高彎矩碳纖維混凝土線桿及制作方法
【專利摘要】一種高彎矩碳纖維混凝土線桿及制作方法，它是桿體骨架由碳纖維繩或碳纖維繩和鋼筋共同構(gòu)成，并由高標(biāo)號混凝土澆筑的線桿；其制作方法是：碳纖維繩采用楔塊鉸接式C型金屬線夾固定拉緊于鋼模上下墩頭，然后采用傳統(tǒng)鋼筋混凝土線桿離心法用高標(biāo)號混凝土澆筑、蒸汽養(yǎng)護(hù)，制成全碳纖維混凝土線桿或碳纖維增強(qiáng)的鋼筋混凝土線桿。該線桿除具有傳統(tǒng)預(yù)制鋼筋混凝土線桿的一切優(yōu)點(diǎn)外，不僅可以大大節(jié)約鋼材，降低成本，而且使得桿體強(qiáng)度更高，彎矩更大；在不需要增加制造費(fèi)用和增大桿徑的情況下，突破了常規(guī)預(yù)制混凝土線桿制作工藝的高度和直徑限制，彌補(bǔ)了只能靠選用更高強(qiáng)度的鋼材和加大鋼材用量的設(shè)計，從而可以生產(chǎn)出直徑更大、高度更高的混凝土線桿。
【專利說明】高彎矩碳纖維混凝土線桿及制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種混凝土線桿及制作方法，特別是涉及一種用于架設(shè)線路的混凝土線桿及制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，鋼筋混凝土線桿以其價格低、占地少、工藝簡單、安裝方便等優(yōu)勢，有預(yù)應(yīng)力線桿和非預(yù)應(yīng)力普通線桿，設(shè)計、生產(chǎn)和應(yīng)用已非常成熟，廣泛應(yīng)用于電力、通信、市政等架空場合。但鋼筋混凝土線桿最大缺點(diǎn)是容易折斷，另外，如果生產(chǎn)工藝稍有不慎，內(nèi)部鋼筋容易生銹，一旦生銹即造成鋼筋和混凝土分離，形成極大隱患。再者，就是材料和結(jié)構(gòu)又對它的高度和直徑形成了天然的限制，只能靠選用更高強(qiáng)度的鋼材和加大鋼材用量的設(shè)計來彌補(bǔ)，這將大幅增加制造費(fèi)用，增大制造成本，由于桿徑增大，線桿的重量也隨之增加，對運(yùn)輸安裝都帶來一定困難。
[0003]碳纖維具有耐久、耐酸、耐堿、耐鹽的卓越性能，比重是鋼材的23%，不到鋼的1/4，但強(qiáng)抗拉度卻非常強(qiáng)，高于普通鋼10-15倍，廣泛用于民用、軍用、建筑、航天以及超級跑車領(lǐng)域。碳繩是用碳纖維制成的繩，表面光潔無毛絲，耐高溫，以聚丙烯腈基02mm的碳繩為例，每米重量1.Sg，拉力> 400N，使用長度可按需截取，十分方便。隨著其生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，碳纖維產(chǎn)品價格大幅下降，在同等抗拉強(qiáng)度下同高強(qiáng)度鋼相比，單位價格要低很多，如國內(nèi)市場上最常見的PAN基12K碳纖維繩零售價已降至每千克250元左右，所以，碳纖維產(chǎn)品的有著十分廣闊的前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:設(shè)計一種高彎矩碳纖維混凝土線桿及制作方法，采用碳纖維繩來代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋼筋骨架增強(qiáng)混凝土線桿的彎矩，以生產(chǎn)同等桿徑、彎矩卻更大的混凝土線桿，或生產(chǎn)桿徑和高度都更大的混凝土線桿，以滿足社會需要。
[0005]解決本發(fā)明問題所采取的技術(shù)方案是:它是桿體骨架由碳纖維繩或碳纖維繩和鋼筋共同構(gòu)成，并由高標(biāo)號混凝土澆筑的線桿；其制作方法是:碳纖維繩采用楔塊鉸接式C型金屬線夾固定拉緊于鋼模上、下墩頭，然后采用傳統(tǒng)混凝土線桿離心法用高標(biāo)號混凝土澆筑、蒸汽養(yǎng)護(hù)，制成全碳纖維混凝土線桿或碳纖維增強(qiáng)的鋼筋混凝土線桿。
[0006]本發(fā)明的積極效果是:用此方式生產(chǎn)的碳纖維混凝土線桿除具有傳統(tǒng)預(yù)制鋼筋混凝土線桿的一切優(yōu)點(diǎn)外，在傳統(tǒng)預(yù)制混凝土線桿基礎(chǔ)上使用了碳繩增強(qiáng)，由于碳繩的抗拉強(qiáng)度高于普通鋼10-15倍，不僅可以大大節(jié)約鋼材，降低成本，而且使得桿體強(qiáng)度更高，彎矩更大，而且消除了內(nèi)部鋼筋容易生銹形成的隱患。