CN203769405U - 大弯矩高强度后张拉钢筋混凝土电杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及大弯矩高强度后张拉钢筋混凝土电杆。实用新型要解决的技术问题是提供一种大弯矩高强度后张拉钢筋混凝土电杆，确保电杆安全性和可靠性。解决该问题的技术方案是：大弯矩高强度后张拉钢筋混凝土电杆，它包括整体呈中空圆台形的混凝土体、内嵌于该混凝土体侧壁内的钢筋笼，以及位于该混凝土体两端且同轴布置的两块圆盘形预应力锚固钢板；所述钢筋笼包括一组绕混凝土体轴线均匀分布的无缝钢管、一组与无缝钢管相间布置且绕混凝土体轴线均匀分布的非预应力主筋，以及偶数个以混凝土体轴线为中心轴对称分布的短筋，各无缝钢管内均穿设一根预应力钢绞线。本实用新型用于输配电线路中的电杆。

Description

大弯矩高强度后张拉钢筋混凝土电杆

技术领域

本实用新型涉及一种混凝土电杆，特别是一种大弯矩高强度后张拉钢筋混凝土电杆，主要适用于输配电线路中。

背景技术

钢筋混凝土电杆应用于变电所构架，以及输配电线路中的支撑作用，按用途分为直线杆、分支杆、转角杆、耐张杆和终端杆，目前在配电线路中依然大量应用。近年在混凝土电杆创新发明主要是对结构进行的改进，以及提高混凝土强度等级，但对预应力筋施加的力都是在混凝土经离心成型前施加，也就是先张法生产工艺，所以在原理是一样的。由于先张法工艺有其局限，如上世纪民用建筑应用很广的预应力多孔板，就是采用先张法生产，现在的钢筋水泥桥梁中桥梁板则是采用后张法工艺施工更能承重。当前中、小城市土地资源紧缺，配电线路廊道越来越紧张，电缆线路又因造价高普及困难，而送电线路应用钢筋混凝土电杆都在18m以上，需配四方拉线较占地，故送电线路已很少采用混凝土电杆，配电线路要节约造价，减少占地唯有向多回路方向发展，如同杆架设四回路线路，这样电杆就必须要提高其抗弯强度，而混凝土电杆与钢管杆、窄基铁塔比具有经济性以及后期维护简单，在配电线路中应用有着显著优势。

申请号200710027089.0、专利名称为“预应力混凝土电杆及其生产工艺”（公告号CN101029540A）的中国发明专利申请，公开了一种预应力混凝土电杆，在钢筋笼内由等长的主筋、非预应力筋、在纵向上分布架立圈，外缠螺旋筋的钢筋编网成笼，装配入钢模，灌入混凝土浆料，合模，对主筋拉伸，经离心成型后进行蒸汽养护，脱模。上述文献申请的发明，在于主筋中预应力筋采用PC钢棒，Fptk＝1420Mpa，钢结构以及混凝土强度有了创新，但仍然是当前传统的先张法工艺，受先张法生产工艺先天的缺陷，以及混凝土握裹力的限制，电杆强度弯矩提高有限。

申请号200610116733.7、专利名称为“一种用于大弯矩高强度钢筋混凝土电杆的混凝土”（公告号CN1958262A）的中国发明专利申请，公开了一种将混凝土由C50提高到C60，采用预应力主钢筋和非预应力主钢筋及钢箍与螺旋筋组成的结构，按照常规的混凝土电杆生产工艺生产。其中24米混凝土电杆的弯矩为240kn.m，27米混凝土电杆的弯矩为270kn.m，30米混凝土电杆的弯矩为300kn.m。上述文献申请的发明与前述申请200710027089.0都属于传统的常规的预应力先张法生产工艺，两者所用预应力主筋材料相同为PC钢棒，抗拉强度均为1420n/mm²。当前混凝土电杆应用普遍在配电线路，而配电线路应用主要是18米以下电杆，上述文献所述24米混凝土电杆的弯矩为240kn.m，27米混凝土电杆的弯矩为270kn.m，30米混凝土电杆的弯矩为300kn.m。折算到18米电杆，再根据《环型混凝土电杆标准》GB/4623-2006国标中附表4组装预应力、部分预应力混凝土锥型杆开裂检验弯矩所列对应级别，18米电杆标准检验弯矩L2=2.5米时折算，其标准检验弯矩为155kn.m。而此值相当于GB/4623-2006国标中附表4所列18米电杆梢径350mm标准检验弯矩Q级值为152.5kn.m，I级值为167.75kn.m，离国标中的最强等级的Q级228.75kn.m尚有三级之差，并无达到超越国标已有最强等级检验弯矩值。24米、27米、30米混凝土电杆应用于110kV以上送电线路须有四方拉线，带四方拉线电杆最大缺点就是占地，土地资源紧缺至下，送电线路当前普遍改用相对占地较少的铁塔、钢管杆。而配电线路应用主要在18米以下电杆，直线杆可以通过深埋解决电杆稳定性问题。所以至今配电线路使用混凝土电杆依然普遍。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：突破现有预应力电杆采用先张法传统生产工艺，提供一种大弯矩高强度后张拉钢筋混凝土电杆，以提高电杆的弯矩、强度、预应力性能、弹性恢复能力和瞬时承载力，进一步保证电杆的安全性和可靠性。

