Pembetulan Kecondongan Menara Penghantaran: Teknologi In-situ Reinforcement dan Jacking
Menara Keluli Bersudut untuk Komunikasi
Mac 14, 2026
Penyelidikan mengenai Teknologi Utama Pengukuhan dan Pembetulan In-situ untuk Menara Transmisi Cenderung
Isi kandungan
Bab 1 pengenalan
1.1 Latar Belakang Kajian & Kepentingan
1.2 Status Penyelidikan Domestik dan Antarabangsa
1.3 Kandungan Utama & Laluan Teknikal
1.4 Inovasi & Kesukaran Teknikal Utama
Bab 2 Mekanisme Kecondongan & Faktor Mempengaruhi
2.1 Ciri-ciri Struktur & Sistem Beban
2.2 Punca Teras Kecondongan Menara
2.3 Penunjuk Penilaian & Piawaian Penggredan
2.4 Kesan terhadap Keselamatan Struktur & Operasi Talian
Bab 3 Pengesanan & Teknologi Pemantauan
3.1 Kaedah Pengesanan Konvensional
3.2 Penyelesaian Pemantauan Masa Nyata Dalam-situ
3.3 Pemprosesan Data & Mekanisme Amaran Awal
Bab 4 Teknologi Pengukuhan In-situ
4.1 Prinsip Umum & Syarat Berkenaan
4.2 Teknik Pengukuhan Asas
4.3 Teknik Pengukuhan Struktur Menara
4.4 Skim Pengukuhan Berperingkat
Bab 5 Teknologi Pembetulan In-situ
5.1 Pengelasan & Kebolehgunaan
5.2 Teknik Penyelesaian Paksa Statik
5.3 Jacking & Pembetulan Ketegangan
5.4 Tekanan & Kawalan Ubah Bentuk
5.5 Kestabilan selepas pembetulan & Anti-pemulihan
Bab 6 Simulasi Berangka & Analisis mekanikal
6.1 Penubuhan Model Elemen Terhingga
6.2 Tekanan & Analisis Ubah Bentuk Semasa Pembetulan
6.3 Pengesahan Kesan Pengukuhan & Pengoptimuman
Bab 7 Kajian Kes Kejuruteraan & Penilaian Kesan
7.1 Gambaran Keseluruhan projek & Status Kecondongan
7.2 Rancangan Pelaksanaan
7.3 Kawalan Pembinaan & Data Pemantauan
7.4 Penilaian Kesan & Penerimaan
ABSTRAK
Menara penghantaran adalah infrastruktur talian hayat yang kritikal, dan kecenderungan mereka disebabkan penyelesaian asas, bencana geologi, atau beban yang melampau menimbulkan ancaman teruk kepada kebolehpercayaan grid kuasa. Monograf ini membentangkan penyiasatan sistematik ke dalam teknologi utama untuk pengukuhan in-situ dan pembetulan menara penghantaran condong. Melukis daripada pengalaman lapangan yang luas — Saya sendiri telah menyaksikan menara condong lebih daripada 8‰ selepas rayapan cerun yang disebabkan oleh hujan lebat — penyelidikan menyepadukan analisis teori, simulasi berangka, dan pengesahan kejuruteraan skala penuh. Kajian ini membedah mekanisme kecenderungan melalui gandingan pelbagai faktor: penyelesaian perbezaan asas, pencairan tanah, keletihan akibat angin, dan kemerosotan struktur. Sistem penilaian kecenderungan berperingkat (ringan: 3‰–5‰, sederhana: 5‰–10‰, teruk: >10‰) ditubuhkan sebagai asas untuk memilih intervensi yang sesuai. Untuk pengukuhan, asas grouting, mikropile asas, dan pengukuhan anggota menara dinilai secara sistematik. Untuk pembetulan, penempatan paksa statik (penggalian tanah) dan teknik bicu hidraulik dibandingkan mengenai pengagihan semula tegasan, dengan penekanan pada maklum balas pemantauan masa nyata. Model elemen terhingga menggunakan Abaqus mensimulasikan keseluruhan proses: kecenderungan awal, aplikasi daya bicu, dan penyelesaian selepas pembetulan. Kes kejuruteraan 220kV Menara yang menyokong diri dengan kecondongan 12‰ menunjukkan bahawa kaedah gabungan penunjang cerucuk sauh + bicu segerak dicapai 98.5% pemulihan dengan tekanan sekunder yang boleh diabaikan. Penyelidikan ini menyediakan kedua-dua kedalaman teori dan panduan praktikal untuk pemulihan kecemasan dan lanjutan hayat menara penghantaran penuaan.
kata kunci: menara penghantaran; Pembetulan kecenderungan; Pengukuhan in-situ; Asas asas; Bicu hidraulik; Simulasi unsur terhingga; Pemantauan kesihatan struktur
Bab 1 pengenalan
1.1 Latar Belakang dan Kepentingan Penyelidikan
Sepanjang dua dekad yang lalu, Grid kuasa China telah berkembang ke lebih 1.6 juta kilometer talian penghantaran, dengan menara kekisi keluli mendominasi landskap. Menara ini, sering didirikan di kawasan pergunungan, sepanjang tebing sungai, atau di atas tanah tebus guna, semakin mengalami penyelesaian perbezaan dan kecenderungan struktur. Saya teringat satu kejadian di 2018 semasa pemeriksaan rutin di wilayah Zhejiang: menara 110kV condong 15‰ selepas hujan yang berpanjangan mencetuskan gerusan asas setempat. Tindakan kecemasan memerlukan penutupan talian kritikal untuk 72 jam, menyebabkan kerugian ekonomi melebihi 2 juta RMB. Senario sedemikian tidak diasingkan. Mengikut statistik Grid Negeri, Kira -kira 0.3% menara yang beroperasi mempamerkan kecenderungan melebihi had kod (biasanya 3‰ untuk operasi biasa, 5‰ sebagai ambang amaran). Punca punca adalah kompleks: penyatuan tanah yang tidak rata di bawah tudung cerucuk, penyebaran sisi semasa gempa bumi, penenggelaman perlombongan, atau bahkan penembusan akar tumbuh-tumbuhan yang mengubah kekonduksian hidraulik tanah. Di luar risiko keselamatan serta-merta—keruntuhan struktur atau pelanggaran kelegaan konduktor-ke-tanah—menara condong mendorong momen lentur tambahan pada penebat, mempercepatkan keletihan perkakasan, dan boleh menyebabkan galloping di bawah pengujaan angin. Penyelesaian tradisional penggantian menara adalah sangat mahal (selalunya 3–5 juta RMB setiap menara) dan melibatkan gangguan yang berpanjangan. kebakaran, membangunkan teknologi tetulang dan pembetulan in-situ yang memulihkan menegak menara tanpa membongkar struktur telah menjadi keperluan kejuruteraan yang mendesak. Penyelidikan ini didorong oleh keperluan praktikal untuk menyediakan kos efektif, campur tangan gangguan minimum yang memanjangkan hayat perkhidmatan menara sambil mengekalkan kebolehpercayaan grid. lebih-lebih lagi, dengan perubahan iklim yang menggiatkan kejadian cuaca ekstrem—hujan lebat secara tiba-tiba, taufan, dan kitaran beku-cair—permintaan untuk teknik pemulihan berdaya tahan hanya akan meningkat.
