高强环形混凝土电杆的技术特点分析与结构设计探讨

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摘要：随着城镇输电网的发展和对输电线路的要求逐渐提升，混凝土电杆的生产技术也在持续发展和进步，高强环形的混凝土电杆在电力供应系统中也得到了广泛的应用。通过对高强环形混凝土电杆的构造和结构设计原则的分析，明确了高强环形电杆的技术特点，由此从应用结构以及经济层面上实现了高强环形混凝土电杆的设计。

关键词：高强环形 混凝土 电杆 技术特点 结构设计

1、高强环形混凝土电杆的构造原理和结构性能

随着当前高强环形混凝土预应力技术的发展，高承载能力的环形的预应力电杆的使用发展越来越快，越来越多，主要由于我国基础工作的持续发展，水泥工业和钢铁工业有着较大的发展，尤其是高标准型号的水泥以及多种添加剂的应用，随着高强度钢筋的出现，为水泥电杆的发展奠定了基础。随着电力需求的持续发展，对电网建设的需求持续提高，输电网和配电网逐渐向大的线径、大档距和多回路的方向发展。原本的电杆无法满足10kv架空输电和配电线路的设计需求，为了保证输电线路的安全和合理，应降低使用钢结构的电塔替代由此增加了投资，由此提出了新型的高强环形混凝土电杆性能要求，提出了更高的标准。

我国预应力混凝土由于对抗裂性能的要求，分成严格要求不产生裂缝、一般要求不出现裂缝以及允许产生裂缝三个等级，当前的国家标准GB/T4623-2006将电杆区分为有限的混凝土电杆和部分预应力的电杆，而当有限的预应力电杆在标准荷载时，不产生裂缝，也就是抗裂的检验因素允许的值大于1.0时，部分的预应力混凝土电杆在标准荷载的80%时，不产生裂缝。也就是当抗裂的检验系数的允许值大于0.8时，而在标准的荷载作用条件下，产生的裂缝宽度应小于

2、高强环形混凝土电杆的设计原则

锥形的电杆是变截面的构建，锥度的角度一般为1/75，电杆的顶部和底部的直径以及截面积相差较大，主要由于混凝土电杆的受力结构所影响而决定的。这种高强度的环形混凝土电杆的配筋，能使用部分通长的预应力的刚劲，此外还可根据弯矩的设计在根部布置了一定长度的非预应力的钢筋骨架，而后从根部到顶部逐段进行抽筋，由此满足了预应力混凝土的抗裂缝的要求。同时又能够实现电杆段所达到的高强度的需求。电杆截面积和配筋率以及承载能力从顶部向根部逐步增加，与外力对电杆所产生的弯矩大小一致，从而能有效节约施工的材料，达到良好的性能，实现良好的结构。

3、高强环形混凝土电杆的性能特点

高强环形的混凝土电杆作为一种新型的结构形式和要求，由此普通的混凝土电杆以及钢结构的杆塔相比，在很多方面存在着一定的优势。与普通的混凝土电杆相比，这种高强环形的混凝土的承载能力得到了明显的提高，优化了电杆的结构，使用了先进的生产工艺，从而提升了3-5倍的混凝土电杆。实现了大线径以及多回路的输电线路的设计要求，在电杆的钢筋配置上，通过选择优质的碳素钢丝与II级的钢相比较实现了优化的组合和配置，能有效发挥不同施工性能的力学要求，使电杆的设计都较为合理。高强度的混凝土电杆同时具有混凝土电杆与普通的电杆两种性能要求。从而具有较好的韧性和抗裂的性能，能在有效控制在裂缝、变形以及破坏控制的使用状况下，结构较为安全可靠。有了有效改进的混凝土的配合比，通过加入特殊的活性添加剂以及活性的材料，有效提高了电杆混凝土的强度等级，有效提高了产品的抗腐蚀的性能，实现了耐久性能的使用寿命。

4、高强混凝土电杆结构设计

4.1 钢筋

钢筋的配制使用了附加的钢筋和主筋混合配制的方式，不仅有效克服了普通水泥杆的抗击裂缝的问题。同时解决了高强度预应力混凝土脆性较强且刚度不足等问题。从而使不同材料力学性能得到了有效的应用。一般可采用强度较高且机械性能较好的预应力混凝土使用钢筋或者钢丝作为电杆的主筋。使用了混凝土预应力使用为附加筋，实现了相应附加筋长度的分段配制，保证了电杆的附加力学的性能，同时也缓解了钢筋过密混凝土布料困难的需求和问题。在对高强形混凝土的结构设计时，应综合考虑到生产厂家的镦头设备，如果是冷镦的镦头，电杆的主筋应选择预应力混凝土使用钢丝，由于PC钢棒能用于热镦的镦头，而若是采用冷镦镦头，那么则容易在镦头处产生裂纹，导致镦头断裂，导致预应力的施加程度不够，难以保证相应的力学性能。

4.2 高强度的混凝土

一般使用水泥、砂石以及减水剂为原材料，实现了C60以及以上强度的混凝土以及以上的混凝土，对电线杆段的刚度以及抗裂的性能提供了可靠的保证。高强度的电杆的力学性能对混凝土的强度较为敏感，一般的电杆的力学性能提高一个等级，能节约两条配筋。由于混凝土的电缆并不采用蒸压进行养护，混凝土的搅拌设备也并不先进。由此，相应的混凝土电杆等级应该为C60～C70，当混凝土电杆的等级越高，那么混凝土电杆的稠度影响难以进行布料，从而难以保证混凝土电杆的质量。

4.3 壁厚设计

根据实际的理论了解到，高强环形的混凝土电杆的壁厚越大，电杆的极限设计的弯矩也就越大，从而有利于减少钢筋的使用量，不仅从运输以及安全便利方面而言，壁厚一般不应该过大。一般稍径为190的电杆，壁厚为t≤60mm，而当稍径>230杆时，壁厚过厚，当配合比不合理的状况下，电杆内壁的净浆层容易出现裂缝。

4.4 实现厚度的设计和保护

国家的标准规定要求混凝土的保护层的厚度应大于或者等于15。并且由于纵向的钢筋和所在位置的半径越大，电杆的极限设计弯矩越大，为了确保工艺的温差，由此一般的保护层的设计厚度为17。但对于较大的弯矩杆，由于脱模过程中预应力放张混凝土受压，由此在根端容易造成钢筋外保护层混凝土的破坏剥落，或者沿着圆周方向钢筋外的保护层产生了裂纹。影响了产品的质量。由此大弯矩杆根端的保护层厚度为20。稍端的设计为17m。

参考文献

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