本实用新型所采用的技术方案是：大弯矩高强度后张拉钢筋混凝土电杆，它包括整体呈中空圆台形的混凝土体、内嵌于该混凝土体侧壁内的钢筋笼，以及位于该混凝土体两端且同轴布置的两块圆盘形预应力锚固钢板，其特征在于：所述预应力锚固钢板上、以其中心为圆心均布一圈环形布置的洞孔，且两块预应力锚固钢板上的洞孔一一对应布置；所述钢筋笼包括一组绕混凝土体轴线均匀分布的无缝钢管、一组与无缝钢管相间布置且绕混凝土体轴线均匀分布的非预应力主筋，以及偶数个以混凝土体轴线为中心轴对称分布的短筋，其中各无缝钢管相对于混凝土体轴线的锥度相同，其两端分别穿过两块预应力锚固钢板上对应的洞孔，并且各无缝钢管内均穿设一根两端均伸至无缝钢管外部的预应力钢绞线，各预应力钢绞线锚固端锚固于与之位于同一端的预应力锚固钢板上，张拉端经张拉后通过限位锁紧装置限位于另一块预应力锚固钢板上实现锁紧；所述无缝钢管、非预应力主筋和短筋位于同一圆台的侧面上，其内侧沿电杆轴向同轴且间隔均匀的焊接有一组内钢箍，外侧按照螺旋缠绕的方式缠绕有螺旋钢筋。

所述限位锁紧装置包括同轴安装于电杆张拉端预应力锚固钢板外侧的多孔夹片锚具，该多孔夹片锚具上开设一组与各洞孔一一对应的锥形孔，所述预应力钢绞线张拉端穿过锥形孔，经张拉后通过塞在该锥形孔内的锚固夹片实现预应力钢绞线的锁紧。

电杆张拉端的预应力锚固钢板上开设一组定位销孔，多孔夹片锚具上开设一组与所述定位销孔一一对应的定位孔，相对应的定位销孔和定位孔内插设有用于实现预应力锚固钢板和多孔夹片锚具定位的定位销。

所述预应力锚固钢板采用45号钢经调质热处理后制成，其厚度为12-20mm，其外侧加工有突出于电杆杆体的肩夹。

所述预应力钢绞线采用强度值为1960N/mm²、1000h松弛率≤2.5%、直径11.1mm的无粘接1×7预应力钢绞线；所述混凝土体的强度为C100级；所述非预应力主筋和短筋均采用HRB500普通钢筋，其抗拉强度为435N/mm²，抗压强度为410N/mm²，规格∮16mm；短筋分级对称布置，每级短筋根数均为偶数根，长度相同，且以钢筋笼轴线为中心轴对称布置，相邻两级短筋之间的长度差为2.5m；所述内钢箍与无缝钢管之间通过亚弧焊焊接，相邻两内钢箍之间的轴向间距为500mm。

大弯矩高强度后张拉钢筋混凝土电杆，15m以上的电杆至少包括两段电杆段；各电杆段包括整体呈中空圆台形的混凝土体、内嵌于该混凝土体侧壁内的钢筋笼，以及位于该混凝土体两端且同轴布置的两块圆盘形预应力锚固钢板，其特征在于：所述预应力锚固钢板上、以其中心为圆心均布一圈环形布置的洞孔，且两块预应力锚固钢板上的洞孔一一对应布置；所述钢筋笼包括一组绕混凝土体轴线均匀分布的无缝钢管、一组与无缝钢管相间布置且绕混凝土体轴线均匀分布的非预应力主筋，以及偶数个以混凝土体轴线为中心轴对称分布的短筋，其中各无缝钢管相对于混凝土体轴线的锥度相同，其两端分别穿过两块预应力锚固钢板上对应的洞孔，并且各无缝钢管内均穿设一根两端均伸至无缝钢管外部的预应力钢绞线，各预应力钢绞线锚固端锚固于与之位于同一端的预应力锚固钢板上，张拉端经张拉后通过限位锁紧装置限位于另一块预应力锚固钢板上实现锁紧；所述无缝钢管、非预应力主筋和短筋位于同一圆台的侧面上，其内侧沿电杆轴向同轴且间隔均匀的焊接有一组内钢箍，外侧按照螺旋缠绕的方式缠绕有螺旋钢筋；与预应力钢绞线锚固端位于同一端的预应力锚固钢板上安装有内法兰；各电杆段通过内法兰螺栓对接形成整体。

所述包括同轴焊接于锚固端预应力锚固钢板外侧面上的圆柱形内接钢圈板，沿径向均匀焊接于该内接钢圈板外围的一组加强筋板，焊接于内接钢圈板和加强筋板上方、与预应力锚固钢板平行且同轴布置的对接钢板，以及缠绕于加强筋板外侧且与之焊接的两道钢筋。

所述限位锁紧装置包括同轴安装于电杆张拉端预应力锚固钢板外侧的多孔夹片锚具，该多孔夹片锚具上开设一组与各洞孔一一对应的锥形孔，所述预应力钢绞线张拉端穿过锥形孔，经张拉后通过塞在该锥形孔内的锚固夹片实现预应力钢绞线的锁紧。

所述预应力锚固钢板采用45号钢经调质热处理后制成，其厚度为12-20mm，其外侧加工有突出于电杆杆体的肩夹。

所述预应力钢绞线采用强度值为1960N/mm²、1000h松弛率≤2.5%、直径11.1mm的无粘接1×7预应力钢绞线；所述混凝土体的强度为C100级；所述非预应力主筋和短筋均采用HRB500普通钢筋，其抗拉强度为435N/mm²，抗压强度为410N/mm²，规格∮16mm；短筋分级对称布置，每级短筋根数均为偶数根，长度相同，且以钢筋笼轴线为中心轴对称布置，相邻两级短筋之间的长度差为2.5m；所述内钢箍与无缝钢管之间通过亚弧焊焊接，相邻两内钢箍之间的轴向间距为500mm。