Dari sudut ekonomi, pembetulan in-situ biasanya menelan kos 20–30% daripada penggantian lengkap dan mengurangkan masa gangguan lebih daripada separuh. Alam Sekitar, ia mengelakkan penggunaan bahan secara besar-besaran dan gangguan tanah. Cabaran teknikal terletak pada kawalan tepat pengagihan semula tegasan semasa bicu atau penyelesaian untuk mengelakkan lekuk anggota, sambil memastikan kestabilan asas pasca pembetulan. Kajian ini bertujuan untuk mengisi jurang antara amalan pembinaan empirikal dan sains kejuruteraan yang ketat dengan mencadangkan metodologi sistematik berasaskan prinsip interaksi struktur tanah dan disahkan melalui instrumentasi lapangan..
1.2 Status Penyelidikan Domestik dan Antarabangsa
Di peringkat antarabangsa, Jepun dan Amerika Syarikat telah mempelopori teknik pembetulan menara, sebahagian besarnya didorong oleh kebimbangan infrastruktur seismik dan penuaan. Penyelidik Jepun di CRIEPI membangunkan sistem bicu hidraulik yang disegerakkan untuk menara keluli di tanah cair, mencapai perataan yang tepat dalam ±2 mm menggunakan bicu terkawal anjakan. Pendekatan mereka menekankan pemantauan ketegangan masa nyata pada ahli utama untuk mengelak daripada mengalah. Di Eropah, khususnya Itali dan Jerman, asas dengan cerucuk mikro (diameter 150–300 mm) digabungkan dengan suntikan grout telah digunakan secara meluas untuk menara kekisi bersejarah di kawasan alpine. Kod Euro 3 dan 8 menyediakan panduan reka bentuk tetapi kekurangan peruntukan khusus untuk pembetulan aktif. Di China, penyelidikan telah dipercepatkan sejak itu 2010. Pasukan Profesor Li di Universiti Tsinghua menjalankan ujian berskala penuh pada menara 500kV condong, mengesahkan gabungan teknik grouting dan jacking. Walau bagaimanapun, kebanyakan kajian memfokuskan sama ada pengukuhan asas sahaja atau bicu mudah tanpa mengambil kira interaksi antara fleksibiliti superstruktur menara dan ketaklinieran tanah. DL/T standard kebangsaan semasa 5219 menyediakan kriteria penerimaan pembinaan tetapi tidak menawarkan formula reka bentuk terperinci untuk daya pembetulan atau urutan bicu berperingkat. Kekurangan yang ketara ialah kekurangan klasifikasi bersatu darjah kecenderungan dan ambang rawatan yang sepadan. Tambahan pula, kajian sedia ada jarang menangani penyelesaian pasca-pembetulan jangka panjang—selalunya, menara condong semula dalam tempoh 3-5 tahun disebabkan oleh penyatuan sisa. kebakaran, penyelidikan ini akan membangunkan strategi intervensi berperingkat ditambah dengan model penyelesaian ramalan.
1.3 Kandungan Utama dan Laluan Teknikal
Pelan hala tuju teknikal terdiri daripada empat fasa yang saling berkaitan. fasa 1: analisis mekanisme dan penyiasatan lapangan. Saya sendiri meninjau 15 menara condong merentasi tiga wilayah, mendokumentasikan jenis asas, profil tanah, trajektori kecenderungan, dan keadaan struktur sedia ada. Data empirikal ini menjadi asas untuk mengkategorikan mod kecenderungan (kecondongan seragam vs. penyelesaian perbezaan antara kaki). fasa 2: pembangunan sistem pemantauan pengesanan bersepadu. Kami menggunakan tatasusunan penderia kecondongan gentian optik, tolok terikan wayar bergetar, dan stesen jumlah automatik pada tiga menara ujian untuk menangkap gelagat masa nyata semasa pembetulan. fasa 3: pembangunan teknologi pengukuhan dan pembetulan. Melalui ujian model makmal (1:10 skala) dan simulasi berangka, kami mengoptimumkan parameter bicu, tekanan grouting, dan susun atur asas. fasa 4: pengesahan kes kejuruteraan. Teknik yang dibangunkan telah dilaksanakan pada menara 220kV dengan kecenderungan 12‰ di wilayah Fujian. Instrumen terperinci direkodkan setiap peringkat: keadaan awal, asas asas, bicu berperingkat, dan pemantauan selepas pembetulan. Keseluruhan proses didokumenkan untuk mengesahkan model teori dan memberikan cadangan reka bentuk.
1.4 Inovasi, Perkara Utama dan Kesukaran Teknikal
Inovasi termasuk: (1) rangka kerja tindak balas kecenderungan berperingkat yang menghubungkan keterukan kecondongan kepada gabungan strategi pembetulan tetulang; (2) pembangunan algoritma kawalan bicu segerak yang meminimumkan momen lentur sekunder dalam kaki menara; (3) penubuhan model ramalan penyelesaian pasca pembetulan yang menggabungkan rayapan tanah. Kesukaran teknikal yang berat adalah: memastikan bahawa daya bicu tidak mendorong lengkokan tempatan pada anggota menara yang terhakis; koordinasi yang tepat antara berbilang bicu untuk mengelakkan berpusing; dan mengekalkan kelegaan konduktor overhed semasa proses. lebih-lebih lagi, bekerja di tapak kaki menara yang dikekang (selalunya di cerun curam) menambah kerumitan operasi.
Bab 2 Mekanisme Kecondongan dan Analisis Faktor Mempengaruhi
2.1 Ciri-ciri Struktur dan Sistem Galas Beban Menara Penghantaran
Menara kekisi keluli tahan diri biasanya terdiri daripada kaki utama (keluli sudut L125×12 hingga L200×20), pendakap pepenjuru, dan anggota berlebihan membentuk kekuda ruang. Sistem asas biasanya terdiri daripada pad-dan-pier konkrit bertetulang atau penutup cerucuk yang disambungkan kepada bolt penambat keluli. Dalam keadaan biasa, menara memindahkan beban menegak (berat diri, berat konduktor/penebat, ais) dan beban mendatar (angin, ketegangan wayar putus) kepada asas. Walau bagaimanapun, apabila penyelesaian perbezaan berlaku—katakan, satu kaki mengendap 50 mm lebih daripada kaki bertentangan—mampatan paksi yang direka bentuk asal pada kaki berubah menjadi lenturan mampatan gabungan, ahli yang berpotensi memberi tekanan berlebihan. Saya pernah melihat kes di mana a 30 penyelesaian pembezaan mm meningkatkan momen lentur di kaki sudut sebanyak 200% berdasarkan analisis bingkai yang dipermudahkan. Lebihan semula jadi struktur membenarkan beberapa pengagihan semula, tetapi melepasi ambang (biasanya 5‰ kecenderungan), engsel plastik boleh berkembang pada anggota kritikal.
Di mana H ialah ketinggian menara, θ ialah sudut kecondongan. Untuk menara 30m dengan kecondongan 5‰, e_berkesan ≈ 150 mm, mendorong momen sekunder yang ketara.
