高强度环形部分预应力混凝土电杆的研制.pdf

2 0 0 7 年第4 期 上 海 电力 高强度环形部分预应力混凝土电杆的研制 陈伟信 ， 王 小芸 ， 林 前 ( 上海电力线路器材有 限公 司 ， 上海2 0 0 2 3 5 ) 摘 要 ： 为适应 城市电网发展对输 电线路发展 的需 求 ， 节约土地资源 ， 研发 了高强度环形部分预应力混凝 土电 杆 。文章介绍 了电杆 的技 术特点与力学性能指标 ， 通过设计实例 的检验结 果计 算和评定 ， 可以预计 ， 该 电杆 的 应用可获得较大 的社会效 益与经济效益 。 关键词 ： 电杆 ； 锥形组装杆 ； 研制 中 图 分 类 号 ： TM7 5 3 文 献 标 识 码 ： B 1 引言 2 4 m、 2 7 m、 3 0 m 高强 度 环 形 部分 预应 力混 凝 土 电杆项 目， 是 根 据 当前 上 海 城 市 电 网发 展对 输 电线路 的需 求 而 研 制 开发 的 ， 满 足 了高 压 和超 高压对 输 电线 路 的要求 。 2 4 m、 2 7 m、 3 0 m 高 强 度 环 形部 分 预 应 力 混 凝土 电杆 适用 于城 市 1 0 k V、 3 5 k V 及 多线 共 杆 ； 1 1 0 k V 单 回路 和 双 回 路 直 线 不 带 拉 线 ； 2 2 0 k V 线路 双 杆加 桥 架 ， 不 设 叉 粱 ， 不 带 拉线 ， 并 可 替 代 部分铁 塔 和钢 管 。 开发研 制 2 4 m、 2 7 m、 3 0 m 高 强度 环 形部 分 预应力混凝土电杆， 不仅可节 省大量 的宝贵土地 资源 和 昂贵 的征 地 费用 ， 还可 节 省 大量 的工 程 投 资 ， 加 快 电力 工 程 建 设 的速 度 。 由于 该 电杆 在 抗 腐 蚀 和耐 酸雨方 面均 优 于 铁 塔 和 钢 管 杆 ， 可 节 省 大 量 的维修 工程 费用 。 2 4 m、 2 7 m、 3 0 m 高强 度 环 形 部 分 预 应 力 混 凝土电杆项 目的研制成功， 不仅符合 目前电力的 发展 与需 求 ， 而且 可 以预计 ， 该 电杆 的应 用可 获 得 较 大 的社会效 益 和经 济效 益 。 ‘ 2 技术特点 与力学性能指标 2 ． 1 产 品形 式 高强度 环 形部 分应 力混 凝 土 电杆产 品为 锥形 组装 杆 ， 锥 度 为 1：7 5 ， 采 用 组 装 形 式 。其 直 径 、 长度 、 标准检验弯矩 、 标准荷载符合 产品标准要 求 ， 如 图 1所示 。 2 ． 2 技术 特点 ( 1 )2 4 m、 2 7 m、 3 0 m高强度环形部分预应 力混 凝 土电杆 采用标 准 化分 段设 计 。电杆 具 有通 图 1 27 、 3 0 m 高强 度 环 形 部 分 琐 应 力 混 凝 土 电杆 尺 寸 不 意 图 用性强 、 设计科学、 结构合理 、 抗拉弯矩大、 强度高 的特点 ， 方 便产 品生 产加 工 ， 有利 于产 品 的运输 和 吊装 。 ( 2 )2 4 m、 2 7 m、 3 0 m 高 强 度 环 形 部 分 预 应 力 混凝 土 电杆 采 用 高 强度 钢 筋 材 料 ， 改 进 了混 凝 土 配方 比。 ( 3 )改进 了张 拉 力 的设 计 和 张拉 方 式 ， 解 决 大 吨位 电杆 预应 力 张拉后 所 引起 的变形 问题 。 ( 4 )合 理 利 用 预 应 力 钢 筋 和 非 预 应 力 钢 筋 ， 采用 交叉 配合 设 计 ， 提 高部 分 预 应 力 电杆 的抗 拉 强度 和抗 裂性 ， 延 长 了电杆 的使用 寿命 。 ( 5 )采 用 标 准 化 通 用 性 系 列 设 计 ， 方 便 加 工 生产 。 2 ． 3力学性 能指 标 一 41 7— 维普资讯 上 海 电力 2 0 0 7 年第4 期 产品的力学性能表如表 1 、 表 2所示 。 裹 1 产 品力学性能( 1 ) 标准检验弯矩／ k N I T I 标准荷载／ k N 产品规格／ m A 型 B型 A 型 B型 2 7 0 2 4 2 4 0 3 8 0 1 0 ． 1 1 1 6 ． O0 2 7 0 2 7 27 O 4 3 0 1 0 ． 0 9 1 6 ． O7 2 7 0 3 0 3 0 0 4 8 0 1 O． O 8 1 6 ．1 3 3 检验结果计算 3 ． 