專利名稱：一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電桿，具體地，涉及一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿，主要適用于架空配電線路用10m、13m、15m高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿。所述部分預應力混凝土電桿是相對于全預應力混凝土電桿而言的，部分預應力混凝土電桿允許電桿產(chǎn)生拉應力或允許構(gòu)件出現(xiàn)有限制的細小裂縫。
背景技術(shù)：
近年來，隨著我國電力工業(yè)的快速發(fā)展，城鄉(xiāng)工農(nóng)業(yè)發(fā)展對輸配電線路的要求也越來越高，由于電壓等級和通量的不斷提高，對混凝土電桿產(chǎn)品提出了新的更高的技術(shù)要求。在架空輸配電線路設(shè)計中對桿型的選擇一般分為三種鐵塔、鋼管桿和混凝土電桿。然 而，由于鐵塔和鋼管桿的耐腐蝕性較差、造價高、使用壽命短、占地面積大、安裝流程繁瑣、施工工期長，導致類似鋼結(jié)構(gòu)電桿逐步被市場所淘汰，混凝土電桿逐步受到用戶青睞。近幾年來，隨著我國農(nóng)村電網(wǎng)改造和移動通訊建設(shè)的進行，環(huán)形混凝土電桿的生產(chǎn)和應用得到了迅猛的發(fā)展，各地都新辦了許多電桿生產(chǎn)企業(yè)。然而，這些生產(chǎn)企業(yè)中，絕大多數(shù)生產(chǎn)規(guī)模較小，設(shè)備簡陋，工藝不完善，生產(chǎn)出的混凝土電桿所存在的質(zhì)量問題經(jīng)常可見。為了推動混凝土與水泥制品行業(yè)的技術(shù)進步，鼓勵技術(shù)創(chuàng)新，我國發(fā)布了由中國混凝土與水泥制品協(xié)會制定的《混凝土與水泥制品行業(yè)技術(shù)進步指南(2009)》。其中強調(diào)要以市場為導向，重點發(fā)展高(高強、高工壓、高耐久性)、大(大口徑、大規(guī)格、大彎矩)、新(新型建材及制品)、特(特殊功能、特殊用途、特殊規(guī)格)的水泥制品，如預應力高強混凝土管樁，例如高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿。部分預應力混凝土電桿是相對于全預應力混凝土電桿而言的。全預應力混凝土電桿施加預應力的程度，是以結(jié)構(gòu)在標準荷載下，電桿受拉區(qū)邊緣不出現(xiàn)拉應力；部分預應力混凝土電桿則允許電桿產(chǎn)生拉應力或允許構(gòu)件出現(xiàn)有限制的細小裂縫。其中，檢驗預應力混凝土電桿強度的一個重要標準為開裂彎矩。所述開裂檢驗彎矩，又稱裂縫彎矩，即當構(gòu)件在消壓狀態(tài)下繼續(xù)加載，載面下緣出現(xiàn)拉應力且混凝土未開裂，此狀態(tài)為部分預應力混凝土A類構(gòu)件。然后，使受拉區(qū)混凝土應力達到極限抗拉強度使得應力狀態(tài)，即為抗裂極限狀態(tài)，此時的荷載彎矩就成為開裂(裂縫)彎矩。綜上，在消壓狀態(tài)出現(xiàn)后，手拉去混凝土的應力狀態(tài)，就如同普通鋼筋混凝土一樣，但是由于預應力混凝土的開裂彎矩，要不同截面、同材料的普通鋼筋混凝土的開裂彎矩大一個消壓彎矩，這說明了預應力混凝土電桿的優(yōu)越性，即在外荷載作用下，可大大推遲混凝土電桿裂縫的出現(xiàn)。其中，A類構(gòu)件，即對構(gòu)件控制界面受拉邊緣的拉應力加以限制的混凝土電桿。因此，混凝土電桿的開裂檢驗彎矩越高，表明混凝土電桿的強度越高，出現(xiàn)裂縫的幾率越小。此外，經(jīng)過相關(guān)理論計算，選用同樣錐度和混凝土強度的電桿，其梢徑增加一倍，則電桿的抗彎矩荷載將增大4. 8倍。所以在確定了桿段標準彎矩數(shù)據(jù)后，需對原有的電桿梢徑進行相應的變動，但是在設(shè)計時梢徑也不能過多地增加，因為電桿除了滿足功能和結(jié)構(gòu)強度外，還需要受生產(chǎn)制造、運輸?shù)雀鞣矫鏃l件的限制，如電桿需要離心成型，過大的梢徑需要較大功率的離心機及大規(guī)格的鋼模，需要調(diào)整運輸用的起吊設(shè)備等等。因此，在生產(chǎn)預應力混凝土電桿是，要綜合結(jié)構(gòu)受力、生產(chǎn)制造、運輸?shù)榷喾矫嬉蛩乜紤]，并進行反復計算，從而確定高強度環(huán)形部分預應力混凝土結(jié)構(gòu)和長度的最佳方案。為得出上述的最佳方案，國內(nèi)存在如下技術(shù)文獻申請?zhí)?00710027089. 0，名稱預應力混凝土電桿及其生產(chǎn)工藝，主要適用于如下尺寸的電桿① 190X18m，O230X 18m,①310X 18m，O350X 18m, O230X 15m,O 190 X 12m, O 190 X 15m, O 350 X 12m，使所述電桿的最高彎矩值較國家標準有較大提高。然而其在15m以下長度的電桿中，梢徑最大值僅為①350mm,且主要適用于12 18m長的混凝土電桿。雖然其提供的電桿具有較高的彎矩值，但還是不能符合高強度電桿對抗裂、裂縫寬度、承載力檢驗彎矩和撓度檢驗等力學性能的要求。