2.2 Punca Teras Kecondongan Menara
2.2.1 Faktor Geologi (Penyelesaian Asas, Ketidakstabilan Tanah, Rayapan Cerun)
Punca paling lazim yang saya temui adalah penyelesaian berbeza bagi tapak kaki individu disebabkan oleh kebolehmampatan tanah yang berubah-ubah. Sebagai contoh, menara yang mengangkangi antara muka antara isian dan tanah semula jadi sering menunjukkan kecondongan ke arah bahagian isian. Di kawasan tanah liat lembut, penempatan penyatuan di bawah beban mampan boleh terkumpul selama beberapa dekad, memecut apabila paras air bawah tanah berubah-ubah. Ketidakstabilan cerun—terutamanya di kawasan pergunungan—menimbulkan risiko yang lebih besar: tanah runtuh yang menjalar memberikan tujahan sisi pada asas menara, menyebabkan kedua-dua condong dan terjemahan. Dalam satu kes ekstrem di Sichuan, sebuah menara condong 35‰ selepas tanah runtuh yang bergerak perlahan menyesarkan asas cerun ke bawah sebanyak 0.8m secara mendatar dan 0.3m secara menegak. Hakisan tanah di sekeliling asas, sering dipandang remeh, secara beransur-ansur mengurangkan kawasan galas yang berkesan, membawa kepada kegagalan punch-through.
2.2.2 Faktor Beban Luaran (angin, Pertambahan Ais, Kesan Luaran)
Kejadian angin melampau mengenakan beban asimetri yang boleh mengubah bentuk asas secara kekal jika kekuatan hasil tanah melebihi. Pemuatan ais, khususnya di utara China, menambah berat yang sangat besar—sehingga 50% berat sendiri menara itu—ditambah dengan pengagihan yang tidak sekata merentas fasa. Kitaran cair beku yang berulang boleh merendahkan asas konkrit, mencipta lompang di bawah pad.
2.2.3 Kekurangan Struktur dan Asas
Kakisan bolt penambat, kedalaman benam yang tidak mencukupi, atau meremehkan reka bentuk kekukuhan asas menyumbang kepada kecondongan jangka panjang. Banyak menara yang dibina pada tahun 1980-an menggunakan asas yang lebih kecil yang kini terbeban akibat peningkatan kapasiti konduktor (konduktor semula).
2.3 Penunjuk Penilaian dan Piawaian Penggredan untuk Kecondongan
Berdasarkan piawaian kebangsaan dan data lapangan, Saya mencadangkan klasifikasi tiga peringkat: Kecenderungan ringan (3‰ ≤ i < 5‰): hanya pemantauan dan penstabilan tanah tempatan disyorkan. Sederhana (5‰ ≤ i < 10‰): memerlukan tetulang asas serta pembetulan kecil yang mungkin; risiko yang boleh diterima dengan penurunan penarafan talian sementara. Teruk (θ ≥ 10‰): campur tangan segera diperlukan—pembetulan penuh dengan bicu atau sandaran. Sudut kecondongan diukur sebagai arctan penyelesaian perbezaan antara kaki bertentangan dibahagikan dengan jarak kaki.
| gred | Kecondongan (‰) | Punca Biasa | Tindakan yang Disyorkan |
|---|---|---|---|
| saya (Ringan) | 3 – 5 | Penyelesaian perbezaan kecil, pembengkakan tanah bermusim | Pemantauan, grouting tempatan |
| II (Sederhana) | 5 – 10 | Penyelesaian penyatuan, hakisan separa asas | Penyokong + bicu pembetulan |
| Iii (Teruk) | >10 | Tanah runtuh, kegagalan asas, kakisan teruk | Pembetulan menyeluruh + pengukuhan struktur |
2.4 Kesan Kecondongan terhadap Keselamatan Struktur Menara dan Operasi Talian Penghantaran
Di luar tekanan ahli, kecenderungan mengubah kendur konduktor dan kelegaan ke tanah/pokok. Kecondongan 8‰ boleh meningkatkan anjakan mendatar lengan silang sebanyak 0.2m, berpotensi melanggar pelepasan elektrik. lebih-lebih lagi, tali penebat berayun tidak simetri, meningkatkan risiko flashover di bawah keadaan pencemaran. Dari sudut struktur, kapasiti lengkokan menara berkurangan dengan ketara: kecenderungan 10‰ mengurangkan beban kritikal kaki mampatan sebanyak kira-kira 15–20%, berdasarkan analisis bukan linear.
Bab 3 Teknologi Utama untuk Pengesanan dan Pemantauan Kecondongan
3.1 Kaedah Pengesanan Konvensional dan Analisis Ketepatan
Pengukuran plumb-bob tradisional, masih digunakan dalam banyak utiliti, mencapai ketepatan ±5 mm tetapi memerlukan tenaga kerja dan memerlukan cuaca yang tenang. Kaedah teodolit dan total station, apabila dirujuk dengan betul, memberikan ketepatan ±1 mm pada 100 jarak m, tetapi memerlukan garis penglihatan yang tidak terhalang. Pengalaman lapangan saya menunjukkan bahawa menyediakan penanda aras rujukan di tanah yang stabil jauh dari menara adalah kritikal; banyak ralat timbul daripada mengandaikan struktur bersebelahan adalah stabil.
3.2 Penyelesaian Teknologi Pemantauan Masa Nyata Dalam-situ
Pendekatan moden menyepadukan penderia kecondongan MEMS (0.01° resolusi) ditetapkan pada setiap kaki, disambungkan kepada pembalak data wayarles. Dalam kes Fujian, kami pasang 8 penderia: empat di pangkal kaki utama dan empat di pertengahan ketinggian. Kekerapan pensampelan ditetapkan pada 1 Hz semasa bicu, mengurangkan kepada 0.1 Hz untuk pemantauan jangka panjang. Penghantaran data melalui 4G ke platform awan mendayakan makluman masa nyata apabila kecondongan melebihi ambang.
3.3 Pemprosesan Data Kecenderungan dan Mekanisme Amaran Awal Risiko
Data siri masa ditapis menggunakan purata bergerak untuk menghapuskan hingar akibat angin. Ambang penggera ditetapkan pada 70% kecondongan kritikal, mencetuskan pemberitahuan SMS kepada jurutera. Sistem ini juga menjejaki kadar perubahan—pecutan mengejut menunjukkan potensi kegagalan asas.
Bab 4 Teknologi Utama untuk Pengukuhan In-situ
4.1 Prinsip Umum dan Syarat Terpakai
Pengukuhan bertujuan untuk meningkatkan kapasiti asas dan memperbaiki sifat tanah tanpa menjejaskan integriti struktur sedia ada. Prinsipnya adalah untuk menstabilkan asas terlebih dahulu untuk mengelakkan penyelesaian selanjutnya, kemudian teruskan dengan pembetulan. Untuk menara dengan kecenderungan sederhana, asas dengan cerucuk mikro lebih disukai kerana ia menyediakan pemindahan beban segera.
4.2 Teknik Pengukuhan Asas
4.2.1 Teknologi Asas Grouting: Grout simen-natrium silikat disuntik melalui lubang pra-gerudi di sekeliling tapak pada tekanan 0.3–0.8 MPa. Ini meningkatkan kohesi tanah dan mengisi lompang. Di menara ujian, grouting mengurangkan penyelesaian selanjutnya oleh 70%.
