CN104847158A - 一种高强度水泥电杆及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高强度水泥电杆及其制作方法，包括钢筋骨架与混凝土，所述钢筋骨架包括位于两端部的端板，端板两端设有均匀分布在端板圆周上的安装孔，安装孔内设有纵向钢筋，纵向钢筋与端板连接处外部设有镦头，纵向钢筋呈环形分布，环形设置的纵向钢筋内圆周上设有架立圈，纵向钢筋外圆周上设有外环绕钢筋；骨架内外周包裹有混凝土，骨架的纵向钢筋处于受拉状态，所述纵向钢筋为螺旋中强钢筋。本发明方法简单，制备的电线杆结构稳定，成本低，其抗弯、抗疲劳、耐久性均优于依照现行水泥电杆国家标准生产的水泥杆。

Description

一种高强度水泥电杆及其制作方法

技术领域

本发明属于电力传输设备领域，具体涉及一种高强度水泥电杆及其制作方法。

背景技术

水泥电杆是电力传输线路中不可少的材料，现在常用的水泥电杆种类有三种，

a、第一种：钢筋混凝土电杆。

a1、钢筋混凝土电杆是以普通螺纹钢筋、水泥、砂、石为主要材料，混凝土强度≥C40。

a2、优点：电杆在使用过程中不易发生脆断，生产工艺较为简单。

a3、缺点：此杆型是采用钢筋焊接成骨架放在模具中，浇注混凝土后离心成型。电杆在工作中，混凝土没有任何来自外力的约束，始终处在自由状态，一般电杆在安装使用3-5年后，60%以上的电杆出现横裂纹。目前我国环境污染比较严重，而水泥电杆国家标准中规定允许有不超过0.05mm横裂纹出现，水泥杆一旦出现裂纹，酸雨和大气中的氯离子就会通过裂纹对水泥杆内部的钢筋造成锈蚀，长期使用后，钢筋锈蚀较严重的就会发生倒杆停电事故，给国家电网的安全运行和人民生命财产带来危害。

b、第二种：预应力混凝土电杆。

b1、预应力混凝土电杆是以普通低碳钢丝或碳素高强钢丝或钢铰线为纵筋、水泥、砂、石为主要材料，通过离心浇注工艺而成型的，混凝土强度为≥C50。

b2、优点：水泥杆在工作中，此杆型的混凝土有来自预应力钢筋放张时对混凝土产生的压力，在工作中水泥杆混凝土受到一定的约束力，一般不会出现横裂纹，使用寿命也较长。

b3、缺点：因国家水泥杆标准中稍径设计较小，无法大量配置预应力钢丝，如采用直径较大的钢丝，在预应力钢丝放张时会破坏水泥杆稍端混凝土。因此标准中预应力混凝土电杆荷载级别都较低，无法满足现在国家电网及铁路接触网对水泥电杆荷载要求。

c、第三种：部分预应力混凝土电杆。

c1、部分预应力混凝土电杆是以碳素高强度钢丝+普通螺纹钢筋、水泥、砂、石为主要材料，通过离心浇注成型的，混凝土强度为≥C50。

c2、优点：此杆型在稍径荷载相同的情况下，可以节约少量钢材。电杆混凝土有来自预应力钢筋放张时对其产生的一定的压力，工作中不易出现纵裂纹和横裂纹，较好的延长了水泥杆的寿命。同杆型、同级别部分预应力混凝土电杆与钢筋混凝土电杆相比较，节约了一部分钢材及少量资金成本。

c3、缺点：由于预应力钢筋和普通钢筋配置在同一根电杆内，预应力钢筋在放张时产生的压力作用与混凝土 ，普通钢筋处在自由状态对水泥杆混凝土没有压力。而预应力钢筋纵筋与普通钢筋纵筋两者之间的间隔混凝土，一边承压、一边不承压，对电杆混凝土本身造成了微损伤。由于水泥杆是纯弯构件，它的特性是单独工作、独立运行，始终处在微动态工作中。如遇外力在360°任何一方受力时，首先是预应力钢筋先受力，在预应力钢筋达到一定力值时，普通钢筋才开始受力，而此时的电杆混凝土却不能同时受力，从而对电杆混凝土使用寿命造成一定影响，减少了电杆的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强度水泥电杆及其制作方法，提高了水泥杆的强度，避免使用过程中产生裂痕，延长水泥杆使用时间，而且简化了制备方法，降低生产成本。

本发明是依照概率理论为基础的极限状态设计法自行设计，独家研制，委托检测、检验的一种高强度水泥电杆。安全系数K＝2.002。

本发明通过以下技术方案实现：

一种高强度电杆，包括钢筋骨架与混凝土，所述骨架包括位于两端部的端板，端板上设有均匀分布在端板圆周上的安装孔，安装孔内设有纵向钢筋，纵向钢筋与端板连接处外部设有镦头，纵向钢筋呈环形分布，环形设置的纵向钢筋内圆周上设有架立圈，纵向钢筋外圆周上设有外环绕钢筋；内框架外周包裹有混凝土，骨架的纵向钢筋处于受拉状态，所述纵向钢筋为螺旋中强钢筋。