1 弯矩计算 锥形杆采用悬臂式试验时， 实测弯矩按式 ( 1 ) 计算 M — P gLl ( 1 ) 式 中 —— 任一级荷载作用 下的弯矩值 ， k N r r l ； P —— 任一级荷载加荷值 ， k N； L 。 —— 荷载点高度 ， r r l 。 3 ． 2 抗裂计算 计算实裂弯矩与开裂检验弯矩之 比， 求得 电 杆 的抗 裂 检验 系数 ， - ， 按式 ( 2 ) 计 算 一 甏 (2 ) 式 中 ——抗裂 检验 系数 ， 初 裂 弯矩实 测值 与 开裂 检 验 弯矩之 比值 ； M， 一实测初裂弯矩值 ， k N r r l ； —— 开裂检验弯矩值 ， k N r r l 。 3 ． 3 挠度计算 悬臂式试验时， 任一级荷载作用下 的梢端挠 度， 按式( 3 ) 计算 口 一口G一 ≠塑L+口 A ( 3 ) L Z 式中a ——悬臂 式试 验时 ， 任 一 级荷 载作 用 下 的梢端 挠度值 ， mm； a 。 —— 由测量仪器测得 的任一 级荷 载作用下 梢端 的变形值 ， mm； a —— 由测量仪器测得的任一级荷载作用下 A测 点处 的变形值 ， mm a —— 由测量仪 器测得 的任一级荷 载作用下 B测 点 处的变形值 ， mm； L —— 电杆总长度 ， m m； L z —— 电杆支 持点高度 ， mm。 4 试 验结果评定 4 ． 1 承载 力检 验弯 矩 实测承载力检验弯矩 ， 应符合式( 4 ) 要求 ≥ M女 ( 4 ) 式 中M： —— 电杆承载力检验弯矩实测值 ， k N r r l ； —— 电杆 承载力综 合检验系数 ， 取值为 2 l —— 开裂检验 弯矩值 ， k N r r l 。 4 ． 2抗裂 检验 ( 1 )钢筋 混凝 土 电杆抗 裂检 验结 果 ， 用 1 0 0 开裂检验弯矩下最大裂缝宽度 w 和卸荷 后残 余裂缝宽度 表示 w <0 ． 2 0 m m ．、 w<0． 0 5 mm ( 5) ( 2 )预应 力混 凝土 电杆 和部 分 预应 力 混凝 土 电杆抗裂检验结果应符合式( 6 ) 要求 ， - ≥ [ ] ( 6 ) 式 中 [ ] —— 电杆 的抗裂 检验 系数 允许 值。 对于部分预应力混凝土电杆 ． [ ， - ] 一0 ． 8 。在 1 0 0 开裂检验弯矩下 ， 其最大裂缝宽度应符合式 ( 7 ) 要求 w < 0 ．1 0 mm ( 7 ) 或在设 计 图 中明确 给 出抗 裂检 验允 许值 的指 标 。 4 ． 3 挠度 检验 电杆挠 度检 验结 果 ， 应符合 式 ( 8 ) 要 求 a ≤ [ a ] ( 8 ) 式 中a —— 开裂检验荷 载或承 载力检 验荷 载作用 下挠 度 的实测值 ， mm! [ a ] ——本标 准中规定 的开 裂检验 荷载 或承 载力 检验荷载作用下挠 度的允许 值 ， 或 在设计 图中明确给 出的挠度允许值指标 ， mm。 裹 2 产品力学性能 ( 2 ) 分段 组 挠度／ ram 加荷裂缝宽度／ ram ． 产品规格／ m 装杆试验 1 0 0 2 0 0 ％ 8 O 1 0 0 ％ 2 0 0 27 0 ( 1 0+ 8) 2 7 0 2 4 m ( L 1 + L 3 ) ／ 3 5 ( L 1 + L 3 ) ／ 1 0 不 出现 < O ． 1 < 1 ． 5 4 0 3X ( 8+ 6 ) 27 0 ( 1 0+ 8 ) 2 7 0 2 7 m ( L 1 + L 3 ) ／ 3 5 ( L1 + L 3 ) ／ 1 0 不 出现 现 <0 ． 1 < 1 ． 5 5 1 0( 6 + 6 ) — 41 8 — 维普资讯 2 0 0 7 年第4 期 ． 上 海 电力 5生 产 工 艺 5 ． 1 工 艺路线 根据 产 品的要 求 ， 设 计 了相 应 的生 产 工 艺 路 线 ， 如 图 2所 示 。 ． 面 面酥 —陌 粟 — 钢筋鲁架威型_H 清理模具， 涂脱模剂H 置入钢筋骨架 【 加 料 卜 一 —一 1 砼搅拌 卜 _ —1 电子称量H水泥料仓l — —— _ r ——一— —— ]r——— —i一一 圆豳 由 — 卜 _ 孺 藏 写丽丽J 修补 H成品检验H成品堆放 2生 严 工 艺 路 线 框 图 5 ． 2生产 工艺 流 程 钢筋拉丝后 调直定长 ， 经 检验后进 入骨架 成 型 工序 ； 严格控 制骨架焊接质 量 ， 清理 电杆模具 ， 置入 骨架 ； 砂石应 按工 艺规 定 进行 筛 洗 清理 ， 高 强 水泥 进行 电子称量 ， 并按要求将 水泥用量 的掺 量和 高效 减水剂进入 混凝 土搅 拌 工 序 ； 加 料 后 离 心成 型 、 蒸 汽养 护。