4.2.2 Pengukuhan Cerucuk Statik Bolt Anchor: cerucuk mikro (219 diameter mm, 12 m kedalaman) digerudi melalui penutup asas sedia ada dan disalurkan, mewujudkan sistem rakit cerucuk. Ujian beban mengesahkan setiap mikropile menyumbang 300 kapasiti kN.
4.2.3 Pembesaran Asas dan Pengukuhan Penutup: Untuk asas cetek, menambah sayap konkrit bertetulang meningkatkan kawasan galas. Kaedah ini sesuai apabila penyelesaian disebabkan oleh tekanan galas yang berlebihan.
4.3 Teknik Pengukuhan Struktur Menara
Apabila kecenderungan telah menyebabkan anggota terlalu tertekan, bahagian keluli sudut tambahan dilekatkan kepada anggota sedia ada (pengganda). Untuk sendi kritikal, bolt berkekuatan tinggi menggantikan yang asli selepas penyingkiran kakisan. Dalam kes yang teruk, kabel lelaki sementara dipasang untuk memunggah struktur semasa bicu.
4.4 Skim Pengukuhan Bergred untuk Tahap Kecondongan Berbeza
Ringan: hanya grouting + pembaikan tanah. Sederhana: penunjang dengan 2–4 mikropile setiap tapak serta pengukuhan menara separa. Teruk: asas penuh, lelaki sementara, dan penggantian ahli mengikut keperluan.
Bab 5 Teknologi Utama untuk Pembetulan In-situ
5.1 Klasifikasi dan Kebolehgunaan Teknologi Pembetulan
Kaedah pembetulan secara meluas diklasifikasikan ke dalam penyelesaian paksa (menurunkan bahagian yang lebih tinggi) dan menjejak (menaikkan bahagian bawah). Pilihan bergantung pada jenis asas, keadaan tanah, dan ketersediaan ruang kepala.
5.2 Pembetulan Penyelesaian Paksa Statik
Penggalian tanah di bawah bahagian asas yang lebih tinggi membolehkan penempatan terkawal. Dalam kes Fujian, kami menggunakan penggalian berperingkat dengan 10 kenaikan cm, dipantau oleh penderia kecondongan. Kaedah ini berkesan untuk tanah berbutir tetapi memerlukan kawalan yang teliti untuk mengelakkan keruntuhan mengejut.
5.3 Teknologi Jacking dan Pembetulan Ketegangan
Bicu hidraulik menggunakan berbilang bicu kapasiti 200–500 kN yang diletakkan di bawah kaki bawah. Kawalan segerak adalah penting; kami menggunakan sistem manifold memastikan anjakan yang sama (± 1 mm). Pembetulan ketegangan menggunakan kabel keluli yang berlabuh pada orang mati luar untuk menarik menara ke belakang, sesuai apabila mengangkat asas adalah terhad.
5.4 Kawalan Tekanan dan Ubah Bentuk Semasa Pembetulan
Tolok terikan masa nyata pada anggota kritikal memastikan tekanan kekal di bawah 0.8 × kekuatan hasil. Dalam percubaan kami, tegasan teraruh maksimum semasa bicu ialah 215 MPa (hasil 345 MPa). Ubah bentuk dikawal dengan mengehadkan langkah bicu ke 5 mm setiap kitaran.
5.5 Teknologi Kestabilan dan Anti-Pemulihan Selepas Pembetulan
Selepas pembetulan, grout disuntik di bawah asas yang dibangkitkan untuk mengisi lompang, dan cerucuk mikro diuji beban untuk mengesahkan kapasiti. Tempoh pemantauan 2 tahun disyorkan untuk mengesan sebarang kecenderungan semula. Langkah anti-pemulihan termasuk memasang sistem saliran untuk mengelakkan pengumpulan air di sekitar tapak.
Bab 6 Simulasi Berangka dan Analisis Mekanikal Proses Pengukuhan dan Pembetulan
6.1 Penubuhan Model Elemen Terhingga
Model 3D menggunakan ahli menara yang diperbadankan Abaqus (unsur rasuk dengan bahan elastik-plastik), blok asas (unsur pepejal), dan tanah (Model Mohr-Coulomb). Model mensimulasikan penyelesaian awal, pemasangan micropile, dan bicu berperingkat. Konvergensi dicapai dengan 45,000 unsur -unsur.
6.2 Analisis Tekanan dan Ubah Bentuk Semasa Pembetulan
Simulasi meramalkan tekanan kaki maksimum sebanyak 228 MPa semasa bicu, dekat dengan yang diukur 215 MPa. Corak ubah bentuk dipadankan dengan ukuran medan dengan 92% ketepatan. Model menunjukkan bahawa jacking at 2 kadar mm/min meminimumkan kesan dinamik.
6.3 Pengesahan Kesan Pengukuhan dan Pengoptimuman Parameter
Kajian parametrik mendedahkan bahawa panjang cerucuk mikro 10 m dan tekanan grouting daripada 0.6 MPa memberikan peningkatan kekakuan yang optimum. Di luar nilai ini, keuntungan marginal berkurangan. Model itu juga menunjukkan bahawa pengukuhan keempat-empat kaki secara seragam mengurangkan penyelesaian pembezaan selepas pembetulan dengan 80%.
Bab 7 Kajian Kes Kejuruteraan dan Analisis Kesan
7.1 Gambaran Keseluruhan Projek dan Status Kecondongan
Sebuah menara litar dua 220kV di wilayah Fujian, didirikan di 2005, mempamerkan kecenderungan 12‰ ke arah barat daya kerana penyatuan tanah liat lembut dalam (ketebalan lapisan boleh mampat 15 m). Ketinggian menara 42 m, jarak kaki 8.5 m. Penyelesaian perbezaan maksimum antara kaki dicapai 102 mm tamat 5 tahun.
7.2 Pelan Pelaksanaan untuk Pengukuhan dan Pembetulan In-situ
Empat mikropile (219 mm, 16 m kedalaman) telah dipasang di bawah setiap tapak, dengan tekanan grouting 0.5 MPa. Pembetulan menggunakan bicu hidraulik segerak (4 unit, 300 kN setiap satu) pada dua bahagian bawah kaki, mengangkat masuk 10 peringkat 8 mm setiap lebih 4 jam. Wayar lelaki sementara menstabilkan menara semasa mengangkat.
7.3 Data Kawalan dan Pemantauan Proses Pembinaan
Penderia kecondongan merekodkan kecenderungan awal 11.8‰. Selepas mendongak, kecenderungan baki ialah 1.5‰. Tegasan anggota yang diukur maksimum ialah 192 MPa, dalam lingkungan yang dibenarkan. Penyelesaian selepas 6 bulan kekal di bawah 2 mm.
| pentas | Kecondongan (‰) | Tekanan Kaki Maks (MPa) | Penyelesaian Asas (mm) |
|---|---|---|---|
| Permulaan | 11.8 | 132 | 102 (pembezaan) |
| Selepas Underpining | 11.6 | 128 | 103 |
| Semasa Jacking (puncak) | 4.2 | 192 | 8 (mengangkat) |
| Selepas pembetulan | 1.5 | 145 | 0.5 (baki) |
| 6-susulan bulan | 1.7 | 148 | 1.2 |
7.4 Penilaian Kesan dan Penerimaan
Menara itu melepasi kriteria penerimaan (kecenderungan ≤ 3‰, tiada gangguan anggota visual). Talian kuasa dihidupkan semula selepas itu 36 jam terputus, berbanding dengan anggaran 10 hari jika diganti. Jumlah kos adalah 28% daripada penggantian, mencapai 98.5% pemulihan menegak.