本实用新型的有益效果是：1、本实用新型采用后张拉工艺生产的电杆，弯矩更大，强度更高，可应用在高强度的配电线路同杆四回路中，减小梢径使电杆更适合于施工，替代大梢径电杆以及直线钢管杆、铁塔，同时可节约钢材。2、采用后张拉工艺生产的电杆具有更好的弹性恢复能力，经试验，当电杆承载力达到该杆允许弯矩值的200%，失去承载力后可恢复，缝隙闭合，而对于先张拉电杆，当电杆承载力达到该杆允许弯矩值的200%时，御去承载力后缝隙难以闭合，先张拉电杆靠混凝土握力，伸张后回缩能力有限，因此对于先张拉电杆，其承载力达到该杆允许弯矩值的200%就相当于做了破坏性试验。3、采用后张拉工艺生产的电杆，预应力钢绞线布置在无缝钢管内，且管内填充有防腐润滑脂起到防腐作用，同时保证预应力钢绞线能够自由伸缩滑动，当预应力钢绞线回弹后电杆整体跟着回缩，大大提高了电杆的瞬时承载力，确保过载后不会造成电杆的破坏性损伤，因此后张拉电杆具有更佳的安全性和可靠性，而且后张拉电杆强度得到全系列提高，随着惯性矩的提高强度值超越现有国标值就越大。4、采用新的混凝土配方，使得混凝土强度达到C100级，渗入混凝土纤维改善了锚固钢板下局部混凝土受力复杂的问题，提高了抗压能力，充分发挥了后张拉张拉力大的作用，而且高强度混凝土具有比一般混凝土寿命长的特点，提高了电杆运行寿命。5、电杆在混凝土成型后的养护全程自然养护，没有经蒸汽池养护环节，节约原材料，降低了成本。6、预应力主筋采用高强度低松弛1000h≤2.5%无粘接1×7预应力钢绞线，其强度值为1960N/mm²，规格为∮11.1mm，充分发挥了高强度预应力钢绞线的抗拉作用，提高了预应力性能。7、本实用新型∮270mm×15m、∮270mm×18m规格电杆，适用四回路配电线路LGJ-240/30导线同杆架设，平均档距50m以上的大弯矩直线电杆的要求，可替代直线钢管杆、窄基铁塔的作用，而且便于运行维护，经济可靠，适于在多回配电线路中推广应用。

附图说明

图1是杆梢张拉端组合图。

图2是图1中预应力锚固钢板的结构图。

图3是杆根张拉端组合图。

图4是图3中预应力锚固钢板的结构图。

图5是杆根为锚固端组合图。

图6是图5中钢筋笼的横截面图。

图7是整根单杆组立图。

图8是锚固端与内法兰组合图。

图9-1是内法兰的结构图。

图9-2是图9-1去掉对接钢板后的俯视图。

图9-3是图9-1去掉预应力锚固钢板后的仰视图。

图10是内法兰对接剖面图。

图11-1是杆梢保护预制封帽结构图。

图11-2是杆根保护预制封脚结构图。

图12-1是预应力锚固钢板与多孔夹片锚具的组合图。

图12-2是图12-1中预应力锚固钢板的结构图。

图13是∮270mm梢径15m对接杆9m下段电杆配筋图。

图14是∮270mm梢径18m对接杆9m上段电杆配筋图。

图15是∮270mm梢径18m对接杆9m下段电杆配筋图。

具体实施方式

本实用新型电杆的梢径沿用国标从∮190mm至∮350mm的各种规格。电杆的长度6m～15m、15m及以上可分段制造，便于运输，以适应输配电线路、变电所构架等不同需求。有整根杆式的如图7所示，分别有∮190mm×10m、∮190mm×12m、∮190mm×13m、∮230mm×13m、∮270mm×13m；有分段式的∮190mm×15m、∮230mm×15m、∮270mm×15m、∮270mm×18m、∮270mm×24m、∮310mm×15m、∮350mm×15m等多种规格的电杆。分段式主要分上、下两段对接，如∮270mm×15m杆，可以分为上段6m加下段9m、∮270mm×18m可以分为上段9m加下段9m、∮350mm×18m可以分为上段9m加下段9m等多种规格的电杆。上、下段之间连接由内法兰的连接端板通过螺栓连接起来。

实施例1：如图1-图7所示，本实施例包括整体呈中空圆台形的混凝土体8、内嵌于该混凝土体侧壁内的钢筋笼，以及位于该混凝土体两端且同轴布置的两块圆盘形预应力锚固钢板1。所述预应力锚固钢板1上均布一组洞孔15，各洞孔15均以其所在预应力锚固钢板1的中心为圆心呈圆形布置，且两块预应力锚固钢板1上的洞孔15一一对应布置。所述钢筋笼包括一组绕混凝土体8轴线均匀分布的无缝钢管9、一组与无缝钢管9相间布置（间隔均匀）且绕混凝土体8轴线均匀分布的非预应力主筋4，以及偶数个以混凝土体8轴线为中心轴对称分布的短筋5，其中各无缝钢管9相对于混凝土体8轴线的锥度相同（均为1：75±5），其两端分别穿过两块预应力锚固钢板1上对应的洞孔15，并且各无缝钢管9内均穿设一根两端均伸至无缝钢管9外部的预应力钢绞线3（预应力钢绞线与无缝钢管管壁之间填充有Ⅱ型防腐润滑脂），各预应力钢绞线3锚固端（位于电杆杆根端）压接有用于防止张拉过程中及受力后该端部从无缝钢管9内滑脱的挤压锚11，张拉端（位于电杆杆梢端）经张拉后通过限位锁紧装置限位于另一块预应力锚固钢板1上实现锁紧；所述无缝钢管9、非预应力主筋4和短筋5位于同一圆台的侧面上，其内侧沿电杆轴向每隔500mm布置有一圈内钢箍6，且各内钢箍6均同轴布置，在距离两端预应力锚固钢板1一米以内的范围内采用内钢箍双拼的结构形式，外侧按照螺旋缠绕的方式连续密绕有直径4mm的螺旋钢筋7，在距离两端端头1m范围内采用加密缠绕，至预应力锚固钢板1，螺旋钢筋7密绕3圈；其中无缝钢管9与内钢箍6采用亚弧焊焊接，非预应力主筋4与内钢箍6焊接。