一种高强度电杆的制作方法，包括以下步骤：

（1）、制备骨架，端板上安装孔呈环形分布，端板分为上端板与下端板，上端板与下端板设有相对应的安装孔，使用纵向钢筋穿过上端板与下端板上的安装孔，上端板与下端板分别位于纵向钢筋两端，锥度比为1:75，然后将纵向钢筋两端进行镦头处理，防止纵向钢筋从端板上脱落，纵向钢筋在端板上呈环状分布，构成基本骨架；

（2）、在环状设置的纵向钢筋内圆周内设置有架立圈，架立圈为环状钢丝圈，采用5mm低碳钢丝圈制备，在纵向钢筋外圆周上设置外环绕钢筋，外环绕钢筋采用3mm低碳冷拔钢丝，纵向钢筋与架立圈和外环绕钢筋使用钢丝连接，制成稳定的钢筋骨架；

（3）、将骨架放入模具，加入混凝土，使用张拉设备分别将上端板与下端板与模具两端拉紧，合模，使纵向钢筋在受拉状态下进行离心工艺处理，制备水泥杆，待混凝土强度达到设计强度75%以上时拆模即可。

优选地，所述端板为环形，端板上的安装孔均匀分布在圆周上，各安装孔中心与端板中心的距离相等。

优选地，所述端板上安装孔外圆周厚度大于端板其他位置厚度。

优选地，所述混凝土使用水泥、黄沙、石子、水、添加剂制备，混凝土强度≥C60。

优选地，所述相邻架立圈间隔为1m。

优选地，所述外环绕钢筋在环形设置的纵向钢筋两端部分别缠绕3-5圈，在纵向钢筋两端部向内1.5m范围内，外环绕钢筋间距不大于70mm，中间部分间距不大于120mm。

优选地，所述纵向钢筋为螺旋中强钢筋，屈服强度为≥1100N/mm²，抗拉强度﹥1400 N/mm²，钢筋直径φ^H _{7————}φ^H ₁₈。

本发明的有益效果：本专利产品综合了现行水泥杆优点，去除了现行水泥杆中的缺点，由于钢筋与混凝土的膨胀系数不同（普通钢筋的线膨胀系数0.00000073/℃，普通混凝土的线膨胀系数0.00001/℃），同时也解决了我国高寒地区温差较大对水泥电杆带来的危害。（我国北部有些地区最高温度+40℃，最低-40℃，温差有80℃）。

国家标准中的钢筋混凝土电杆在工作中会出现较多的横裂纹，严重影响了电杆的使用寿命，而本申请的专利配筋直径小于一般钢筋混凝土电杆及部分预应力混凝土电杆，减小了因两种材料膨胀系数之间的差异带来的危害，而且本专利产品在生产中对纵筋施加了一定的拉力，放张后对混凝土产生一定的压力，电杆混凝土始终处在纵筋压力的约束下，因此在使用过程中不会出现纵裂纹和横裂纹。在沿海地区，由于现行标准中的钢筋混凝土电杆容易出现裂纹，海水中、大气中含氯盐成份较大，对电杆中的钢筋造成锈蚀，而本专利申请的电杆不会出现裂纹，因而也解决了水泥电杆在沿海地区使用寿命较短的问题。

1.从成本上计算：与最新强制性水泥电杆国家标准相比较，同等杆型、同等荷载可节约钢材按重量计算约50%，按价格计算可节约成本35%，为国家建设节约了大量钢材，为低碳、节能、环保作出了较大贡献。

以Zφ190×15米×M×G为例，每根需普通螺纹钢筋214米×1.65公斤/m＝353.1公斤×2.6元/公斤＝918.06元，而使用中强钢筋每根需271.08米×0.5公斤/m＝135.54公斤×3.7元/公斤＝501.5元。

即：每根电杆节约钢材353.1公斤-135.54公斤＝217.56公斤，节约资金918.06元-501.5元＝416.56元。

按照国家电网在国内2014年全年共招标使用各种型号电杆1400万根计算（保守数字），使用本专利技术生产可节约钢材3047800吨，节约资金5831840000元。

而且使用双端板固定纵向钢筋，使纵向钢筋在各个侧面受力均衡，提高了水泥杆的稳定性，改变了水泥杆的内部力学结构，使水泥杆在我国各地区使用中适应性更好。

附图说明

图1为电杆剖面图。

图2为端板俯视图。

具体实施方式

一种高强度水泥电杆，包括钢筋骨架与混凝土，所述钢筋骨架制作时有两端部的端板1，端板1上设有均匀分布在端板圆周上的安装孔2，安装孔2内设有纵向钢筋4，纵向钢筋4与端板1连接处外部设有镦头，纵向钢筋4呈环形分布，环形设置的纵向钢筋内圆周上设有架立圈5，纵向钢筋外圆周上设有外环绕钢筋3；钢筋骨架内外包裹有混凝土6，骨架的纵向钢筋4处于受拉状态，所述纵向钢筋4为螺旋中强钢筋。