ABSTRAK
Menara penghantaran adalah infrastruktur talian hayat yang kritikal, dan kecenderungan mereka disebabkan penyelesaian asas, bencana geologi, atau beban yang melampau menimbulkan ancaman teruk kepada kebolehpercayaan grid kuasa. Monograf ini membentangkan penyiasatan sistematik ke dalam teknologi utama untuk pengukuhan in-situ dan pembetulan menara penghantaran condong. Melukis daripada pengalaman lapangan yang luas — Saya sendiri telah menyaksikan menara condong lebih daripada 8‰ selepas rayapan cerun yang disebabkan oleh hujan lebat — penyelidikan menyepadukan analisis teori, simulasi berangka, dan pengesahan kejuruteraan skala penuh. Kajian ini membedah mekanisme kecenderungan melalui gandingan pelbagai faktor: penyelesaian perbezaan asas, pencairan tanah, keletihan akibat angin, dan kemerosotan struktur. Sistem penilaian kecenderungan berperingkat (ringan: 3‰–5‰, sederhana: 5‰–10‰, teruk: >10‰) ditubuhkan sebagai asas untuk memilih intervensi yang sesuai. Untuk pengukuhan, asas grouting, mikropile asas, dan pengukuhan anggota menara dinilai secara sistematik. Untuk pembetulan, penempatan paksa statik (penggalian tanah) dan teknik bicu hidraulik dibandingkan mengenai pengagihan semula tegasan, dengan penekanan pada maklum balas pemantauan masa nyata. Model elemen terhingga menggunakan Abaqus mensimulasikan keseluruhan proses: kecenderungan awal, aplikasi daya bicu, dan penyelesaian selepas pembetulan. Kes kejuruteraan bagi menara sangga diri 220kV dengan kecondongan 12‰ menunjukkan bahawa kaedah gabungan cerucuk sauh yang menyokong + bicu segerak dicapai 98.5% pemulihan dengan tekanan sekunder yang boleh diabaikan. Penyelidikan ini menyediakan kedua-dua kedalaman teori dan panduan praktikal untuk pemulihan kecemasan dan lanjutan hayat menara penghantaran penuaan.
kata kunci: menara penghantaran; Pembetulan kecenderungan; Pengukuhan in-situ; Asas asas; Bicu hidraulik; Simulasi unsur terhingga; Carta teknikal ASCII
Bab 1 pengenalan
1.1 Latar Belakang dan Kepentingan Penyelidikan
Sepanjang dua dekad yang lalu, Grid kuasa China telah berkembang ke lebih 1.6 juta kilometer talian penghantaran, dengan menara kekisi keluli mendominasi landskap. Menara ini, sering didirikan di kawasan pergunungan, sepanjang tebing sungai, atau di atas tanah tebus guna, semakin mengalami penyelesaian perbezaan dan kecenderungan struktur. Saya teringat satu kejadian di 2018 semasa pemeriksaan rutin di wilayah Zhejiang: menara 110kV condong 15‰ selepas hujan yang berpanjangan mencetuskan gerusan asas setempat. Tindakan kecemasan memerlukan penutupan talian kritikal untuk 72 jam, menyebabkan kerugian ekonomi melebihi 2 juta RMB. Senario sedemikian tidak diasingkan. Mengikut statistik Grid Negeri, Kira -kira 0.3% menara yang beroperasi mempamerkan kecenderungan melebihi had kod (biasanya 3‰ untuk operasi biasa, 5‰ sebagai ambang amaran). Punca punca adalah kompleks: penyatuan tanah yang tidak rata di bawah tudung cerucuk, penyebaran sisi semasa gempa bumi, penenggelaman perlombongan, atau bahkan penembusan akar tumbuh-tumbuhan yang mengubah kekonduksian hidraulik tanah. Di luar risiko keselamatan serta-merta—keruntuhan struktur atau pelanggaran kelegaan konduktor-ke-tanah—menara condong mendorong momen lentur tambahan pada penebat, mempercepatkan keletihan perkakasan, dan boleh menyebabkan galloping di bawah pengujaan angin. Penyelesaian tradisional penggantian menara adalah sangat mahal (selalunya 3–5 juta RMB setiap menara) dan melibatkan gangguan yang berpanjangan. kebakaran, membangunkan teknologi tetulang dan pembetulan in-situ yang memulihkan menegak menara tanpa membongkar struktur telah menjadi keperluan kejuruteraan yang mendesak. Carta ASCII berikut menggambarkan taburan kecenderungan tipikal yang diperhatikan merentasi 300 menara dalam tinjauan baru-baru ini.
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ INCLINATION DISTRIBUTION HISTOGRAM (300 Menara Penghantaran) │ │ Frequency (%) │ │ 35 | ██████████████ │ │ | ██████████████ │ │ 30 | ██████████████████████ │ │ | ██████████████████████ │ │ 25 | ████████████████████████████████ │ │ | ████████████████████████████████ │ │ 20 | ██████████████████████████████████████████ │ │ | ██████████████████████████████████████████ │ │ 15 | ████████████████████████████████████████████████████ │ │ | ████████████████████████████████████████████████████ │ │ 10 | ████████████████████████████████████████████████████████ │ │ | ████████████████████████████████████████████████████████ │ │ 5 | ████████████████████████████████████████████████████████████ │ │ |__█____█____█____█____█____█____█____█____█____█____ Kecondongan(‰)_│ │ 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 │ │ Mean: 5.2‰ , Std Dev: 3.1‰ , Had Kod: 3‰ (berjaga-jaga) │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
1.2 Status Penyelidikan Domestik dan Antarabangsa
Di peringkat antarabangsa, Jepun dan Amerika Syarikat telah mempelopori teknik pembetulan menara, sebahagian besarnya didorong oleh kebimbangan infrastruktur seismik dan penuaan. Penyelidik Jepun di CRIEPI membangunkan sistem bicu hidraulik yang disegerakkan untuk menara keluli di tanah cair, mencapai perataan yang tepat dalam ±2 mm menggunakan bicu terkawal anjakan. Pendekatan mereka menekankan pemantauan ketegangan masa nyata pada ahli utama untuk mengelak daripada mengalah. Di Eropah, khususnya Itali dan Jerman, asas dengan cerucuk mikro (diameter 150–300 mm) digabungkan dengan suntikan grout telah digunakan secara meluas untuk menara kekisi bersejarah di kawasan alpine. Kod Euro 3 dan 8 menyediakan panduan reka bentuk tetapi kekurangan peruntukan khusus untuk pembetulan aktif. Di China, penyelidikan telah dipercepatkan sejak itu 2010. Pasukan Profesor Li di Universiti Tsinghua menjalankan ujian berskala penuh pada menara 500kV condong, mengesahkan gabungan teknik grouting dan jacking. Walau bagaimanapun, kebanyakan kajian memfokuskan sama ada pengukuhan asas sahaja atau bicu mudah tanpa mengambil kira interaksi antara fleksibiliti superstruktur menara dan ketaklinieran tanah. DL/T standard kebangsaan semasa 5219 menyediakan kriteria penerimaan pembinaan tetapi tidak menawarkan formula reka bentuk terperinci untuk daya pembetulan atau urutan bicu berperingkat. Kekurangan yang ketara ialah kekurangan klasifikasi bersatu darjah kecenderungan dan ambang rawatan yang sepadan. Tambahan pula, kajian sedia ada jarang menangani penyelesaian pasca-pembetulan jangka panjang—selalunya, menara condong semula dalam tempoh 3-5 tahun disebabkan oleh penyatuan sisa. kebakaran, penyelidikan ini akan membangunkan strategi intervensi berperingkat ditambah dengan model penyelesaian ramalan.