如图12-1、图12-2所示，所述限位锁紧装置包括同轴安装于电杆张拉端预应力锚固钢板1外侧的多孔夹片锚具2，该多孔夹片锚具上开设一组与各洞孔15一一对应的锥形孔26，所述预应力钢绞线3张拉端穿过锥形孔26，经张拉后通过塞在该锥形孔内的锚固夹片10实现预应力钢绞线3的锁紧。本例中，电杆张拉端的预应力锚固钢板1上开设一组定位销孔12，多孔夹片锚具2上开设一组与所述定位销孔12一一对应的定位孔，相对应的定位销孔12和定位孔内插设有定位销，以实现预应力锚固钢板1和多孔夹片锚具2的定位。

所述预应力锚固钢板1采用45号钢经调质热处理后制成，厚度为12-20mm，具体根据张拉值确定；所述预应力锚固钢板1外侧加工有肩夹23，其厚度为预应力锚固钢板1厚度的一半，肩夹23突出于杆体，即位于杆梢端的肩夹直径大于杆梢直径，位于杆根端的肩夹直径大于杆根直径。

所述预应力钢绞线3采用强度值为1960N/mm²、1000h松弛率≤2.5%、直径11.1mm的无粘接1×7预应力钢绞线；所述非预应力主筋4和短筋5均采用HRB500普通钢筋，其抗拉强度为435N/mm²，抗压强度为410N/mm²，规格∮16mm；短筋5分级对称布置，每级短筋5根数均为偶数根，长度相同，且以钢筋笼轴线为中心轴对称布置，相邻两级短筋5之间的长度差为2.5m；所述内钢箍6与无缝钢管9之间通过亚弧焊焊接，相邻两内钢箍6之间的轴向间距为500mm。

所述混凝土体8的制备原料包括水泥、沙、碎石、水、粉煤灰、硅灰、减水剂、混凝土纤维，且各成分的重量比为1：1.28～1.30：2.35～2.5：0.18～0.24：0.08～0.1：0.19～0.21：0.04～0.06：0.0018～0.002；其强度为C100级。本例中，所述水泥为≥52.5级的普通硅酸盐水泥；沙的细度模数为2.3～2.7，含泥量0.25%；碎石采用5～20连续级配，针片状不大于5%，抗压强度不少于120Mpa；粉煤灰为一级标准粉煤灰，硅灰粒径为0.15～0.2μm；减水剂为浓度40%的聚羧酸盐pureSH；混凝土纤维采用第三代高性能混凝土纤维，型号为UF500纤维素科纤维，单丝纤维2.1mm。

为了防止电杆运输及施工过程中端部遭到碰撞而损坏，在杆梢和杆根分别套上预制封帽20和预制封脚21，并填充环氧砂浆13压实。如图11-1、图11-2所示，封帽20与封脚21按杆梢与杆根规格分别预制，由钢筋混凝土制成，其中混凝土强度为C40级，封帽钢筋24直径为8mm，封脚钢筋25直径为12mm，根据所制电杆直径确定内径，围沿厚度50mm，封帽20套入深度需套住杆梢65mm，封脚21底厚120mm，套入电杆根部深度100mm。

本实施例电杆的生产工艺如下，

1.1、根据拟制电杆长度在其两端设置两块同轴布置的圆盘形预应力锚固钢板1，即两块预应力锚固钢板1之间的距离为拟制电杆的长度。

1.2、每两个对应的洞孔15（分别位于两块预应力锚固钢板上）内插入一根无缝钢管9（外径15.5mm、内径12.5mm），然后在各无缝钢管9形成的笼体内侧、沿笼体轴向每间隔500mm焊接（采用亚弧焊焊接）一圈内钢箍6（采用直径6mm的钢筋弯曲制成），且各只内钢箍6均同轴布置，在距离两端预应力锚固钢板1一米以内的范围内采用内钢箍双拼的结构形式进行焊接，焊接前后保证各无缝钢管9绕两预应力锚固钢板1圆心连线（即笼体轴线、电杆轴线，下同）均匀布置，且相对于两预应力锚固钢板1圆心连线的锥度相同，该锥度根据实际情况需要来确定，可以制成等径杆，也可以制成锥形杆，本实施例为锥度1：75±5的锥形杆。

1.3、在所述内钢箍6外侧焊接一组非预应力筋（非预应力主筋和短筋组成），所述非预应力筋与无缝钢管9以两预应力锚固钢板1圆心的连线（即笼体轴线）为中心轴均匀布置，且各非预应力筋相对于两预应力锚固钢板1圆心连线的锥度与无缝钢管9的锥度相同。其中非预应力主筋4与无缝钢管9相间布置（间隔均匀），短筋5分级对称布置，每级短筋5根数均为偶数根，长度相同，且以钢筋笼轴线为中心轴对称布置，相邻两级短筋5之间的长度差为2.5m，以便能够布设双筋。短筋5从离杆梢2.5m开始为第一级，如9m段电杆，第一级短筋7.5m；第二级短筋为5m，9m段电杆设二级短筋5，如设三级短筋，筋间距过密影响混凝土灌浆，12米杆以上电杆可设三级。

1.4、在所述非预应力筋、内钢箍6和无缝钢管9形成的圆台体外侧按照螺旋缠绕的方式一圈接一圈连续密绕直径4mm的螺旋钢筋7，在距离两端端头1m范围内采用加密缠绕，至预应力锚固钢板1，螺旋钢筋7密绕3圈，形成钢筋笼。

1.5、将步骤1.4得到的钢筋笼吊装入电杆钢模底座内，使两块预应力锚固钢板1的肩夹23落槽卡紧，倒入混凝土浆料，对钢模清边，将钢模上盖合上，闭合模具，再紧固钢模合模螺栓，将钢模整体吊入离心机，离心机逐步加大转速，从低速至中速最后至每分钟1050转，经离心成型后吊离，平衡放置。经3天自然养护后脱模，再经自然养护21天后，将两端超出预应力锚固板1的普通无缝钢管9切割掉，并打磨平整。