實用新型內(nèi)容為解決上述存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿，所述電桿具有高抗裂性和高抗拉強度，且制造、運輸便捷。為達到上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿，所述電桿整體長度為10m、13m或15m，所述電桿的混凝土內(nèi)部設(shè)置有縱向受力鋼筋，所述縱向受力鋼筋包括預應力鋼筋和非預應力鋼筋，所述預應力鋼筋和非預應力鋼筋間隔交替布置，所述縱向受力鋼筋內(nèi)側(cè)設(shè)置有架立圈，所述縱向受力鋼筋外側(cè)設(shè)置有螺旋筋，其特征在于所述架立圈之間間距在30 60cm之間，所述架立圈間距之間的偏差在(_20mm，20mm)范圍內(nèi)，所述螺旋筋之間間距在40 70 cm之間，所述螺旋筋間距之間偏差在(-10mm, IOmm)范圍內(nèi)，所述預應力鋼筋和非預應力鋼筋之間的凈距大于或者等于30mm,所述預應力鋼筋和非預應力鋼筋之間的凈距的偏差在(-5mm，5mm)范圍內(nèi)。根據(jù)本實用新型所提供的一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿，采用的是，所述縱向受力鋼筋的直徑小于或者等于壁厚的2/5，所述非預應力鋼筋的根數(shù)為6根以上。根據(jù)本實用新型所提供的一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿，采用的是，所述電桿整體為錐形桿，錐度為I : 75，所述電桿采用分段制造，每段電桿之間通過鋼板圈進行連接，所述鋼板圈通過電弧焊與非預應力鋼筋端部連接。根據(jù)本實用新型所提供的一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿，采用的是，所述縱向受力鋼筋具有凈保護層，所述凈保護層的厚度大于或者等于15mm。根據(jù)本實用新型所提供的一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿，采用的是，所述預應力鋼筋為預應力混凝土用鋼絲。根據(jù)本實用新型所提供的一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿，采用的是，所述非預應力鋼筋為熱軋帶肋鋼筋或熱軋光圓鋼筋。根據(jù)本實用新型所提供的一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿，采用的是，所述架立圈為熱軋光圓鋼筋或冷拔低碳鋼絲，所述架立圈的垂直偏差度小于或者等于架立圈直徑的1/40。根據(jù)本實用新型所提供的一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿，采用的是，所述螺旋筋的直徑為4 6_，所述螺旋筋為冷拔低碳鋼絲，所述螺旋筋在電桿兩端部位置分別緊密纏繞3 5圈。根據(jù)本實用新型所提供的一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿，采用的是，所述長度為IOm的電桿的梢徑為0 265 275mm ;所述長度為13m的電桿的梢徑為0 225 235mm ;所述長度為15m的電桿的梢徑為0 300 305mm或O 400 405mm。本實用新型所提供的一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿的有益效果在于A、通過預應力鋼筋和非預應力鋼筋的混合配筋，預應力鋼筋為預應力混凝土用鋼絲，非預應力鋼筋為熱軋帶肋鋼筋或熱軋光圓鋼筋，以及對預應力鋼筋和非預應力鋼筋間凈距的限制、以及凈距間偏差的精確控制，使所述電桿具有良好的抗裂性和韌性，同時達到 節(jié)省材料、降低生產(chǎn)成本的目的；B、通過采用分段制造，每段電桿之間通過鋼板圈進行連接，所述鋼板圈通過電弧焊與非預應力鋼筋端部連接，預應力鋼筋露出每段電桿外的端部位置進行鐓頭處理，且對鐓頭處理后的部位進行防腐處理，使得所述混凝土電桿易于制造、組裝拼接以及運輸；C、通過采用強度為C70的混凝土，提高了所述電桿的有效壓應力，配筋率和預應力鋼筋的握裹力，從而解決電桿的開裂缺陷，提高其耐腐蝕、抗沖擊能力；D、通過采用螺旋筋纏繞縱向受力鋼筋，并對螺旋筋之間間距偏差進行控制，使得所述電桿內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加緊湊、堅固，材料更加節(jié)省，降低生產(chǎn)成本。

