CN101915006A

CN101915006A - 一种高强度电杆

Info

Publication number: CN101915006A
Application number: CN 201010270177
Authority: CN
Inventors: 张刚强; 秦岭; 陈伟信; 陶春凤; 方浩
Original assignee: SHANGHAI POWER LINE APPLIANCES CO Ltd; Shanghai Electric Power Design Institute Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI POWER LINE APPLIANCES CO Ltd; Shanghai Electric Power Design Institute Co Ltd
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2010-12-15

Abstract

本发明提供一种高强度电杆，其包含有钢筋、内衬钢箍(2)和混凝土，所述钢筋分为纵向受力直钢筋和螺旋钢筋(3)，所述纵向受力直钢筋包括间隔布置的预应力主筋(1)与非预应力钢筋(4)，所述预应力主筋(1)和非预应力钢筋(4)位于螺旋钢筋(3)和内衬钢箍(2)之间，所述混凝土为弹性混凝土，其特征在于：所述预应力主筋(1)的直径比所述非预应力钢筋(4)的直径小，所述预应力主筋(1)的长度比所述非预应力钢筋(4)的长度长。不仅具有良好的抗裂性和抗拉强度，而且质量较轻，节约钢材使用量，降低了生产成本。

Description

一种高强度电杆

技术领域

本发明涉及一种电力输送线路专用的桅架，具体来说为一种电杆，特别是一种高强度电杆。

背景技术

目前用于架空电缆线的电杆一般有高强度电杆和铁塔，其中高强度电杆一般用于架空10kV裸体电缆和绝缘电缆，铁塔一般用于架空高压电缆或超高压电缆。高强度电杆受到混凝土强度的影响，一般只有十几米长。随着城市规模的不断扩大，一些110kV、220kV变电站开始建造在市区内，因此需要将110kV、220kV输变线路通过城市上空输送到这些变电站。由于受到高强度电杆长度的限制，目前用于架空220kV输变线路一般使用的是铁塔。

而在城市中使用铁塔架设110kV、220kV输变线路存在诸多问题，如占地面积大，施工安装困难、维修费用高等。因此，一些输变电线路上开始考虑使用高强度电杆来代替铁塔用以架设110kV、220kV输变线路，故对高强度电杆的质量提出了更高的要求。

如在已经公开的专利申请号为：200620046486.3，专利名称为一种大弯矩高强度混凝土电杆的专利文献所揭示的，公开了一种预应力混凝土电杆，其由预应力主钢筋和非预应力钢筋及内钢箍，螺旋筋构成，所述预应力主钢筋与非预应力钢筋之间采用间隔排列方式进行配筋。本专利所述的电杆可提高电杆的抗裂性和抗拉强度。但该电杆较重，需要钢材较多，抗腐蚀和防酸雨能力较差。

另外，现在普遍使用的电杆存在下述问题：低弹性，低拉伸率；抗磨损、抗压强度较低；抗疲劳、抗冲击性能较差；固化成型时间长；高、低温等极端温度承受力差，从而，难以适用于地震等灾害频发场合使用。

发明内容

为克服所述问题，本发明目的在于：提供一种高强度电杆，所述高强度电杆具有高弹性、高韧性、高拉伸率，抗磨损、高抗压强度高，抗疲劳、抗冲性能好；抗老化、耐化学腐蚀、耐风化作用、固化成型只需2-3小时、高/低温承受力大，等优良特性的优质高科技建筑功能材料。另外，该电杆质量较轻，节约钢材使用量，降低了生产成本。本发明特别适用于地震等灾害频发场合。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种高强度电杆，其包含有钢筋、内衬钢箍和混凝土，所述钢筋分为纵向受力直钢筋和螺旋钢筋，所述纵向受力直钢筋包括间隔布置的预应力主筋与非预应力钢筋，所述预应力主筋和非预应力钢筋位于螺旋钢筋和内衬钢箍之间，所述预应力主筋的直径比所述非预应力钢筋的直径小，所述预应力主筋的长度比所述非预应力钢筋的长度长。这样使所述电杆不仅具有良好的抗裂性和抗拉强度，而且质量较轻，同时也节约钢材的使用量，降低了生产成本。

根据本发明所述的高强度电杆，较好的是，所述混凝土为弹性混凝土，其以重量百分比计，包括A、B、C三种组分，其中A组分包括75～100％的聚异氰酸酯和0～25％的添加剂，B组分包括80～96％的蓖麻油和4～20％的添加剂，C组分包括50～70％的级配石英砂和30～50％的添加剂，所述A、B、C组分的比例为1∶1-2∶10～16。