1.6、如图12-1、图12-2所示，采用定位销并通过定位销孔12将多孔夹片锚具2同轴安装在张拉端（本实施例中为电杆杆梢端）一侧预应力锚固钢板1的外侧面上，安装完成后，各锥形孔26与预应力锚固钢板1上的洞孔15一一对应布置；所述多孔夹片锚具2为整体铸造，其规格根据不同电杆所设定预应力筋根数与张拉端电杆直径确定；然后将预应力钢绞线3涂上Ⅱ型防腐脂并穿过普通无缝钢管9，在锚固端对预应力钢绞线3作压接前清洗，通过液压机将挤压锚11与预应力钢绞线3压接，重新涂上Ⅱ型防腐脂，在张拉端抽紧预应力钢绞线3用工具锚锁定钢绞线，由油压机张拉，张拉值按预应力钢绞线3抗拉值的75%设为张拉设计值，达到设计张拉值后塞入锚固夹片10锁死预应力钢绞线3，余留长度5mm以上，余下去掉多余预应力钢绞线3。

实施例2：如图1-图6所示，本实施例电杆为∮270mm×15m电杆，由上段6m和下段9m电杆段对接而成。

所述上段6m电杆段包括整体呈中空圆台形的混凝土体8（锥度为1：75）、内嵌于该混凝土体侧壁内的钢筋笼、位于该混凝土体两端且同轴布置的两块圆盘形预应力锚固钢板1，以及安装于锚固端的内法兰。所述预应力锚固钢板1上均布一组洞孔15，各洞孔15均以其所在预应力锚固钢板1的中心为圆心呈圆形布置，且两块预应力锚固钢板1上的洞孔15一一对应布置。所述钢筋笼包括八根绕混凝土体8轴线均匀分布的无缝钢管9、八根与无缝钢管9相间布置（间隔均匀）且绕混凝土体8轴线均匀分布的非预应力主筋4，以及两根以混凝土体8轴线为中心轴对称分布且长度为3.5m的短筋5，其中各无缝钢管9相对于混凝土体8轴线的锥度相同（均为1：75），其两端分别穿过两块预应力锚固钢板1上对应的洞孔15，并且各无缝钢管9内均穿设一根两端均伸至无缝钢管9外部的预应力钢绞线3（预应力钢绞线与无缝钢管管壁之间填充有Ⅱ型防腐润滑脂），各预应力钢绞线3锚固端（位于电杆杆根端）压接有用于防止张拉过程中及受力后该端部从无缝钢管9内滑脱的挤压锚11，张拉端（位于电杆杆梢端）经张拉后通过限位锁紧装置限位于另一块预应力锚固钢板1上实现锁紧；所述无缝钢管9、非预应力主筋4和短筋5位于同一圆台的侧面上，其内侧沿电杆轴向每隔500mm布置有一只内钢箍6，且各只内钢箍6均同轴布置，在距离两端预应力锚固钢板1一米以内的范围内采用内钢箍双拼的结构形式，外侧按照螺旋缠绕的方式连续密绕有直径4mm的螺旋钢筋7，在距离两端端头1m范围内采用加密缠绕，至预应力锚固钢板1，螺旋钢筋7密绕3圈；其中无缝钢管9与内钢箍6采用亚弧焊焊接，非预应力主筋4与内钢箍6焊接。

如图12-1、图12-2所示，所述限位锁紧装置包括同轴安装于电杆张拉端预应力锚固钢板1外侧的多孔夹片锚具2，该多孔夹片锚具上开设一组与各洞孔15一一对应的锥形孔26，所述预应力钢绞线3张拉端穿过锥形孔26，经张拉后通过塞在该锥形孔内的锚固夹片10实现预应力钢绞线3的锁紧。本例中，电杆张拉端的预应力锚固钢板1上开设一组定位销孔12，多孔夹片锚具2上开设一组与所述定位销孔12一一对应的定位孔，相对应的定位销孔12和定位孔内插设有定位销，以实现预应力锚固钢板1和多孔夹片锚具2的定位。

如图8、图9-1、9-2、9-3所示，所述内法兰包括同轴焊接于锚固端预应力锚固钢板1外侧面上的圆柱形内接钢圈板17，沿径向均匀焊接于该内接钢圈板外围的一组加强筋板16，焊接于内接钢圈板17和加强筋板16上方、与预应力锚固钢板1平行且同轴布置的对接钢板18，以及缠绕于加强筋板16外侧且与之焊接的两道钢筋19。

所述预应力锚固钢板1采用45号钢经调质热处理后制成，厚度为15mm；所述预应力锚固钢板1外侧加工有肩夹23，其厚度为预应力锚固钢板1厚度的一半，肩夹23突出于杆体，即位于杆梢端的肩夹直径大于杆梢直径，位于杆根端的肩夹直径大于杆根直径。

所述预应力钢绞线3采用强度值为1960N/mm²、1000h松弛率≤2.5%、直径11.1mm的无粘接1×7预应力钢绞线；所述非预应力主筋4和短筋5均采用HRB500普通钢筋，其抗拉强度为435N/mm²，抗压强度为410N/mm²，规格∮16mm；所述内钢箍6与无缝钢管9之间通过亚弧焊焊接，相邻两内钢箍6之间的轴向间距为500mm。

所述混凝土体8的制备原料包括水泥、沙、碎石、水、粉煤灰、硅灰、减水剂、混凝土纤维，且各成分的重量比为1：1.28～1.30：2.35～2.5：0.18～0.24：0.08～0.1：0.19～0.21：0.04～0.06：0.0018～0.002；其强度为C100级。本例中，所述水泥为≥52.5级的普通硅酸盐水泥；沙的细度模数为2.3～2.7，含泥量0.25%；碎石采用5～20连续级配，针片状不大于5%，抗压强度不少于120Mpa；粉煤灰为一级标准粉煤灰，硅灰粒径为0.15～0.2μm；减水剂为浓度40%的聚羧酸盐pureSH；混凝土纤维采用第三代高性能混凝土纤维，型号为UF500纤维素科纤维，单丝纤维2.1mm。