圖I為本實用新型所提供的一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I、架立圈2、預應力鋼筋3、非預應力鋼筋4、混凝土 5、螺旋筋。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對為本實用新型所提供的一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿作進一步的解釋說明。所述高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿的生產(chǎn)流程如下 (I)、將所述預應力鋼筋2和非預應力鋼筋3調(diào)直定長后，進入骨架成型工序?qū)⑺鲱A應力鋼筋2和非預應力鋼筋3間隔、成環(huán)形布置，架立圈I內(nèi)接于所述預應力鋼筋2和非預應力鋼筋3內(nèi)側(cè)，在縱向上每30 60cm設(shè)置一架立圈1，所述預應力鋼筋2和非預應力鋼筋3外側(cè)纏繞螺旋筋5，在縱向上每40 70cm設(shè)置一螺旋筋5，編網(wǎng)成籠；其中，所述縱向受力鋼筋(包括預應力鋼筋2和非預應力鋼筋3)的直徑小于或者等于壁厚的2/5，縱向受力鋼筋具有凈保護層，所述凈保護層的厚度大于或者等于15mm，所述非預應力鋼筋3的根數(shù)為6根以上；預應力鋼筋2下料后，其下料長度相對誤差應不大于下料鋼筋長度的L 5/10000 ;所述預應力鋼筋2不得有接頭；預應力鋼筋2和非預應力鋼筋3之間凈距應大于或者等于30mm ;所述螺旋筋5直徑為4 6mm，且所述螺旋筋5在電桿兩端部位置分別緊密纏繞3 5圈。所述預應力鋼筋2為預應力混凝土用鋼絲；所述非預應力鋼筋3為熱軋帶肋鋼筋或熱軋光圓鋼筋；所述架立圈I為熱軋光圓鋼筋或冷拔低碳鋼絲；所述螺旋筋5為冷拔低碳鋼絲。而且待骨架成型后，各構(gòu)件尺寸應符合如下要求a)、所述預應力鋼筋⑵和非預應力鋼筋(3)之間的凈距的偏差在(_5mm，5mm)范圍內(nèi)；b)、所述架立圈I之間間距偏差在(_20mm，20mm)范圍內(nèi)；c)、所述螺旋筋5之間間距偏差在(-10mm，10mm)范圍內(nèi)，所述架立圈I的垂直偏
差度小于或者等于架立圈I直徑的1/40。 (2)、混凝土攪拌工序砂石應按工藝規(guī)定進行篩選清理，高強水泥進行電子稱量，并按要求將水泥用量的摻量和高效減水劑進入混凝土攪拌工序。其中，所述水泥應采用大于52. 5MPa的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥，不得使用火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥；拌制混凝土的水宜用飲用水；混凝土 4的強度等級為C70，混凝土 4脫模強度不低于設(shè)計標號的70%。(3)、將成型的骨架裝入鋼模里，而后灌入混凝土 4，經(jīng)離心成型，蒸汽養(yǎng)護，繼而制成所述高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿。當電桿采用分段制造時，每段電桿之間通過鋼板圈(未圖示，下同)進行連接，所述鋼板圈通過電弧焊與非預應力鋼筋3端部焊接，預應力鋼筋2露出每段電桿外的端部位置進行鐓頭處理，鐓頭的承力面應在同一平面內(nèi)，外露的縱向受力鋼筋鐓頭應采取有效防腐措施處理。其中，鐓頭，即將鋼筋端部鐓粗，作為預應力鋼筋或冷拉時鋼筋的錨固頭的機械。通常采用鐓頭機完成上述工作。鐓頭機有機械和液壓兩種。液壓鐓頭機的工作原理為液壓缸推動夾具將鋼筋夾緊時，其鐓頭壓模向前移動，將鋼筋頭擠壓鐓粗，而后彈簧將壓模推回，放松夾具，即完成一次鐓頭。本實用新型所提供的一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿的力學性能如下抗裂、裂縫寬度、承載力檢驗彎矩和撓度檢驗，符合下列要求A、部分預應力混凝土電桿加荷至開裂檢驗彎矩的80%時，不得出現(xiàn)裂縫；加荷至開裂檢驗演劇時，裂縫寬度小于0. 10mm。電桿長度小于或者等于10m、13m或15m時，桿頂撓度小于(Ll+L3)/35 ；B、電桿在加荷至承載力檢驗彎矩時，未出現(xiàn)如下情況a)、受拉區(qū)裂縫寬度達I. 5mm,或受拉鋼筋被拉斷；b)、受壓區(qū)混凝土破壞；C)、撓度大于或等于(Ll+L3)/10。其中，上述LI為荷重點高度；L3為梢端至荷重點距離。其中，所述10m、13m或15m高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿開裂檢驗彎矩和開裂檢驗荷載如下表所示[0052]
