CN103669973A - 高弯矩碳纤维混凝土线杆及制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种高弯矩碳纤维混凝土线杆及制作方法，它是杆体骨架由碳纤维绳或碳纤维绳和钢筋共同构成，并由高标号混凝土浇筑的线杆；其制作方法是：碳纤维绳采用楔块铰接式C型金属线夹固定拉紧于钢模上下墩头，然后采用传统钢筋混凝土线杆离心法用高标号混凝土浇筑、蒸汽养护，制成全碳纤维混凝土线杆或碳纤维增强的钢筋混凝土线杆。该线杆除具有传统预制钢筋混凝土线杆的一切优点外，不仅可以大大节约钢材，降低成本，而且使得杆体强度更高，弯矩更大；在不需要增加制造费用和增大杆径的情况下，突破了常规预制混凝土线杆制作工艺的高度和直径限制，弥补了只能靠选用更高强度的钢材和加大钢材用量的设计，从而可以生产出直径更大、高度更高的混凝土线杆。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土线杆及制作方法，特别是涉及一种用于架设线路的混凝土线杆及制作方法。
背景技术
目前，钢筋混凝土线杆以其价格低、占地少、工艺简单、安装方便等优势，有预应力线杆和非预应力普通线杆，设计、生产和应用已非常成熟，广泛应用于电力、通信、市政等架空场合。但钢筋混凝土线杆最大缺点是容易折断，另外，如果生产工艺稍有不慎，内部钢筋容易生锈，一旦生锈即造成钢筋和混凝土分离，形成极大隐患。再者，就是材料和结构又对它的高度和直径形成了天然的限制，只能靠选用更高强度的钢材和加大钢材用量的设计来弥补，这将大幅增加制造费用，增大制造成本，由于杆径增大，线杆的重量也随之增加，对运输安装都带来一定困难。
碳纤维具有耐久、耐酸、耐碱、耐盐的卓越性能，比重是钢材的23%，不到钢的1/4，但强抗拉度却非常强，高于普通钢10-15倍，广泛用于民用、军用、建筑、航天以及超级跑车领域。碳绳是用碳纤维制成的绳，表面光洁无毛丝，耐高温，以聚丙烯腈基Φ2mm的碳绳为例，每米重量1.8g，拉力≥400N，使用长度可按需截取，十分方便。随着其生产技术的不断发展，碳纤维产品价格大幅下降，在同等抗拉强度下同高强度钢相比，单位价格要低很多，如国内市场上最常见的PAN基12K碳纤维绳零售价已降至每千克250元左右，所以，碳纤维产品的有着十分广阔的前景。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：设计一种高弯矩碳纤维混凝土线杆及制作方法，采用碳纤维绳来代替传统钢筋骨架增强混凝土线杆的弯矩，以生产同等杆径、弯矩却更大的混凝土线杆，或生产杆径和高度都更大的混凝土线杆，以满足社会需要。
解决本发明问题所采取的技术方案是：它是杆体骨架由碳纤维绳或碳纤维绳和钢筋共同构成，并由高标号混凝土浇筑的线杆；其制作方法是：碳纤维绳采用楔块铰接式C型金属线夹固定拉紧于钢模上、下墩头，然后采用传统混凝土线杆离心法用高标号混凝土浇筑、蒸汽养护，制成全碳纤维混凝土线杆或碳纤维增强的钢筋混凝土线杆。
本发明的积极效果是：用此方式生产的碳纤维混凝土线杆除具有传统预制钢筋混凝土线杆的一切优点外，在传统预制混凝土线杆基础上使用了碳绳增强，由于碳绳的抗拉强度高于普通钢10-15倍，不仅可以大大节约钢材，降低成本，而且使得杆体强度更高，弯矩更大，而且消除了内部钢筋容易生锈形成的隐患。由于固定拉紧碳绳采用楔块铰接式C型金属线夹，线夹在安装和拆卸中完全不损伤碳绳，而且能多次重复使用，属环保节能性物品，不会增加成本，而且使用非常简单；另外，在不需要增加制造费用和增大杆径的情况下，突破了常规预制混凝土线杆制作工艺的高度和直径限制，弥补了只能靠选用更高强度的钢材和加大钢材用量的设计，从而可以生产出直径更大、高度更高的混凝土线杆；还有，本发明不改变传统混凝土线杆离心法、蒸汽养护生产工艺，使已投资的传统生产设备可以继续使用，避免了再投资的重复浪费，而且制造工艺同样简单。随着碳纤维生产技术和工艺的不断提高，碳绳价格还将大幅下降，此高弯矩碳纤维混凝土线杆有着十分强大的生命力。