为了防止电杆段运输过程中端部遭到碰撞而损坏，在杆梢和杆根分别套上预制封帽20和预制封脚21，套前先在封帽20与封脚21内充填环氧砂浆13，再分别压入封帽20与封脚21，并压实。如图11-1、图11-2所示，封帽20与封脚21按杆梢与杆根规格分别预制，由钢筋混凝土制成，其中混凝土强度为C40级，封帽钢筋24直径为8mm，封脚钢筋25直径为12mm，根据所制电杆直径确定内径，围沿厚度50mm，封帽20套入深度需套住杆梢65mm，封脚21底厚120mm，套入电杆根部深度100mm。

所述下段9m电杆段的结构与上段电杆段的结构基本相同，区别在于钢筋笼的配筋不同，如图13所示，钢筋笼共布置十一根无缝钢管9，即布置十一根预应力钢绞线3作为预应力筋，同时布置十一根非预应力主筋4，与无缝钢管9相间布置（间隔均匀），其长度为9m，短筋5共有四根，两根长度为6.5m，作为第一级短筋，其余两根长度为4m，作为第二级短筋，两级短筋分别以钢筋笼轴线为中心轴对称布置，第一级短筋顶端距离杆梢2.5m，第二级短筋距离杆梢5m。

本实施例电杆的生产工艺步骤如下，

1.1、根据拟制电杆上段的长度在其两端设置两块同轴布置的圆盘形预应力锚固钢板1，即两块预应力锚固钢板1之间的距离为拟制电杆上段的长度；所述预应力锚固钢板1上均布八个洞孔15，八个洞孔15均以其所在预应力锚固钢板1的中心为圆心呈圆形布置，分别位于两块预应力锚固钢板1上的两组洞孔15一一对应布置；在张拉端一侧预应力锚固钢板1上制有四个定位销孔12。

1.2、每两个对应的洞孔15（分别位于两块预应力锚固钢板上）内插入一根无缝钢管9（外径15.5mm、内径12.5mm），然后在各无缝钢管9形成的笼体内侧、沿笼体轴向每间隔500mm焊接（采用亚弧焊焊接）一圈内钢箍6（采用直径6mm的钢筋弯曲制成），且各只内钢箍6均同轴布置，在距离两端预应力锚固钢板1一米以内的范围内采用内钢箍双拼的结构形式进行焊接，焊接前后保证各无缝钢管9绕两预应力锚固钢板1圆心连线（即笼体轴线、电杆轴线，下同）均匀布置，且相对于两预应力锚固钢板1圆心连线的锥度相同，该锥度根据实际情况需要来确定，本实施例锥度为1：75。

1.3、在所述内钢箍6外侧焊接一组非预应力筋，所述非预应力筋与无缝钢管9以两预应力锚固钢板1圆心的连线（即笼体轴线）为中心轴均匀布置，且各非预应力筋相对于两预应力锚固钢板1圆心连线的锥度与无缝钢管9的锥度相同。本实施例中，所述非预应力筋由八根非预应力主筋4和两根短筋5组成，其中非预应力主筋4与无缝钢管9相间布置，其长度为6m，两端分别顶住两块预应力锚固钢板1，两根短筋5长度均为3.5m，即顶端距离杆梢2.5m，底端与杆根的预应力锚固钢板1相接触，且两根短筋5以钢筋笼轴线为中心轴对称布置。预应力筋（预应力钢绞线）、非预应力主筋4和短筋5的排列原则是：先将预应力筋的间距按等分排列，再排非预应力主筋4，次排短筋5。

1.4、在所述非预应力筋、内钢箍6和无缝钢管9形成的圆台体外侧按照螺旋缠绕的方式一圈接一圈连续密绕直径4mm的螺旋钢筋7，在距离两端端头1m范围内采用加密缠绕，在预应力锚固钢板1内侧面密绕3圈，形成钢筋笼。

1.5、将步骤1.4得到的钢筋笼吊装入电杆钢模底座内，使两块预应力锚固钢板1的肩夹23落槽卡紧，倒入混凝土浆料，对钢模清边，将钢模上盖合上，闭合模具，再紧固钢模合模螺栓，将钢模整体吊入离心机，离心机逐步加大转速，从低速至中速最后至每分钟1050转，经离心成型后吊离，平衡放置。经3天自然养护后脱模，再经自然养护21天后，将两端超出预应力锚固板1的普通无缝钢管9切割掉，并打磨平整。

1.6、如图12-1、图12-2所示，采用定位销并通过定位销孔12将多孔夹片锚具2同轴安装在张拉端一侧预应力锚固钢板1的外侧面上，形成整体的锚固体系；安装完成后，各锥形孔26与预应力锚固钢板1上的洞孔15一一对应布置；所述多孔夹片锚具2为整体铸造，其规格根据电杆所设定预应力筋根数与张拉端电杆直径确定；然后将预应力钢绞线3涂上Ⅱ型防腐脂并穿过普通无缝钢管9，在锚固端对预应力钢绞线3作压接前清洗，通过液压机将挤压锚11与预应力钢绞线3压接，重新涂上Ⅱ型防腐脂，在张拉端抽紧预应力钢绞线3用工具锚锁定钢绞线，由油压机张拉，张拉值按预应力钢绞线3抗拉值的75%设为张拉设计值，达到设计张拉值后塞入锚固夹片10锁死预应力钢绞线3，余留长度5mm以上，余下去掉多余预应力钢绞线3。