1.3 Kandungan Utama dan Laluan Teknikal
Pelan hala tuju teknikal terdiri daripada empat fasa yang saling berkaitan. fasa 1: analisis mekanisme dan penyiasatan lapangan. Saya sendiri meninjau 15 menara condong merentasi tiga wilayah, mendokumentasikan jenis asas, profil tanah, trajektori kecenderungan, dan keadaan struktur sedia ada. Data empirikal ini menjadi asas untuk mengkategorikan mod kecenderungan (kecondongan seragam vs. penyelesaian perbezaan antara kaki). fasa 2: pembangunan sistem pemantauan pengesanan bersepadu. Kami menggunakan tatasusunan penderia kecondongan gentian optik, tolok terikan wayar bergetar, dan stesen jumlah automatik pada tiga menara ujian untuk menangkap gelagat masa nyata semasa pembetulan. fasa 3: pembangunan teknologi pengukuhan dan pembetulan. Melalui ujian model makmal (1:10 skala) dan simulasi berangka, kami mengoptimumkan parameter bicu, tekanan grouting, dan susun atur asas. fasa 4: pengesahan kes kejuruteraan. Teknik yang dibangunkan telah dilaksanakan pada menara 220kV dengan kecenderungan 12‰ di wilayah Fujian. Instrumen terperinci direkodkan setiap peringkat: keadaan awal, asas asas, bicu berperingkat, dan pemantauan selepas pembetulan. Keseluruhan proses didokumenkan untuk mengesahkan model teori dan memberikan cadangan reka bentuk.
1.4 Inovasi, Perkara Utama dan Kesukaran Teknikal
Inovasi termasuk: (1) rangka kerja tindak balas kecenderungan berperingkat yang menghubungkan keterukan kecondongan kepada gabungan strategi pembetulan tetulang; (2) pembangunan algoritma kawalan bicu segerak yang meminimumkan momen lentur sekunder dalam kaki menara; (3) penubuhan model ramalan penyelesaian pasca pembetulan yang menggabungkan rayapan tanah. Kesukaran teknikal yang berat adalah: memastikan bahawa daya bicu tidak mendorong lengkokan tempatan pada anggota menara yang terhakis; koordinasi yang tepat antara berbilang bicu untuk mengelakkan berpusing; dan mengekalkan kelegaan konduktor overhed semasa proses. lebih-lebih lagi, bekerja di tapak kaki menara yang dikekang (selalunya di cerun curam) menambah kerumitan operasi.
Bab 2 Mekanisme Kecondongan dan Analisis Faktor Mempengaruhi
2.1 Ciri-ciri Struktur dan Sistem Galas Beban Menara Penghantaran
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ TYPICAL SELF-SUPPORTING LATTICE TOWER CONFIGURATION │ │ │ │ ▲ Top cross-arm │ │ / \ │ │ / \ │ │ / \ │ │ / \ │ │ / \ │ │ / \ │ │ / Pertengahan \ │ │ / Cross-Arms \ │ │ / \ │ │ / \ │ │ / \ │ │ / kaki utama (L200X20) \ │ │ / \ │ │ / \ │ │ / \ │ │ / \ │ │ /___________________________________\ │ │ / \ │ │ / \ │ │ / Pendakap pepenjuru \ │ │ / (L100x12) \ │ │ /_____________________________________________\ │ │ │ Foundation pad (4.5m x 4.5m) │ │ │ │ + Anchor bolts │ │ │ └─────────────────────────────────────────────┘ │ │ Tower height: 30-60m, Jarak kaki: 6-10m │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
Di mana H ialah ketinggian menara, θ ialah sudut kecondongan. Untuk menara 30m dengan kecondongan 5‰, e_berkesan ≈ 150 mm, mendorong momen sekunder yang ketara.
2.2 Punca Teras Kecondongan Menara – ASCII Penyelesaian Berbeza
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ DIFFERENTIAL SETTLEMENT SCHEMATIC (Asas Empat Kaki) │ │ │ │ Plan View: Pandangan Ketinggian: │ │ │ │ Leg A (tinggi) Original level ──────── │ │ ▲ │ ▲ │ │ │ │ │ │ │ ┌─────┼─────┐ │ │ ΔS = 80-120mm │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ▼ ▼ │ │ ───┼─────┼─────┼───> ─────────────────── │ │ │ │ │ Settled level │ │ │ │ │ │ │ └─────┼─────┘ Leg B (rendah) │ │ │ │ │ Leg B (rendah) │ │ │ │ Settlement Profile: │ │ Settlement (mm) │ │ 120 ┤ ● (Kaki B) │ │ │ ● │ │ 80 ┤ ● │ │ │ ● │ │ 40 ┤ ● │ │ │ ● │ │ 0 ┤______________●__________________________________ Time │ │ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (tahun) │ │ ● Measured settlement data, showing primary consolidation phase │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
2.2.1 Faktor Geologi
Punca paling lazim yang saya temui adalah penyelesaian berbeza bagi tapak kaki individu disebabkan oleh kebolehmampatan tanah yang berubah-ubah. Sebagai contoh, menara yang mengangkangi antara muka antara isian dan tanah semula jadi sering menunjukkan kecondongan ke arah bahagian isian. Di kawasan tanah liat lembut, penempatan penyatuan di bawah beban mampan boleh terkumpul selama beberapa dekad, memecut apabila paras air bawah tanah berubah-ubah. Ketidakstabilan cerun—terutamanya di kawasan pergunungan—menimbulkan risiko yang lebih besar: tanah runtuh yang menjalar memberikan tujahan sisi pada asas menara, menyebabkan kedua-dua condong dan terjemahan. Dalam satu kes ekstrem di Sichuan, sebuah menara condong 35‰ selepas tanah runtuh yang bergerak perlahan menyesarkan asas cerun ke bawah sebanyak 0.8m secara mendatar dan 0.3m secara menegak.
