱顶4 个角点的预偏值还可 根据前后档张力差取不同值，但必须保证两条对 角线在柱中心位置高程相同，圆柱则只需保证最 高点与最低点坡度符合要求即可。
(三）、全方位高低腿插入式角钢转角塔基础预偏
全方位高低腿插入式角钢转角塔基础预偏措 施常用的是“整体旋转角度法”，其思路是将铁塔 和基础看作是一个刚体，预偏时整塔基础沿中心 桩处绕线路轴线进行旋转( 即横线路方向尺寸发 生变化，而顺线路方向尺寸不发生变化) ，旋转前 后基础上任一点距中心桩处顺线路轴线的距离始 终保持不变，是定值。由于全方位高低腿主角钢 插入式斜柱基础的四个基础顶面( 或角钢顶面) 与中心桩的高差不等，旋转时基础各点是围绕中 心桩中心画弧，旋转相同的角度，旋转后各基础中 心相对于中心桩轴线高差变化是不相等的。因 此，必须以一个腿基础的预偏高差和该基基础顶 面中心距中心桩处横轴的距离为标准来推导出旋 转角度，利用旋转角度计算出其余3 个腿基础横 线路根开尺寸、高差及坡度的变化值。只有这样 进行基础浇筑才能保证合理正确。
（四）、为了使送电线路杆塔形式美观，受力合理，杆 塔基础预偏应根据杆塔在工程中的实际使用情 况，充分考虑杆塔类型、转角度数、基础根开、地质 情况等因素，计算出合理的预偏值，以满足杆塔塔 身最佳受力需要，保证铁塔顺利安装。
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