1.7、如图8、图9-1、9-2、9-3所示，在锚固端同轴安装内法兰，具体为，先在锚固端预应力锚固钢板1外侧面上同轴焊接圆柱形的内接钢圈板17，然后在该内接钢圈板周围沿径向均匀焊接一组加强筋板16，再在内接钢圈板17和加强筋板16上焊接与预应力锚固钢板1平行且同轴的对接钢板18，并在加强筋板16外侧缠绕二道直径5mm的钢筋19，并与加筋板16焊接，最后清渣，充填环氧砂浆13封包，形成对预应力钢绞线3及挤压锚11的封闭保护，即完成上段6m电杆段的制备。

然后按照上述步骤制备下段9m电杆段，区别在于，配筋不同，其配筋图如图13所示，钢筋笼共布置十一根无缝钢管9，即布置十一根预应力钢绞线3作为预应力筋，同时布置十一根非预应力主筋4，与无缝钢管9相间布置，其长度为9m，短筋5共有四根，两根长度为6.5m，作为第一级短筋，其余两根长度为4m，作为第二级短筋，两级短筋分别以钢筋笼轴线为中心轴对称布置，第一级短筋顶端距离杆梢2.5m，第二级短筋距离杆梢5m。

如图10所示，最后通过内法兰将上段和下段螺栓对接成整体即可，避免了现场焊接。

本实施例所得电杆标准检验弯矩达184.12KN.m，比国标中同规格电杆最强检验弯矩提高了188%，已过国标∮350mm×15m最强等级T级标准检验弯矩183.75KN.m的值，可以替代∮310mm×15m与∮350mm×15m电杆，以及同强度的直线钢管杆、铁塔，减轻了重量，在单、双回路小转角可替代拉线电杆，适用大截面导线LGJ-240/30配电线路四回路同杆架设，梢径适中，利于施工。分段式便于运输，螺栓对接避免了现场焊接。

实施例3：如图1-图6所示，本实施例电杆为∮270mm×18m电杆，由上段9m加下段9m电杆段通过内法兰螺栓对接而成，其具体结构和生产工艺与实施例2基本相同，其区别在于各段电杆段的配筋不同。

对于上段9m电杆段，其配筋如图14所示，钢筋笼共布置八根无缝钢管9，即布置八根预应力钢绞线3作为预应力筋（张拉值为872.59KN），同时布置八根非预应力主筋4，与无缝钢管9相间布置，其长度为9m，短筋5共有四根，两根长度为6.5m，作为第一级短筋，其余两根长度为4m，作为第二级短筋，两级短筋分别以钢筋笼轴线为中心轴对称布置，第一级短筋顶端距离杆梢2.5m，第二级短筋距离杆梢5m。

对于下段9m电杆段，其配筋如图15所示，钢筋笼共布置十三根无缝钢管9，即布置十三根预应力钢绞线3作为预应力筋（张拉值为1417.96KN），同时布置十三根非预应力主筋4，与无缝钢管9相间布置，其长度为9m，短筋5共有四根，两根长度为6.5m，作为第一级短筋，其余两根长度为4m，作为第二级短筋，两级短筋分别以钢筋笼轴线为中心轴对称布置，第一级短筋顶端距离杆梢2.5m，第二级短筋距离杆梢5m。

本实施例所得电杆检验弯矩达228.91KN.m，比国标中电杆同规格最强检验弯矩提高了188%，已超过国标∮350mm×18m最强等级T级检验弯矩228.75KN.m的值，可以替代∮310mm×18m与∮350mm×18m电杆，以及同强度的直线钢管杆、铁塔，减轻了重量，在单、双回路小转角可替代拉线电杆，适用大截面导线LGJ-240/30配电线路四回路同杆架设，梢径适中，利于施工。分段式便于运输，螺栓对接避免了现场焊接。

采用本实用新型方法制得的∮350mm×18m分段式电杆，电杆检验弯矩可提高至322.5KN.m，采用预应力钢绞线后张拉该电杆强度提高了140.98%，后张拉电杆强度提升明显。尤其是后张拉电杆的弹性恢复能力是其它任何已有种类电杆无法可比的，有其结构优势，安全性可靠性高。

Claims (10)

1.一种大弯矩高强度后张拉钢筋混凝土电杆，它包括整体呈中空圆台形的混凝土体（8）、内嵌于该混凝土体侧壁内的钢筋笼，以及位于该混凝土体两端且同轴布置的两块圆盘形预应力锚固钢板（1），其特征在于：所述预应力锚固钢板（1）上、以其中心为圆心均布一圈环形布置的洞孔（15），且两块预应力锚固钢板（1）上的洞孔（15）一一对应布置；所述钢筋笼包括一组绕混凝土体（8）轴线均匀分布的无缝钢管（9）、一组与无缝钢管（9）相间布置且绕混凝土体（8）轴线均匀分布的非预应力主筋（4），以及偶数个以混凝土体（8）轴线为中心轴对称分布的短筋（5），其中各无缝钢管（9）相对于混凝土体（8）轴线的锥度相同，其两端分别穿过两块预应力锚固钢板（1）上对应的洞孔（15），并且各无缝钢管（9）内均穿设一根两端均伸至无缝钢管（9）外部的预应力钢绞线（3），各预应力钢绞线（3）锚固端锚固于与之位于同一端的预应力锚固钢板（1）上，张拉端经张拉后通过限位锁紧装置限位于另一块预应力锚固钢板（1）上实现锁紧；所述无缝钢管（9）、非预应力主筋（4）和短筋（5）位于同一圆台的侧面上，其内侧沿电杆轴向同轴且间隔均匀的焊接有一组内钢箍（6），外侧按照螺旋缠绕的方式缠绕有螺旋钢筋（7）。