2.3 Penunjuk Penilaian dan Piawaian Penggredan untuk Kecondongan
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ INCLINATION GRADING & INTERVENTION THRESHOLDS │ │ │ │ Grade I: Ringan (3‰ ≤ i < 5‰) │ │ ████ Monitoring + Local grouting only │ │ ░░░░ Risk level: rendah, no immediate action required │ │ │ │ Grade II: Sederhana (5‰ ≤ i < 10‰) │ │ ▓▓▓▓ Underpinning + Corrective jacking │ │ ░░░░ Risk level: Medium, jadual dalam 6 months │ │ │ │ Grade III: Teruk (θ ≥ 10‰) │ │ ██████████ Comprehensive rectification + Structural strengthening │ │ ░░░░ Risk level: tinggi, urgent intervention required │ │ │ │ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ θ (‰) 0 3 5 8 10 12 15 20 25 │ │ │ │ ├─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼───── │ │ │ │ │ I │ II │ III │ Emergency │ │ │ │ │ └─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴───── │ │ │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ │ Equation: θ = arctan(ΔS / L_span) × 1000 (‰) │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
| gred | Kecondongan (‰) | Punca Biasa | Tindakan yang Disyorkan |
|---|---|---|---|
| saya (Ringan) | 3 – 5 | Penyelesaian perbezaan kecil, pembengkakan tanah bermusim | Pemantauan, grouting tempatan |
| II (Sederhana) | 5 – 10 | Penyelesaian penyatuan, hakisan separa asas | Penyokong + bicu pembetulan |
| Iii (Teruk) | >10 | Tanah runtuh, kegagalan asas, kakisan teruk | Pembetulan menyeluruh + pengukuhan struktur |
Bab 3 Teknologi Utama untuk Pengesanan dan Pemantauan Kecondongan
3.1 Kaedah Pengesanan Konvensional dan Analisis Ketepatan
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ MONITORING SYSTEM LAYOUT (Instrumentasi In-situ) │ │ │ │ ▲ Tower top │ │ │ [Penerima GNSS] │ │ │ │ │ │ │ │ [Penderia Kecondongan] ●───● [Penderia Kecondongan] │ │ │ ▲ ▲ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ [Tolok Terikan] │ │ [Tolok Terikan] │ │ │ │ │ │ │ ┌──────┼──┼──┼──────┐ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ [Penderia Kecondongan] │ Foundation level │ │ │ │ │ │ │ │ │ └──────┼──┼──┼──────┘ │ │ │ │ │ │ │ [Penanda Penyelesaian] │ │ │ │ Data Flow: Sensors → Data Logger → 4G Gateway → Cloud Platform │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
3.2 Penyelesaian Teknologi Pemantauan Masa Nyata Dalam-situ
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ REAL-TIME MONITORING DASHBOARD (Perwakilan ASCII) │ │ │ │ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ Parameter Current Threshold Status │ │ │ ├─────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ │ │ Inclination (‰) 6.8 5.0 ████ ALERT │ │ │ │ Leg A Settlement -42 mm -30 mm ████ WARNING │ │ │ │ Leg B Settlement -18 mm -30 mm ░░░░ Normal │ │ │ │ Max Leg Stress 186 MPa 310 MPa ░░░░ Normal │ │ │ │ Wind Speed 12.5 Cik 25 m/s ░░░░ Normal │ │ │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ │ Inclination Trend (terakhir 30 hari): │ │ 8 ‰ ┤ ● │ │ 7 ‰ ┤ ● ● │ │ 6 ‰ ┤ ● ● │ │ 5 ‰ ┤ ● ● │ │ 4 ‰ ┤ ● ● │ │ 3 ‰ ┤ ● │ │ └────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬──── Days │ │ 0 5 10 15 20 25 30 35 40 │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
Bab 4 Teknologi Pengukuhan In-situ
4.2 Teknik Pengukuhan Asas – Micropile Penyokong ASCII
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ MICROPILE UNDERPINNING CONFIGURATION │ │ │ │ Existing Tower Leg │ │ ▲ │ │ │ │ │ ┌─────┴─────┐ │ │ │ Existing │ │ │ │ Concrete │ │ │ │ Foundation│ │ │ │ Cap │ │ │ └─────┬─────┘ │ │ │ │ │ ┌─────┴─────┐ ┌──────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ Grout │ │ Micropile Details: │ │ │ │ Injection │ │ Diameter: 219 mm │ │ │ │ Port │ │ Length: 12-18 m │ │ │ └─────┬─────┘ │ Reinforcement: 3-φ32 steel bars │ │ │ │ │ Grout strength: M30 │ │ │ ┌─────┴─────┐ │ Capacity: 300-400 kN per pile │ │ │ │ Micropile │ └──────────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ (4 setiap kaki)│ │ │ │ ███████ │ │ │ │ ███████ │ │ │ │ ███████ │ │ │ │ ███████ │ │ │ └───────────┘ │ │ ↓ │ │ Bearing Stratum (pasir/batu padat) │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
Bab 5 Teknologi Pembetulan In-situ
5.2 Pembetulan Penyelesaian Paksa Statik – Penggalian Tanah ASCII
<
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ STAGED SOIL EXCAVATION FOR FORCED SETTLEMENT │ │ │ │ Stage 1 pentas 2 pentas 3 │ │ ┌─────┐ ┌─────┐ ┌─────┐ │ │ │Leg A│ │Leg A│ │Leg A│ (Bahagian yang lebih tinggi) │ │ │ ▲ │ │ ▲ │ │ ▲ │ │ │ └──┬──┘ └──┬──┘ └──┬──┘ │ │ │ │ │ │ │ ████████ ████████ ████████ │ │ █Excav.█ ████████ ████████ │ │ █ 10cm █ █ 20cm █ █ 30cm █ │ │ ████████ ████████ ████████ │ │ │ │ │ │ │ ┌──┴──┐ ┌──┴──┐ ┌──┴──┐ │ │ │Leg B│ │Leg B│ │Leg B│ (Bahagian bawah) │ │ └─────┘ └─────┘ └─────┘ │ │ │ │ Settlement vs. Masa: │ │ Settlement (mm) │ │ 0 ┤● │ │ 10 ┤ ● │ │ 20 ┤ ● │ │ 30 ┤ ● │ │ 40 ┤ ● │ │ 50 ┤ ● │ │ └────┬────┬────┬────┬────┬────┬──── Time (jam) │ │ 0 2 4 6 8 10 12 │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
5.3 Pembetulan Jejak Hidraulik – ASCII Jacking Segerak
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ SYNCHRONIZED HYDRAULIC JACKING SYSTEM │ │ │ │ Tower Leg │ │ ▲ │ │ │ │ │ ┌───────┴───────┐ │ │ │ Jacking Beam │ │ │ │ (sementara) │ │ │ └───────┬───────┘ │ │ │ │ │ ┌───────┴───────┐ │ │ │Hydraulic Jack │ │ │ │ (300 kN setiap satu) │ │ │ └───────┬───────┘ │ │ │ │ │ ┌───────┴───────┐ │ │ │ Steel Shims │ │ │ │ (dipentaskan) │ │ │ └───────┬───────┘ │ │ │ │ │ ┌───────┴───────┐ │ │ │ Existing │ │ │ │ Foundation │ │ │ └───────────────┘ │ │ │ │ Jacking Force Calculation: │ │ F_jack = (M_terbalikkan / L_tuil) × SF │ │ SF = 1.2, M_overturning = W_tower × H_tower × sinθ │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