附图说明
附图1为本发明在浇筑混凝土前的骨架示意图；附图2为本发明浇筑混凝土后的线杆横截面示意图。
具体实施方式
如附图1、2所示，它是杆体骨架由碳纤维绳2构成，并由高标号混凝土5浇筑的线杆；其制作方法是：碳纤维绳2采用楔块铰接式C型金属线夹固定拉紧于钢模4上下墩头1、3，然后采用传统钢筋混凝土线杆离心法用高标号混凝土浇筑、蒸汽养护，制成全碳纤维混凝土线杆。
以生产一根常用的稍径为190mm、根径为365 mm的 15米圆形杆为例。
先截取15.1米、10.1米、5.1米碳绳各一根，用环氧树脂胶将10.05米和5.05米碳绳的一头分别粘接在15.1米碳绳的三分之一和三分之二处，把一头穿过钢模上墩头，用楔块铰接式C型金属线夹固定，另一头三根穿过钢模下墩头，用楔块铰接式C型金属线夹固定，就做好了一根纵向筋，如此同样共做16根纵向筋，做成杆体骨架纵向主体，固定入钢模内，稍稍用力，使16根碳绳成基本绷紧状态，然后再在外面均匀缠绕环形Φ2mm碳绳，再加力使碳绳网成绷紧状态，浇入混凝土，之后同样采用传统混凝土线杆离心法、蒸汽养护生产工艺即可制成全碳纤维混凝土线杆。制成后，剪去多余碳绳头，金属线夹还可重复应用。
在均匀缠绕环形Φ2mm碳绳工序中较为费时，也可以用钢筋代替。即先做成带上、下墩头的16根纵向主体，在碳绳松软状态下套入环形钢筋，固定入钢模内，加力使纵向碳绳成绷紧状态，均匀固定环形钢筋，就可以浇入混凝土了，之后同样采用传统混凝土线杆离心法、蒸汽养护生产工艺即可制成碳纤维增强的钢筋混凝土线杆。此种工序较为简单。
费用比较：如生产一根传统的15米混凝土线杆，需用Φ16mm等钢材约300kg，按3600元每吨算约需1080元；而生产一根15米同等杆径、同等弯矩的的碳纤维高弯矩混凝土线杆，由于碳绳的抗拉强度高于普通钢10-15倍，纵向主体碳绳只需用每米重量7.2g的Φ4mm的碳绳即可，约需15.1米碳绳241.6米、10.1米碳绳161.6米、5.1米碳绳81.6米，共484.8米、重3.49kg、价值约872元；横向碳绳需用每米重量1.8g的Φ2mm的碳绳即可，约需总长60米、重0.11kg价值约28元，共约900元左右，约降低了180元。
若采用同样Φ16mm的碳绳，同等杆径的碳纤维混凝土线杆则比传统混凝土线杆弯矩提高10-15倍。
如生产等径的混凝土线杆或混凝土管，工艺将大为简单。
Claims (2)
1.一种高弯矩碳纤维混凝土线杆，其特征在于：它是杆体骨架由碳纤维绳或碳纤维绳和钢筋共同构成，并由高标号混凝土浇筑的线杆。
2.根据权利要求1所述的高弯矩碳纤维混凝土线杆，其制作方法是：碳纤维绳采用楔块铰接式C型金属线夹固定拉紧于钢模上下墩头，然后采用传统钢筋混凝土线杆离心法用高标号混凝土浇筑、蒸汽养护，制成全碳纤维混凝土线杆或碳纤维增强的钢筋混凝土线杆。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2013
- 2013-12-03 CN CN201310634979.3A patent/CN103669973A/zh active Pending
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