至诚架空输电线路岩石锚杆基础设计软件——以技术创新驱动绿色基建，赋能电力行业高质量发展‌

至诚架空输电线路岩石锚杆基础设计软件——以技术创新驱动绿色基建，赋能电力行业高质量发展‌

一、软件研发背景与行业价值

1.1 岩石锚杆基础概况

输电线路工程中，岩石锚杆基础采用岩石钻孔机械成孔，向岩孔内注入细石混凝土或水泥砂浆，使锚筋与基岩黏结成一体，可以承载上部结构的作用力。岩石锚杆基础利用岩体自身强度，可以降低岩土开挖量及混凝土使用量，有效缩短施工周期和减少运输量，对周边环境影响小等优点，也更符合机械化施工要求、环境友好等特点在电网建设中逐渐推广使用。但因缺乏专业的计算软件，影响了这些基础类型的推广。DL/T5219-2023版规程对以上基础类型的计算给出了明确的计算公式，软件编制有了可靠的计算依据。

1.2 行业痛点与市场需求

目前，岩石锚杆基础设计面临计算效率低下‌：人工验算群锚效应、抗剪承载力等复杂指标耗时长久，难以满足特高压工程规模化建设需求‌；

环保要求升级‌：山区要求锚杆承台嵌入基岩0.5米，传统设计方法无法平衡结构安全与生态保护的双重目标‌。

至诚岩石锚杆基础设计软件‌应运而生，深度融合《架空输电线路基础设计规程DL/T5219-2023》规程‌与算法，提供从勘察数据解析到施工图生成的端到端解决方案。

二、岩石锚杆基础软件应用特点

至诚岩石锚杆基础软件结合岩体性能和施工工艺，打造出更科学合理的基础软件，在开发软件过程中，软件参考以下设计原理。

1、利用岩石力学特性具有较好的抗拔性，特别是上拔和下压地基的变形比其它类型基础小，锚杆主要由上部传力，荷载传递不到底部，锚杆不需要过长。

2、锚孔间距按3-4倍锚孔直径，为充分发挥锚杆拉力，锚孔间距建议取≥4D。

3、承台厚度满足最小锚固长度计算承台厚度，岩石群锚承台底嵌入基岩深度不宜小于0.5米，锚杆边距到承台距取300mm。

三、岩石锚杆应用优势

采用岩石锚杆基础可以充分发挥岩石的力学特性，利用岩石抗拔性，满足锚杆的承载力

岩石锚杆采用了机械钻孔，避免爆 破对岩体周边及植被造成的损害，更经济环保。

岩石锚杆充分发挥岩石力学特性，可以有效降低材料的损耗量，在运输困难的高山地区，经济效益更明显。

岩石锚杆机械化施工程度高，可以有效缩短工期，提高施工速度。

四、岩石锚杆基础详细计算过程

荷载情况 杆塔作用力

ABCD  -23.92  2123.49   -21.06  0.00   0.00  -0.00  工况1  下压设计值

ABCD  19.22   -1470.00  16.34   -0.00  0.00  0.00   工况2  上拔设计值

承台旋转后的基础作用力

ABCD     25.14   -1470.00  -2.04  0.00    0.00

ABCD     -31.81  2123.49   2.02   0.00    0.00

主要编制依据:

DL/T5544-2018《架空输电线路锚杆基础设计规程》

DL/T5845-2021《输电线路岩石地基挖孔基础工程技术规范》

DL/T 5486-2020《架空输电线路杆塔结构设计技术规程》

基础设计参数-承台及承台柱

承台柱X向宽  承台柱Y向宽  承台柱高  承台X向宽  承台Y向宽  承台高  承台埋深  

    1.1          1.0          2.0       2.3        2.3        1.2     2.7       

    承台柱X方向偏心: 0.1    承台柱Y方向偏心: 0.1  

    注：承台柱偏心对基础有利，与正负号无关；

锚筋尺寸

    直径 = 36 mm  有效直径 = 36.00 mm  锚筋数 = 16  材质:HRB400

锚筋抗拉强度 = 360 MPa  锚筋有效锚固长度 = 3.00 m

3 锚杆上拔承载力计算(标准值)

 3.1 锚杆与岩层间的极限粘结承载力标准值Rb

    Rb =π*D*lb*τb*ψ (8.3.3)

    Rb =π * 0.090 * 2.970 * 700.000 * 1.00 = 587.823 kN

 3.2 计算锚杆的岩体抗剪极限承载力标准值Rs

    Rs = π * h *τs * (D + h*tanθ) (8.3.4)

       = π* 3.00 * 30.00 * (0.090 + 3.00 * tan45°) = 873.677 kN

 3.3 群锚上拔承载力计算

    Tik = (Tk - Gk) / n + Mxk*Yi/∑Yi^2 + Myk*Xi/∑Xi^2 (8.2.1)

    Tik = (1088.89 - 212.48) / 16 + 113.73 * 0.75/5.00 + 49.29 * 0.75/5.00

    Tik = 54.776 + 17.060 + 7.393 = 79.229 kN

    Ri = min(Rb,Rs) = 587.82 kN

    Tik (79.23 kN) ≤  Ri/ K1 (293.91 kN) ------ 通过

    [Tk] =ξ*n*Ri/K1 + Gk/K2 (8.3.5)