一种高强度水泥电杆的制作方法，包括以下步骤：

（1）、制备钢筋骨架，端板上安装孔呈环形分布，端板1分为上端板与下端板，上端板与下端板设有相对应的安装孔2，使用纵向钢筋4穿过上端板与下端板上的安装孔2，上端板与下端板分别位于纵向钢筋4两端，然后将纵向钢筋4两端部进行镦头处理，防止纵向钢筋从端板上脱落，纵向钢筋4在端板1上呈环状分布，构成基本骨架；

（2）、在环状设置的纵向钢筋内圆周内设置架立圈5，架立圈5为环状钢筋圈，采用φ5低碳钢丝制成，在纵向钢筋4外圆周上设置外环绕钢筋3，外环绕钢筋3采用φ3低碳冷拔钢丝，纵向钢筋4与架立圈5和外环绕钢筋3使用扎丝连接，制成稳定的钢筋骨架；

（3）、将骨架放入模具，加入混凝土，使用张拉设备分别将上端板与下端板与模具两端拉紧，对纵向钢筋4进行张拉，合模，使纵向钢筋4在受拉状态下进行离心工艺操作，制备水泥杆，待混凝土强度达到设计强度75%以上时拆模即可。

优选地，所述端板1为环形，端板上的安装孔2均匀分布在圆周上，各安装孔2中心与端板中心的距离相等。

优选地，所述端板上安装孔2外圆周厚度大于端板其他位置厚度，防止将端板拉坏，提高其稳定性。

优选地，所述混凝土使用水泥、黄沙、石子、水、添加剂制备，混凝土强度≥C60。

优选地，所述相邻架立圈5间隔为1m。

优选地，所述外环绕钢筋3在环形设置的纵向钢筋4两端部分别缠绕3-5圈，在纵向钢筋4两端部向内1.5m范围内，外环绕钢筋3间距不大于70mm，中间部分间距不大于120mm。

优选地，所述纵向钢筋4为螺旋中强钢筋，屈服强度为1100N/mm²，抗拉强度﹥1400 N/mm²。

优选地，根据水泥杆稍径及荷载等级不同，采用本技术可以生产稍径φ150-φ550，长度7米-60米。通过精确计算后，来确定纵筋直径和使用根数。

Claims (8)

1.一种高强度水泥电杆，其特征在于：稳定的钢筋骨架与混凝土，所述钢筋骨架包括位于两端部的端板，端板两端设有均匀分布在端板圆周上的安装孔，安装孔内设有纵向钢筋，纵向钢筋与端板连接处外部设有镦头，纵向钢筋呈环形分布，环形设置的纵向钢筋内圆周上设有架立圈，纵向钢筋外圆周上设有外环绕钢筋；骨架外周包裹有混凝土，骨架的纵向钢筋处于受拉状态，所述纵向钢筋为螺旋中强钢筋。

2.一种高强度水泥电杆的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、制备骨架，端板上安装孔呈环形分布，端板分为上端板与下端板，上端板与下端板设有相对应的安装孔，使用纵向钢筋穿过上端板与下端板上的安装孔，上端板与下端板分别位于纵向钢筋两端，锥度比为1:75，然后将纵向钢筋两端部进行镦头处理，防止纵向钢筋从端板上脱落，纵向钢筋在端板上呈环状分布，构成基本框架；

（2）、在环状设置的纵向钢筋内圆周内设置架立圈，架立圈为环状钢丝圈，采用5mm低碳钢丝圈制备，在纵向钢筋外圆周上设置外环绕钢筋，外环绕钢筋采用3mm低碳冷拔钢丝，纵向钢筋与架立圈和外环绕钢筋使用扎丝连接，制成稳定的钢筋骨架；

（3）、将钢筋骨架放入模具，加入混凝土，使用张拉设备分别将上端板与下端板与模具两头拉紧，对纵向钢筋进行施加拉力，合模后，使纵向钢筋处在拉力状态下进行离心处理，制备水泥电杆，待混凝土强度达到设计强度75%以上时放张、拆模即可。

3.根据权利要求2所述的一种高强度水泥电杆的制作方法，其特征在于：所述端板为环形，端板上的安装孔均匀分布在圆周上，各安装孔中心与端板中心的距离相等。

4.根据权利要求2所述的一种高强度水泥电杆的制作方法，其特征在于：所述端板上安装孔外圆周厚度大于端板其他位置厚度。

5.根据权利要求2所述的一种高强度电杆的制作方法，其特征在于：所述混凝土使用水泥、黄沙、石子、水、添加剂制备，混凝土强度≥C60。

6.根据权利要求2所述的一种高强度电杆的制作方法，其特征在于：所述相邻架立圈间隔为1m。

7.根据权利要求2所述的一种高强度电线杆的制作方法，其特征在于：所述外环绕钢筋在环形设置的纵向钢筋两端部分别缠绕3-5圈，在纵向钢筋两端部向内1.5m内，外环绕钢筋间距不大于70mm，中间部分环绕筋间距不大于120mm。

8.根据权利要求2所述的一种高强度电线杆的制作方法，其特征在于：所述纵向钢筋为螺旋中强钢筋，标准强度≥1100N/mm²，钢筋直径φ^H _{7————}φ^H ₁₈。