国网配电网培训课程之环形混凝土电杆介绍

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一、概述

杆塔分为电杆和铁塔两大类,其作用主要是用来支撑导线、避雷线、绝缘子及横担。它除了使导线保持对地及其他设施(如建筑物、公路、铁路、船桅、管道、电力线、通信线等)应有的安全距离外,还承受导线、避雷线、其他部件本身的重力及冰雪、侧面风的压力等。转角杆和终端杆还承受导线张力、避雷线角度张力和不平衡张力,因此对杆塔的要求是必须有足够的机械强度。

电杆在我们实际应用中主要指的是利用钢筋和混凝土浇筑制作而成的水泥杆。水泥杆结构简单,节约钢材,基础简易,工程量小,工程造价低,经久耐用,运行维护费用低等等优点,其缺点是笨重,运输困难,所以对于较高的混凝土电杆均采用分段制造,现场安装。在35kV~110kV线路中均可选用混凝土电杆,35kV及以下线路中大量使用的都是混凝土电杆。

二、环形混凝土杆的定义

钢筋混凝土电杆(G):纵向受力钢筋为普通钢筋的电杆。

预应力混凝土电杆(Y):纵向受力钢筋为预应力钢筋的电杆,抗裂检验系数允许值[γcr]=1.0。

部分预应力混凝土电杆(BY):纵向受力钢筋由预应力钢筋和普通钢筋组合而成或全部为预应力钢筋的电杆,抗裂检验系数允许值[γcr]=0.8。

裂缝:电杆表面有伸入混凝土内部的缝隙。

漏浆:电杆表面因水泥浆流失而露出集料。

露筋:电杆内部的钢筋未被混凝土包裹而外露。不包括电杆端部的纵向预应力钢筋头。

塌落:电杆内壁混凝土成块状脱落。

蜂窝:电杆表面因漏浆或缺少水泥砂浆而引起的蜂窝状空洞。

麻面:电杆外表面呈现的密集微孔。

粘皮:电杆外表面的水泥浆层被模具粘去后留下的粗糙表面。

龟纹:电杆外表面呈现出龟背状纹路,无整齐的边缘和明显的深度。

水纹:电杆外表面湿润时呈现可见微细纹路,水分蒸发后纹路随之消失。

普通纵向受力钢筋:宜采用热轧带肋钢筋或热轧光圆钢筋,其性能应分别符合GB1499、GB13013的规定。预应力纵向受力钢筋:宜采用预应力混凝土用钢丝、钢绞线和钢棒(热处理钢筋)其性能应分别符合GB/T5223-2002、GB/T5227-2003和GB/T5223.3-2005的规定。以上12个电杆的关键字也是我们日常工作中检验电杆的标准之一。本章节结合《环形混凝土电杆GB/T 4623-2006》进行诠释。

 

三、预应力混凝土电杆

1、预应力混凝土电杆:钢筋混凝土电杆的钢筋先经预拉,在钢筋张紧状态下,与混凝土结成统一整体,待混凝土达到一定强度后,再放松钢筋。钢筋产生弹性收缩变形,而使混凝土得到预压应力。而当电杆加上受拉荷重时,这个预压应力就可以抵消一部分或全部的拉力,从而达到钢筋与混凝土两者变形的一致,充分发挥其强度。预应力混凝土电杆与音通混凝土电杆比较有如下优点:

(1)强度大,抗裂性能好。

(2)节约材料,由于采用了高强度钢材,又施加了预应力。钢材能充分发挥作用,节约钢材40%左右、减少混凝土 10%~20%。

(3)重量轻,施工运输方便,且降低了造价。

2、预应力电杆属于专门用途的建筑物或类似的构筑物领域,它是用混凝土制成,设有内部配筋,主要用于35千伏以上架空输电线路。

由此可得出我们在10kV架空 配电线路中常使用的水泥杆均为非预应力钢筋混凝土电杆和部分预应力混凝土电杆,非预应力钢筋混凝土电杆常见的有Φ190*12m,Φ190*15m,Φ230*15m等等。部分预应力混凝土电杆常见的有法栏杆F230*15m,F300*15m,F300*11m,F400*11m等法栏杆和法兰组装。

 

四、环形混凝土杆的分类

环形混凝土杆按照外形分为:锥形杆(Z)和等径杆(D)两种。锥形杆和等径杆还有整根杆和组装杆之分。

锥形杆即是一头大一头小的电杆,等径杆即是两头一样大的电杆,整根杆为浇筑制作为一个整体,组装杆侧为分几段浇筑制作,运输到现场以后组装,组装方式有焊接和螺栓链接两种。

环形混凝土杆按照产品的不同配筋可分为:钢筋混凝土电杆,预应力混凝土电杆,部分预应力混凝土电杆。


五、环形混凝土杆的埋设深度

下表为10kV配电线路常用的水泥杆埋设深度。

杆高

8.0

9.0

10.0

12.0

13.0

15.0

埋深

1.5

1.6

1.7

1.9

2.0

2.3

六、 环形混凝土杆的基础

基础用来支承杆塔,承受所有上部结构的荷载,一般受到下压力、上拔力、倾覆力等作用。其型式应结合线路沿线地质特点、施工条件、杆塔形式等因素综合考虑来选择。根据支承的杆塔类型,基础分为电杆基础和铁塔基础两类。

电杆基础主要采用装配式预制基础,分为本体基础、卡盘和拉线基础,如图1所 示。本体基础即底盘图1中(a),用以承受电杆本体传递的下压力。卡盘图1中(b)承受倾覆力,起稳定电杆的作用。拉线基础承受上拔力的作用,可分为拉盘基础、重力式拉线基础和锚杆拉线基础,一般使用拉盘基础图1中(c)。当土质较差、最大一级拉盘基础也满足不了上拔力的要求时,必须使用重力式拉线基础。锚杆基础是将拉线棒用水泥砂浆或细石混凝土直接锚在岩孔内而成,一般用于 微风化或中风化的岩石地基。管体有很强的绝缘性能、抗高温与严寒、不易变形与破裂、安装快捷方便、使用年限长。


图1:电杆基础

本体基础即为底盘,钢筋混凝土电杆一般使用,但是在实际工程中用得不是很多,大多适用于土质较为疏松和流沙图中使用,防止底下泥土太松,电杆下沉。目前水泥杆的基础还可以预制成套图的形式,简称套图基础。底盘、卡盘、拉盘基础一般大小都在600mm左右,所以大家在实际应用中根据所选择的基础大小定位所需要的实际占地面积。


图2:电杆拉盘


图3:电杆底盘

  

七、环形混凝土杆梢径、长度参数

 杆塔梢径计算:等径杆都是两头直径一样大,所以杆身任意位置的梢径大小都是一样大,对于锥形水泥杆,可根据锥度来计算,如锥度为1/75的水泥杆、Φ190*15米水泥杆,计算距离顶1米处的直径大小。D=190+(1000mm/75)=203.33mm。

锥度为1/75可理解为从杆顶往下,每下降75mm,电杆的直径变大1mm。

国网物资词条:锥形水泥杆,部分预应力,焊接组装杆,18m,230mm,M,可解释为,梢径230mm,杆高18米,焊接组装杆,锥形1/75,部分预应力,M为开裂检验荷载代号。


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