    [Tk] = 0.800 * 16 * 587.82 / 2.0 + 212.48 / 1.1 = 3955.23 kN

    Tk (1088.89 kN) ≤ ξ*n*Ri/K1 + Gk/K2 (3955.23 kN) ------ 通过

    Tik = (Tk - Gk) / n + Mxk*Yi/∑Yi^2 + Myk*Xi/∑Xi^2 (8.2.1)

    Tik = (0.00 - 212.48) / 16 + 0.00 * 0.75/5.00 + 0.00 * 0.75/5.00

    Tik = -13.280 + 0.000 + 0.000 = -13.280 kN

 3.4 群锚岩体抗剪承载力计算

    Rs =π * h *τs * (a + h*tanθ) (8.3.6)

    Rs = π* 5.70 * 30.00 * (2.211 + 5.70 * tan45°) = 4250.059 kN

    [Tk] = 4250.059 / 2.0 + 212.48 / 1.1 = 2318.19 kN

    Tk (1088.89 kN) ≤ π*h*τs * (a + h*tanθ)/K1 + Gk/K2 (2318.19 kN) ------ 通过

    式中参数：

4 单根锚筋承载力(设计值)

    Tik = (Tk - Gk) / n + Mxk*Yi/∑Yi^2 + Myk*Xi/∑Xi^2 (8.2.1)

    Tik = (1470.00 - 212.48) / 16 + 153.52 * 0.75/5.00 + 66.54 * 0.75/5.00

    Tik = 78.595 + 23.028 + 9.981 = 111.603 kN

    Fz=-1470 kN  Fx=19.22 kN Fy=16.34 kN  Mx=-0 kN.m  My=0 kN.m (工况1)

    TEi = 111.60 kN   An = 1017.876 mm^2

    fy*An = 360.0 * 1017.9 * 1E-3 = 366.435 kN

    TEi ≤ fy*An (8.4.1)------ 通过!

    Tik = (Tk - Gk) / n + Mxk*Yi/∑Yi^2 + Myk*Xi/∑Xi^2 (8.2.1)

    Tik = (0.00 - 212.48) / 16 + 0.00 * 0.75/5.00 + 0.00 * 0.75/5.00

    Tik = -13.280 + 0.000 + 0.000 = -13.280 kN

5 砂浆粘结强度(设计值)

    锚筋在锚固剂内的有效锚固长度 La：3.000 m

    锚杆在岩石中的锚固段构造长度：1.260 m

    TEi = n * π * d * La *τa * ξy (8.4.2)

        = 1 * π * 0.036 * 3.000 * 3000.000 * 1.00 = 1017.876 kN

T (111.60 kN) ≤ TEi (1017.88 kN)  ------ 通过

主柱斜截面承载力计算

           表 5.18.1 主柱斜截面承载力

    截面  Fz        M      Fx      Fy      Vcs      工况   

          kN        kN.m   kN      kN      kN              

    柱底  -1470.00  12.61  19.22   16.34   1055.80  工况1  

    柱底  2123.49   15.93  -23.92  -21.06  1498.45  工况2  

    双肢箍筋截面面积Asv = 2.90 * (π * (d * d)/ 4 ) = 145.77 mm^2

    h0 = 1040 mm,d = 8 mm

    箍筋肢数n = 3 ,箍筋间距s = 200 mm,主柱宽度b = 1100 mm

    复合箍筋参与斜截面承载力计算时(复合箍筋)折减系数：0.9

    ft = 1.43 MPa,fy = 270 MPa

    控制工况(工况1):Vx=19.22kN ≤ Vcs/√(1+(tanθ)^2)=804.40 kN -- 通过 (4.6.1-3)

控制工况(工况1):Vy=16.34kN ≤ Vcs/√(1+(1/tanθ)^2)=683.86kN -- 通过 (4.6.1-4)

配筋计算[设计值]承台板正面配筋计算(钢筋平行Y轴布置,坐标系按承台旋转前)

    (1) 按照单筋截面计算配筋时配筋面积为 Ag = 13.90 cm2 ，其中 M = 494.833 kN.m

    计算面积配筋率0.05 % < 要求最小配筋率 0.20 %，按配筋率计算配筋面积 = 55.20 cm2

    (2) 一侧所需最小钢筋面积: 55.20 cm2  所需最小配筋率: 0.20 %

 5.12 [设计值]承台板侧面配筋计算(钢筋平行X轴布置,坐标系按承台旋转前)

    (1) 按照单筋截面计算配筋时配筋面积为 Ag = 10.75 cm2 ，其中 M = 382.486 kN.m

    计算面积配筋率0.04 % < 要求最小配筋率 0.20 %，按配筋率计算配筋面积 = 55.20 cm2

    (2) 一侧所需最小钢筋面积: 55.20 cm2  所需最小配筋率: 0.20 %

五、服务体系

至诚软件公司拥有一支专业的技术服务团队，提供应必答、服务实时在线的专业支持。无论是软件使用过程中的疑问还是技术难题都能够得到专业人员的帮助和指导。这种专业的技术服务为用户的顺畅使用提供了有力保障。

六、结语

至诚架空输电线路岩石锚杆基础设计软件融合设计院专有经验与岩土力学前沿成果，重新定义了岩石锚杆的设计范式。通过攻克计算效率低下、环保成本过高等行业难题，该软件已在多个省级电网特高压工程中成功应用，节约了建设成本。未来，我们将持续迭代算法引擎、拓展装配式应用场景，为构建新型电力系统提供坚实的技术底座。

北京至诚软件技术有限公司所编写，引用请标明出处。