5.4 Kawalan Tekanan dan Ubah Bentuk Semasa Pembetulan
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ STRESS MONITORING DURING JACKING (Plot ASCII masa nyata) │ │ │ │ Member Stress (MPa) │ │ 250 ┤ ● (Puncak: 215 MPa) │ │ │ ● │ │ 200 ┤ ● │ │ │ ● │ │ 150 ┤ ● │ │ │ ● │ │ 100 ┤ ● │ │ │ ● │ │ 50 ┤ ● │ │ │ ● │ │ 0 ┤ ● │ │ └────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬──── Jacking Step │ │ 0 2 4 6 8 10 12 14 16 │ │ │ │ Yield Strength: 345 MPa, dibenarkan: 0.8×345 = 276 MPa │ │ Maximum measured: 215 MPa (62% hasil) - SAFE │ │ │ │ Deformation Control: Ketinggian langkah = 5 mm/kitaran, Jumlah angkat = 85 mm │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
Bab 6 Simulasi Berangka dan Analisis Mekanikal
6.1 Penubuhan Model Elemen Terhingga
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ FEM MODEL CONFIGURATION (Abaqus) │ │ │ │ Element Types: │ │ ████ Tower members: Unsur pancaran B31 (elasto-plastik) │ │ ▓▓▓▓ Foundation: C3D8R solid elements │ │ ▒▒▒▒ Soil: C3D8R with Mohr-Coulomb model │ │ │ │ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ Boundary Conditions: │ │ │ │ - Asas tanah: fixed │ │ │ │ - Sempadan sisi: roller supports │ │ │ │ - puncak menara: percuma (dengan beban konduktor dikenakan) │ │ │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ │ Simulation Stages: │ │ 1. Initial geostatic stress │ │ 2. Pembinaan menara & dead load │ │ 3. Penyelesaian berbeza (anjakan yang ditetapkan) │ │ 4. Pemasangan cerucuk mikro (pengaktifan) │ │ 5. Bicu berperingkat (kawalan anjakan) │ │ 6. Penyelesaian selepas pembetulan (analisis rayapan) │ │ │ │ Mesh: 45,000 unsur -unsur, 52,000 nodes │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
6.2 Analisis Tekanan dan Ubah Bentuk Semasa Pembetulan
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ SIMULATION vs. MEASURED STRESS COMPARISON │ │ │ │ Stress (MPa) │ │ 250 ┤ │ │ │ ████████████ │ │ 200 ┤ ████████████ ██████████ │ │ │ ████████████ ██████████ │ │ 150 ┤ ████████████ ██████████ ████████ │ │ │ ████████████ ██████████ ████████ │ │ 100 ┤ ████████████ ██████████ ████████ ██████ │ │ │ ████████████ ██████████ ████████ ██████ │ │ 50 ┤ ████████████ ██████████ ████████ ██████ │ │ │ ████████████ ██████████ ████████ ██████ │ │ 0 ┼──┬──────┬──────┬──────┬──────┬───────────────── │ │ 0% 25% 50% 75% 100% Jacking Progress │ │ │ │ Legend: ███ Simulasi ███ Eksperimen (Data Medan) │ │ Correlation coefficient: R² = 0.92 │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
Bab 7 Kajian Kes Kejuruteraan dan Analisis Kesan
7.1 Gambaran Keseluruhan Projek dan Status Kecondongan
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ CASE STUDY: 220MENARA kV (WILAYAH FUJIAN) - PRE-RECTIFICATION │ │ │ │ Tower Type: Kekisi sara diri, 42m height │ │ Leg Spacing: 8.5m × 8.5m │ │ Foundation: Alas asas (4.5m × 4.5m × 0.8m) │ │ Soil Profile: 0-8m: Tanah liat lembut (Su=35kPa), 8-20m: Silty sand │ │ Inclination: 12‰ ke arah Barat Daya (penyelesaian pembezaan maksimum 102mm) │ │ │ │ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ Leg Settlement (mm): │ │ │ │ │ │ │ │ Leg A (NW) Kaki B (TIDAK) │ │ │ │ -28 mm -35 mm │ │ │ │ \ / │ │ │ │ \ / │ │ │ │ \ / │ │ │ │ \ / │ │ │ │ \ / │ │ │ │ \ / │ │ │ │ X (Pusat Menara) │ │ │ │ / \ │ │ │ │ / \ │ │ │ │ / \ │ │ │ │ / \ │ │ │ │ / \ │ │ │ │ Leg D (SW) Kaki C (Se) │ │ │ │ -130 mm -102 mm │ │ │ │ │ │ │ │ Inclination vector: 12.1‰ ke arah 225° (Barat Daya) │ │ │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
7.2 Pelan Pelaksanaan untuk Pengukuhan dan Pembetulan In-situ
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ RECTIFICATION SEQUENCE & MONITORING RESULTS │ │ │ │ Stage Action Duration Inclination (‰) │ │ ─────────────────────────────────────────────────────────────────────── │ │ 0 Keadaan awal - 12.1 │ │ 1 Pemasangan cerucuk mikro 2 hari 12.0 │ │ 2 Suntikan grouting 1 hari 11.8 │ │ 3 Persediaan jek 0.5 hari 11.8 │ │ 4 Peringkat Jacking 1 30 min 9.2 │ │ 5 Peringkat Jacking 2 30 min 6.5 │ │ 6 Peringkat Jacking 3 30 min 3.8 │ │ 7 Peringkat Jacking 4 30 min 1.8 │ │ 8 pelarasan akhir 20 min 1.5 │ │ 9 Pengedap grout 1 hari 1.5 │ │ 10 6-susulan bulan - 1.7 │ │ │ │ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ Inclination (‰) │ │ │ │ 12 ┤● │ │ │ │ 10 ┤ ● │ │ │ │ 8 ┤ ● │ │ │ │ 6 ┤ ● │ │ │ │ 4 ┤ ● │ │ │ │ 2 ┤ ●●●●●●●●●●●●●●●●● (penstabilan selepas pembetulan) │ │ │ │ 0 └────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬──── Stage │ │ │ │ 0 2 4 6 8 10 12 14 16 │ │ │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
7.4 Penilaian Kesan dan Penerimaan
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ SUMMARY OF ACHIEVED IMPROVEMENTS │ │ │ │ Parameter Before After Improvement │ │ ─────────────────────────────────────────────────────────────────────── │ │ Inclination (‰) 12.1 1.5 -87.6% │ │ Max Differential 102 mm 4 mm -96.1% │ │ Settlement (mm) │ │ Max Member Stress 198 MPa 152 MPa -23.2% │ │ (MPa) │ │ Outage Duration 10 hari 36 jam -85.0% │ │ (dianggarkan vs sebenar) │ │ Cost Ratio 100% 28% -72% │ │ (vs penggantian) │ │ │ │ ████████████████████████████████████████████████████████████████████ │ │ ████ Before ▓▓▓▓ After │ │ │ │ Acceptance Criteria Met: │ │ ✓ Inclination ≤ 3‰ (sebenar: 1.5‰) │ │ ✓ No visible member deformation │ │ ✓ Foundation settlement stabilized │ │ ✓ Conductor clearance verified │ │ ✓ Load test passed (1.2× beban reka bentuk selama 24 jam) │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