權(quán)利要求1.一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿，所述電桿整體長度為10m、13m或15m，所述電桿的混凝土(4)內(nèi)部設(shè)置有縱向受力鋼筋，所述縱向受力鋼筋包括預應力鋼筋(2)和非預應力鋼筋(3)，所述預應力鋼筋(2)和非預應力鋼筋(3)間隔交替布置，所述縱向受力鋼筋內(nèi)側(cè)設(shè)置有架立圈(I)，所述縱向受力鋼筋外側(cè)設(shè)置有螺旋筋(5)，其特征在于 所述架立圈⑴之間間距在30 60cm之間，所述架立圈⑴間距之間的偏差在(-20mm, 20mm)范圍內(nèi)，所述螺旋筋(5)之間間距在40 70cm之間，所述螺旋筋(5)間距之間偏差在(-10mm，IOmm)范圍內(nèi)，所述預應力鋼筋⑵和非預應力鋼筋(3)之間的凈距大于或者等于30mm，所述預應力鋼筋(2)和非預應力鋼筋(3)之間的凈距的偏差在(_5mm，5mm)范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿，其特征在于所述縱向受力鋼筋的直徑小于或者等于壁厚的2/5，所述非預應力鋼筋(3)的根數(shù)為6根以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿，其特征在于所述電桿整體為錐形桿，錐度為I : 75，所述電桿采用分段制造，每段電桿之間通過鋼板圈進行連接，所述鋼板圈通過電弧焊與非預應力鋼筋(3)端部連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿，其特征在于所述縱向受力鋼筋具有凈保護層，所述凈保護層的厚度大于或者等于15mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿，其特征在于所述預應力鋼筋(2)為預應力混凝土用鋼絲。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿，其特征在于所述非預應力鋼筋(3)為熱軋帶肋鋼筋或熱軋光圓鋼筋。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿，其特征在于所述架立圈(I)為熱軋光圓鋼筋或冷拔低碳鋼絲，所述架立圈(I)的垂直偏差度小于或者等于架立圈(I)直徑的1/40。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿，其特征在于所述螺旋筋(5)的直徑為4 6mm，所述螺旋筋(5)為冷拔低碳鋼絲，所述螺旋筋(5)在電桿兩端部位置分別緊密纏繞3 5圈。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿，其特征在于所述長度為IOm的電桿的梢徑為0 265 275mm ;所述長度為13m的電桿的梢徑為0 225 235mm ;所述長度為15m的電桿的梢徑為0 300 305mm或O400 405mm。
專利摘要本實用新型涉及一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿，所述電桿整體長度為10m、13m或15m，所述架立圈(1)之間間距在30～60cm之間，所述架立圈(1)間距之間的偏差在(-20mm，20mm)范圍內(nèi)，所述螺旋筋(5)之間間距在40～70cm之間，所述螺旋筋(5)間距之間偏差在(-10mm，10mm)范圍內(nèi)，所述預應力鋼筋(2)和非預應力鋼筋(3)之間的凈距大于或者等于30mm，所述預應力鋼筋(2)和非預應力鋼筋(3)之間的凈距的偏差在(-5mm，5mm)范圍內(nèi)。本實用新型的一種高強度環(huán)形部分預應力混凝土電桿，具有高抗裂性和高抗拉強度，且制造、運輸便捷。
文檔編號E04H12/16GK202500372SQ20112055779
公開日2012年10月24日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者吳才彪, 周順福, 張剛強, 張宇, 秦嶺, 范云剛, 賁飛, 陳偉信, 陶春鳳 申請人:上海電力器材有限公司, 上海電力設(shè)計院有限公司