这样可以更加提高电杆的弹性和制造的便捷性，可以在紧急情况下，现场快速加工生产该高强度电杆，满足应急需要。

根据本发明所述的高强度电杆，较好的是，所述非预应力钢筋有两种以上不同长度，其长度分布从电杆顶部向根部递减。

根据本发明所述的高强度电杆，较好的是，所述预应力主筋的直径为8-10mm，所述非预应力钢筋的直径为12-18mm。

根据本发明所述的高强度电杆，较好的是，所述内衬钢箍与非预应力钢筋采用电弧焊焊接。

根据本发明所述的高强度电杆，较好的是，所述高强度电杆的两端设置有顶部构造钢板圈和根部构造钢板圈。所述根部构造钢板圈与非预应力钢筋采用电弧焊焊接，以提高电杆的抗腐蚀和防酸雨能力，可以延长电杆的使用寿命。

根据本发明所述的高强度电杆，较好的是，所述混凝土A组分中的添加剂为选自缓凝剂、早强剂和速凝剂之一种，所述缓凝剂选自酒石酸，石膏、酒石钾钠一或二种，所述早强剂选自氯盐、亚硝酸盐、铬酸盐和硫酸盐的一或二种，所述速凝剂为铝氧熟料。

根据本发明所述的高强度电杆，较好的是，所述混凝土B组分中的添加剂为选自普通减水剂和引气剂之一种，所述减水剂选自木质素磺酸钙及/或糖蜜，所述引气剂选自松香酸钠、烷基磺酸钠、脂肪醇之一或二种。

根据本发明所述的高强度电杆，较好的是，所述混凝上C组分中的添加剂为阻锈剂及选自引气剂、防水剂之一种，所述引气剂选自松香酸钠、烷基磺酸钠、脂肪醇之一或二种，所述防水剂选自氟硅酸盐、粉煤灰、硅藻土、沥青乳液、松香之一种以上。

根据本发明所述的高强度电杆，较好的是，所述混凝土C组分的阻锈剂包括100份(重量)波特兰水泥、0.3-3份(重量)羟基羧酸、0.3-3份(重量)糖化物、2-10份(重量)聚合物胶乳的固体含量、0-5份(重量)添加剂和30-45份(重量)水。

缓凝剂能延缓混凝土凝结硬化时间，便于施工；能使混凝土浆体水化速度减慢，延长水化放热过程，有利于大体积混凝土温度控制。缓凝剂会对混凝土1～3d早期强度有所降低，但对后期强度的正常发展并无影响。如酒石酸，石膏、酒石钾钠等。

早强剂是指能提高混凝土早期强度，并且对后期强度无显著影响的外加剂。早强剂的主要作用在于加速混凝土水化速度，促进混凝上早期强度的发展；既具有早强功能，又具有一定减水增强功能的外加剂称为早强减水剂。如氯盐、亚硝酸盐、铬酸盐和硫酸盐等多种早强型外加剂，以及有机物早强剂，如三乙醇胺、甲酸钙、尿素等。

速凝剂为掺入混凝土中能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。其主要成分为铝氧熟料(即铝矾土、纯碱、生石灰按比例烧制成的熟料)经磨细而制成。它们的作用是加速混凝土的水化硬化，在很短的时间内形成足够的强度，以达到抢修或井巷中混凝土快速凝结的目的。

减水剂又称塑化剂或分散剂。拌和混凝土时加入适量的减水剂，可使水泥颗粒分散均匀，同时将水泥颗粒包裹的水份释放出来，从而能明显减少混凝土用水量。减水剂的作用是在保持混凝土配合比不变的情况下，改善其工作性；或在保持工作性不变的情况下减少用水量，提高混凝土强度；或在保持强度不变时减少水泥用量，节约水泥，降低成本。同时，加入减水剂后混凝土更为均匀密实，改善一系列物理化学性能，如抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性等，提高了混凝土的耐久性。如木质素磺酸钙、糖蜜等普通减水剂、高效减水剂、早强减水剂、缓凝型减水剂、引气型减水剂等。

引气剂是一种表面活性物质，是混凝土常用的外加剂之一，它能使混凝土在搅拌过程中从大气中引入大量均匀封闭的小气泡，使混凝土中含有一定量的空气。好的引气剂能引入混凝土中的气泡达10亿个之多，孔径多为0.05～0.2mm，一般为不连续的封闭球形，分布均匀，稳定性好，这样能显著提高混凝土的抗冻性、耐久性(三峡工程内部混凝土抗冻融循环次数达150次以上，外部混凝土达300次以上)；同时还能改善混凝土和易性，特别是在人工骨料或天然砂颗粒较粗、级配较差以及在贫水泥混凝土中使用效果更好；改善混凝土的泌水和离析；减少混凝土渗透性，提高混凝土抗侵蚀能力。如松香酸钠、烷基磺酸钠、脂肪醇等。