严格 执行 离心 和蒸汽 养护工 艺 ， 控制 离 心 时间和蒸汽养护时间 ； 电杆脱 模后应进 行产 品检 验 ， 按规定对产品进行标识 ， 产 品进入成品场地堆放 。 在整个产品生产工艺流程中， 必须按要求对每 个工艺 环节进行 严格 的质量 控制 ， 特 别是关 键工 艺 点 的控制 ， 以确保产 品符合产 品技术 标准要求 。 6 社会效益 与经济效益 6 ． 1 社 会效 益 2 4 m、 2 7 m、 3 0 m 高强度环形部分预应力混 凝土电杆项 目将带来较大的社会效益 ， 项 目满 足 了城市电网的发展对输电线路电压等级和容量不 断 升级 的要 求 ， 符 合 了电力工 业快 速发 展 的需 要 。 6 ． 2经 济效 益 目前 ， 2 4 1T I 、 2 7 m、 3 0 m 高强度环形部分预应 力混 凝 土 电杆平 均税 利在 2 O 左 右 ， 如果 以 2 0 0 5 年上海地 区的需求量来计算， 经济效益相当可观 。 今年 由于上海地区城市电网工程改造量 以及 电压 等级 的不 断 升高 ， 市场 需求 量 应增 大 ， 经 济效 益将 会更 好 。 7 结语 2 4 m、 2 7 m、 3 0 m 高 强度 环 形 部 分预 应 力 混 凝 土 电杆 项 目于 2 0 0 7年 2月 7日通 过 了上 海 市 电 力公 司 的 产 品 技 术 鉴 定 ， 该 产 品 具 有 自 主 的 知识产权 ， 申请 了一 项发 明专 利 和一项 实用 新 型专 利 。项 目解 决 了 高 强 度 钢 筋 材 料 在 电 杆 产 品 中 的应 用 ， 以及 高 强 度 混 凝 土 配 方 问 题 ， 扩 大 了金 属 材 料 的 应 用 范 围 ， 提 高 了混 凝 土 配 方 工 艺水平 ， 从 而使 产 品 的质量达 到 了一个 新 的层 次 和水 平 。 收 稿 日期 ： 2 0 0 7 — 0 7 — 0 6 作者 简介 ： 陈伟信 ( 1 9 5 4 一 ) ， 男， 上 海人 ， 本科 ， 高级 工程师 ， 技 术主管 ， 0 2 1 — 6 4 6 9 7 0 2 0 ； 王 小芸 ( 1 9 5 4 一 ) ， 女 ， 上 海 人 ， 本 科 ， 工程 师， 项 目主 管； 林前 ( 1 9 7 6 一 ) ， 女 ， 上 海人 ， 本科 ， 工程 师， 标准主 管。 ( 责任编辑 ： 杜建军) 编者与读者 随着能源与环境的矛盾 日渐突 出， 节能减排、 可持续发展 已成 为我 国经济和社会 发展的一项长远 发展战略 ， 并 已成为 政府与发 电企业、 电网企 业共 同关注的重中之重 。电力是国民经 济中使用量最大的二次能源 ， 也是最 大的能源消耗方式之 一 。无论就发电企业降低能耗、 减少排放 ， 还是从龟 网企业 自身降损和引导全社会 节能而言 ， 电力 节能工作对完成 国家“ 十 一 五” 规划 的节能量 目标及减少污染排放 目标 ， 都是 至关重要的 。为配合上述需要 ， 本刊 自 2 0 0 7年第 4期 开始 ， 拟用 2 ～3 期专栏版面 ， 连续刊登“ 节能减排” 专题 。本期开辟 的首期专题栏 目为《 节能减排一 一 形势与任务 》 ， 集 中报道上海市政府 相 关部门专家 、 研究机构以及上海市 电力公司及发 电企业针对能源环境 、 节能减排形势的分析 以及 目标展望。 本 期专栏承上海市经委杲云副主任 ， 中国电力企业联合会顾问 、 国家《 能源法 》 起草专 家组副组长 叶荣泗教授级高工 ， 上海社会科 学院能源经济专家胡建一 副研究员以及 上海市 电力公司阮前途副总经理支持并 亲 自撰稿 ， 在此特表谢意 。 《 上海电力 )) 2 0 0 7年第 5 ～6 期 专题栏 目初定如下 ： ( 1 )节能减排之二一节 能减排技 术 上 大压 小、 脱硫脱硝 、 提高能效 、 机组 降耗 、 需求侧 管理 、 降低线损 等。 ( 2 )节能减排之三—— 节 能减排新 视点 小 型热 电联 供 、 新一代光伏 发电、 非化石新 能源等。 欢迎专 家、 领导与作者 、 读者积极参与并来稿 ， 共同促进上海 电力节 能减排 工作的深入 、 广泛 开展。 《 上 海 电 力 》 编 辑 部 一 4】 9一 维普资讯