专利名称：一种高强度电杆的制作方法
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IOkV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、浙青乳液、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 散均勻，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勻密实，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勻封闭的小气泡，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， 分布均勻，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、浙青乳液、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。
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。
具体实施例方式以下，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，优选为采用均勻间隔布置。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。所述弓I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，所述弓I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
6盐、粉煤灰、硅藻土、浙青乳液、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。
权利要求
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⑷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 自缓凝齐U、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 自普通减水剂和弓I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、浙青乳液、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。
全文摘要
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。
文档编号E04H12/16GK101915006SQ20101027017
公开日2010年12月15日 申请日期2010年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者张刚强, 方浩, 秦岭, 陈伟信, 陶春凤 申请人:上海电力线路器材有限公司;上海电力设计院有限公司