速凝剂为通常的铝氧熟料(主要成分为铝酸钠)，更可使用铝氧熟料(主要成分为铝酸钠)、碳酸钠、生石灰按质量1∶1∶0.5的比例配制而成的粉状物。

防水剂是一种化学外加剂，加在混凝土中，当混凝土凝结硬化时，随之体积膨胀，起补偿收缩和张拉钢筋产生预应力以及充分填充混凝土间隙的作用。如氟硅酸盐、粉煤灰、硅藻土、沥青乳液、松香。

根据本发明的高强度电杆，所述高强度电杆具有高弹性、高拉伸率；抗磨损、高抗压强度高，抗疲劳、抗冲性能好；抗老化、耐化学腐蚀、耐风化作用、固化成型只需2-3小时；高/低温承受力大。另外，该电杆质量较轻，节约钢材使用量，降低了生产成本。本发明特别适用于地震等灾害频发场合。

附图说明

图1为本发明所述的高强度电杆的结构示意图；

图2为图1所示高强度电杆的根部配筋剖面图；

图3为图1所示高强度电杆的钢筋展开示意图。

具体实施方式

以下，用实施例结合附图对本发明作更详细的描述。本实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。

实施例1

如图1、2和3所示，本发明所述的高强度电杆包含有钢筋、内衬钢箍2和混凝土，所述钢筋分为纵向受力直钢筋和螺旋钢筋3，螺旋钢筋3轴向垂直于地面，所述纵向受力直钢筋包括间隔布置的预应力主筋1与非预应力钢筋4，优选为采用均匀间隔布置。

根据本实施例，所述预应力主筋1和非预应力钢筋4位于螺旋钢筋3和内衬钢箍2之间，所述预应力主筋1的直径比所述非预应力钢筋4的直径小，而所述预应力主筋1的长度比所述非预应力钢筋4的长度长。由于采用不同直径和长度，就可以节约使用的钢材量，同时也减轻了电杆的重量，降低了生产成本。

生产时是先在模具中放入内衬钢箍2、螺旋钢筋3、预应力主筋1和非预应力钢筋4，预应力主筋1和非预应力钢筋4混合配筋之后用混凝上浇注，再脱模成高强度电杆。

根据本实施例，所述混凝土可以采用弹性混凝土，其以重量百分比计，包括A、B、C三种组分，其中A组分包括90～100％的聚异氰酸酯和0～10％的添加剂，B组分包括90～96％的蓖麻油和4～10％的添加剂，C组分包括50％的级配石英砂和50％的添加剂，所述A、B、C组分的比例为1∶1∶12。

在本实施例中，所述混凝土A组分中的添加剂为选自缓凝剂的酒石酸。

另外，所述混凝土B组分中的添加剂为选自普通减水剂和引气剂之一种，所述减水剂选自木质素磺酸钙，所述引气剂选自烷基磺酸钠。

所述混凝土C组分中的添加剂包括100份(按重量)波特兰水泥、1-3份(按重量)羟基羧酸、2-3份糖化物、2-6份聚合物胶乳的固体含量、1-5份任选引气剂和30-40份水，所有部分都是按重量计算。所述引气剂选自松香酸钠，所述防水剂选自硅藻土。

这样不仅可以更加提高电杆的抗裂性和抗拉强度，且使得所述高强度电杆具有高弹性、高韧性、高拉伸率；抗压强度高，抗疲劳、抗冲性能好；抗老化、耐化学腐蚀、耐风化作用、固化成型只需2-3小时、高/低温承受力大。另外，该电杆质量较轻，节约钢材使用量，降低了生产成本。

作为本发明的进一步改进，所述非预应力钢筋4有两种以上不同长度。如图3所示，所述非预应力钢筋有四种不同长度，分别有图标4至7表示，其长度分别为12m、9m、6m和3m，其长度分布从电杆顶部向根部递减。这样在保证电杆具有良好的抗裂性和抗拉强度的同时，也可以节约使用的钢材量，减轻电杆的重量。

作为本发明的再进一步改进，所述预应力主筋1的直径为8-10mm，所述非预应力钢筋4的直径为12-18mm。

作为本发明的又一步改进，所述内衬钢箍2与非预应力钢筋4采用电弧焊焊接。

作为本发明的再又一步改进，所述高强度电杆的两端设置有顶部构造钢板圈5和根部构造钢板圈6。所述根部构造钢板圈6与非预应力钢筋4采用电弧焊焊接。以提高电杆的抗腐蚀和防酸雨能力，可以延长电杆的使用寿命。

实施例2

除了以下不同之处外，其他如同实施例1制得本发明的电杆。

所述混凝土为弹性混凝土，其以重量百分比计，包括A、B和C三种组分，其中A组分包括75％的聚异氰酸酯和25％的添加剂，B组分包括80％的蓖麻油和20％的复合添加剂，C组分包括60％的级配石英砂和40％的添加剂，所述A、B、C组分的比例为1∶1∶16。