由于固定拉緊碳繩采用楔塊鉸接式C型金屬線夾，線夾在安裝和拆卸中完全不損傷碳繩，而且能多次重復(fù)使用，屬環(huán)保節(jié)能性物品，不會增加成本，而且使用非常簡單；另外，在不需要增加制造費(fèi)用和增大桿徑的情況下，突破了常規(guī)預(yù)制混凝土線桿制作工藝的高度和直徑限制，彌補(bǔ)了只能靠選用更高強(qiáng)度的鋼材和加大鋼材用量的設(shè)計，從而可以生產(chǎn)出直徑更大、高度更高的混凝土線桿；還有，本發(fā)明不改變傳統(tǒng)混凝土線桿離心法、蒸汽養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)工藝，使已投資的傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備可以繼續(xù)使用，避免了再投資的重復(fù)浪費(fèi)，而且制造工藝同樣簡單。隨著碳纖維生產(chǎn)技術(shù)和工藝的不斷提高，碳繩價格還將大幅下降，此高彎矩碳纖維混凝土線桿有著十分強(qiáng)大的生命力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]附圖1為本發(fā)明在澆筑混凝土前的骨架示意圖；附圖2為本發(fā)明澆筑混凝土后的線桿橫截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]如附圖1、2所示，它是桿體骨架由碳纖維繩2構(gòu)成，并由高標(biāo)號混凝土 5澆筑的線桿；其制作方法是:碳纖維繩2采用楔塊鉸接式C型金屬線夾固定拉緊于鋼模4上下墩頭
1、3，然后采用傳統(tǒng)鋼筋混凝土線桿離心法用高標(biāo)號混凝土澆筑、蒸汽養(yǎng)護(hù)，制成全碳纖維混凝土線桿。
[0009]以生產(chǎn)一根常用的稍徑為190mm、根徑為365 mm的15米圓形桿為例。
[0010]先截取15.1米、10.1米、5.1米碳繩各一根，用環(huán)氧樹脂膠將10.05米和5.05米碳繩的一頭分別粘接在15.1米碳繩的三分之一和三分之二處，把一頭穿過鋼模上墩頭，用楔塊鉸接式C型金屬線夾固定，另一頭三根穿過鋼模下墩頭，用楔塊鉸接式C型金屬線夾固定，就做好了一根縱向筋，如此同樣共做16根縱向筋，做成桿體骨架縱向主體，固定入鋼模內(nèi)，稍稍用力，使16根碳繩成基本繃緊狀態(tài)，然后再在外面均勻纏繞環(huán)形Φ 2mm碳繩，再加力使碳繩網(wǎng)成繃緊狀態(tài)，澆入混凝土，之后同樣采用傳統(tǒng)混凝土線桿離心法、蒸汽養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)工藝即可制成全碳纖維混凝土線桿。制成后，剪去多余碳繩頭，金屬線夾還可重復(fù)應(yīng)用。
[0011]在均勻纏繞環(huán)形Φ2_碳繩工序中較為費(fèi)時，也可以用鋼筋代替。即先做成帶上、下墩頭的16根縱向主體，在碳繩松軟狀態(tài)下套入環(huán)形鋼筋，固定入鋼模內(nèi)，加力使縱向碳繩成繃緊狀態(tài)，均勻固定環(huán)形鋼筋，就可以澆入混凝土 了，之后同樣采用傳統(tǒng)混凝土線桿離心法、蒸汽養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)工藝即可制成碳纖維增強(qiáng)的鋼筋混凝土線桿。此種工序較為簡單。
[0012]費(fèi)用比較:如生產(chǎn)一根傳統(tǒng)的15米混凝土線桿，需用Φ 16mm等鋼材約300kg,按3600元每噸算約需1080元；而生產(chǎn)一根15米同等桿徑、同等彎矩的的碳纖維高彎矩混凝土線桿，由于碳繩的抗拉強(qiáng)度高于普通鋼10-15倍，縱向主體碳繩只需用每米重量7.2g的0 4mm的碳繩即可，約需15.1米碳繩241.6米、10.1米碳繩161.6米、5.1米碳繩81.6米，共484.8米、重3.49kg、價值約872元；橫向碳繩需用每米重量1.8g的C>2mm的碳繩即可，約需總長60米、重0.1lkg價值約28元，共約900元左右，約降低了 180元。
[0013]若采用同樣Φ16πιπι的碳繩，同等桿徑的碳纖維混凝土線桿則比傳統(tǒng)混凝土線桿彎矩提高10-15倍。
[0014]如生產(chǎn)等徑的混凝土線桿或混凝土管，工藝將大為簡單。
【權(quán)利要求】
1.一種高彎矩碳纖維混凝土線桿，其特征在于:它是桿體骨架由碳纖維繩或碳纖維繩和鋼筋共同構(gòu)成，并由高標(biāo)號混凝土澆筑的線桿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高彎矩碳纖維混凝土線桿，其制作方法是:碳纖維繩采用楔塊鉸接式C型金屬線夾固定拉緊于鋼模上下墩頭，然后采用傳統(tǒng)鋼筋混凝土線桿離心法用高標(biāo)號混凝土澆筑、蒸汽養(yǎng)護(hù)，制成全碳纖維混凝土線桿或碳纖維增強(qiáng)的鋼筋混凝土線桿。
【文檔編號】B28B23/02GK103669973SQ201310634979
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】曹海軍, 王宇飛, 韓慧 申請人:國網(wǎng)河南省電力公司商丘供電公司