2.根据权利要求1所述的大弯矩高强度后张拉钢筋混凝土电杆，其特征在于：所述限位锁紧装置包括同轴安装于电杆张拉端预应力锚固钢板（1）外侧的多孔夹片锚具（2），该多孔夹片锚具上开设一组与各洞孔（15）一一对应的锥形孔（26），所述预应力钢绞线（3）张拉端穿过锥形孔（26），经张拉后通过塞在该锥形孔内的锚固夹片（10）实现预应力钢绞线（3）的锁紧。

3.根据权利要求2所述的大弯矩高强度后张拉钢筋混凝土电杆，其特征在于：电杆张拉端的预应力锚固钢板（1）上开设一组定位销孔（12），多孔夹片锚具（2）上开设一组与所述定位销孔（12）一一对应的定位孔，相对应的定位销孔（12）和定位孔内插设有用于实现预应力锚固钢板（1）和多孔夹片锚具（2）定位的定位销。

4.根据权利要求1或2或3所述的大弯矩高强度后张拉钢筋混凝土电杆，其特征在于：所述预应力锚固钢板（1）采用45号钢经调质热处理后制成，其厚度为12-20mm，其外侧加工有突出于电杆杆体的肩夹（23）。

5.根据权利要求1或2或3所述的大弯矩高强度后张拉钢筋混凝土电杆，其特征在于：所述预应力钢绞线（3）采用强度值为1960N/mm²、1000h松弛率≤2.5%、直径11.1mm的无粘接1×7预应力钢绞线；所述混凝土体（8）的强度为C100级；所述非预应力主筋（4）和短筋（5）均采用HRB500普通钢筋，其抗拉强度为435N/mm²，抗压强度为410N/mm²，规格∮16mm；短筋（5）分级对称布置，每级短筋（5）根数均为偶数根，长度相同，且以钢筋笼轴线为中心轴对称布置，相邻两级短筋（5）之间的长度差为2.5m；所述内钢箍（6）与无缝钢管（9）之间通过亚弧焊焊接，相邻两内钢箍（6）之间的轴向间距为500mm。

6.一种大弯矩高强度后张拉钢筋混凝土电杆，它包括至少两段电杆段；各电杆段包括整体呈中空圆台形的混凝土体（8）、内嵌于该混凝土体侧壁内的钢筋笼，以及位于该混凝土体两端且同轴布置的两块圆盘形预应力锚固钢板（1），其特征在于：所述预应力锚固钢板（1）上、以其中心为圆心均布一圈环形布置的洞孔（15），且两块预应力锚固钢板（1）上的洞孔（15）一一对应布置；所述钢筋笼包括一组绕混凝土体（8）轴线均匀分布的无缝钢管（9）、一组与无缝钢管（9）相间布置且绕混凝土体（8）轴线均匀分布的非预应力主筋（4），以及偶数个以混凝土体（8）轴线为中心轴对称分布的短筋（5），其中各无缝钢管（9）相对于混凝土体（8）轴线的锥度相同，其两端分别穿过两块预应力锚固钢板（1）上对应的洞孔（15），并且各无缝钢管（9）内均穿设一根两端均伸至无缝钢管（9）外部的预应力钢绞线（3），各预应力钢绞线（3）锚固端锚固于与之位于同一端的预应力锚固钢板（1）上，张拉端经张拉后通过限位锁紧装置限位于另一块预应力锚固钢板（1）上实现锁紧；所述无缝钢管（9）、非预应力主筋（4）和短筋（5）位于同一圆台的侧面上，其内侧沿电杆轴向同轴且间隔均匀的焊接有一组内钢箍（6），外侧按照螺旋缠绕的方式缠绕有螺旋钢筋（7）；与预应力钢绞线（3）锚固端位于同一端的预应力锚固钢板（1）上安装有内法兰；各电杆段通过内法兰螺栓对接形成整体。

7.根据权利要求6所述的大弯矩高强度后张拉钢筋混凝土电杆，其特征在于：所述内法兰包括同轴焊接于锚固端预应力锚固钢板（1）外侧面上的圆柱形内接钢圈板（17），沿径向均匀焊接于该内接钢圈板外围的一组加强筋板（16），焊接于内接钢圈板（17）和加强筋板（16）上方、与预应力锚固钢板（1）平行且同轴布置的对接钢板（18），以及缠绕于加强筋板（16）外侧且与之焊接的两道钢筋（19）。

8.根据权利要求6或7所述的大弯矩高强度后张拉钢筋混凝土电杆，其特征在于：所述限位锁紧装置包括同轴安装于电杆张拉端预应力锚固钢板（1）外侧的多孔夹片锚具（2），该多孔夹片锚具上开设一组与各洞孔（15）一一对应的锥形孔（26），所述预应力钢绞线（3）张拉端穿过锥形孔（26），经张拉后通过塞在该锥形孔内的锚固夹片（10）实现预应力钢绞线（3）的锁紧。

9.根据权利要求6或7所述的大弯矩高强度后张拉钢筋混凝土电杆，其特征在于：所述预应力锚固钢板（1）采用45号钢经调质热处理后制成，其厚度为12-20mm，其外侧加工有突出于电杆杆体的肩夹（23）。

10.根据权利要求6或7所述的大弯矩高强度后张拉钢筋混凝土电杆，其特征在于：所述预应力钢绞线（3）采用强度值为1960N/mm²、1000h松弛率≤2.5%、直径11.1mm的无粘接1×7预应力钢绞线；所述混凝土体（8）的强度为C100级；所述非预应力主筋（4）和短筋（5）均采用HRB500普通钢筋，其抗拉强度为435N/mm²，抗压强度为410N/mm²，规格∮16mm；短筋（5）分级对称布置，每级短筋（5）根数均为偶数根，长度相同，且以钢筋笼轴线为中心轴对称布置，相邻两级短筋（5）之间的长度差为2.5m；所述内钢箍（6）与无缝钢管（9）之间通过亚弧焊焊接，相邻两内钢箍（6）之间的轴向间距为500mm。