所述混凝土A组分中的添加剂为早强剂50％和速凝剂50％，所述早强剂选自氯盐、和亚硝酸盐各50％，所述速凝剂为铝氧熟料。

所述混凝土B组分中的添加剂为普通减水剂20％和引气剂80％，所述减水剂选自木质素磺酸钙，所述引气剂选自松香酸钠、烷基磺酸钠、脂肪醇之一种。

在本实施例中，所述混凝土C组分中的添加剂包括100份(按重量)波特兰水泥、0.3-2份(按重量)羟基羧酸、0.3-1.5份糖化物、5-10份聚合物胶乳的固体含量、1-5份任选防水剂和1-5份任选引气剂和30-45份水，所有部分都是按重量计算。所述引气剂选自松香酸钠，所述防水剂选自硅藻土。

所述引气剂选自松香酸钠、烷基磺酸钠、脂肪醇之一种，所述防水剂选自氟硅酸盐、粉煤灰、硅藻土、沥青乳液、松香之一种。

根据本发明的高强度电杆，所述高强度电杆具有高弹性、高拉伸率，抗磨损、高抗压强度高，抗疲劳、抗冲性能好；抗老化、耐化学腐蚀、耐风化作用、固化成型只需2-3小时、高/低温承受力大，等优良特性的优质高科技建筑功能材料。另外，该电杆质量较轻，节约钢材使用量，降低了生产成本。本发明特别适用于地震等灾害频发场合。

Claims

1.一种高强度电杆，其包含有钢筋、内衬钢箍(2)和混凝土，所述钢筋分为纵向受力直钢筋和螺旋钢筋(3)，所述纵向受力直钢筋包括间隔布置的预应力主筋(1)与非预应力钢筋(4)，所述预应力主筋(1)和非预应力钢筋(4)位于螺旋钢筋(3)和内衬钢箍(2)之间，其特征在于：所述预应力主筋(1)的直径比所述非预应力钢筋(4)的直径小，所述预应力主筋(1)的长度比所述非预应力钢筋(4)的长度长。

2.根据权利要求1所述的高强度电杆，其特征在于，所述混凝土为弹性混凝土，其以重量百分比计，包括A、B和C三种组分，其中A组分包括75～100％的聚异氰酸酯和0～25％的添加剂，B组分包括80～96％的蓖麻油和4～20％的添加剂，C组分包括50～70％的级配石英砂和30～50％的添加剂，所述A、B、C组分的比例为1∶1-2∶10～16。

3.根据权利要求1所述的高强度电杆，其特征在于，所述非预应力钢筋(4)有两种以上不同长度。

4.根据权利要求1所述的高强度电杆，其特征在于：所述预应力主筋(1)的直径为8-10mm，所述非预应力钢筋(4)的直径为12-18mm。

5.根据权利要求1所述的高强度电杆，其特征在于：所述内衬钢箍(2)、所述根部构造钢板圈(6)与非预应力钢筋(4)分别采用电弧焊焊接。

6.根据权利要求1所述的高强度电杆，其特征在于：所述高强度电杆的两端设置有顶部构造钢板圈(5)和根部构造钢板圈(6)。

7.根据权利要求2所述的高强度电杆，其特征在于，所述混凝土A组分中的添加剂为选自缓凝剂、早强剂和速凝剂之一种，所述缓凝剂选自酒石酸，石膏、酒石钾钠一或二种，所述早强剂选自氯盐、亚硝酸盐、铬酸盐和硫酸盐的一或二种，所述速凝剂为铝氧熟料。

8.根据权利要求2所述的高强度电杆，其特征在于，所述混凝土B组分中的添加剂为选自普通减水剂和引气剂之一种，所述减水剂选自木质素磺酸钙及/或糖蜜，所述引气剂选自松香酸钠、烷基磺酸钠、脂肪醇之一或二种。

9.根据权利要求2所述的高强度电杆，其特征在于，所述混凝土C组分中的添加剂为阻锈剂及选自引气剂、防水剂之一种，所述引气剂选自松香酸钠、烷基磺酸钠、脂肪醇之一或二种，所述防水剂选自氟硅酸盐、粉煤灰、硅藻土、沥青乳液、松香之一种以上。

10.根据权利要求9所述的高强度电杆，其特征在于：所述混凝土C组分的阻锈剂包括100份(重量)波特兰水泥、0.3-3份(重量)羟基羧酸、0.3-3份(重量)糖化物、2-10份(重量)聚合物胶乳、0-5份(重量)引气剂、0-5份(重量)防水剂和30-45份(重量)水。