一种高强度钢管混凝土电杆的制作方法

本发明涉及建筑施工领域，尤其涉及一种高强度钢管混凝土电杆。

背景技术：

随着我国城、农网改造的实施和电网的快速发展，线路架设向大线径、多回路发展，杆塔结构的荷载也不断增大。在土地日益紧张的情况下，势必要新建线路，对原有的线路进行增容改造，为此，城市规划部门一般提供狭窄的高压线路走廊或绿化带作为高压架空线路的通道。

普通自立式铁塔因为根开宽，占地面积大。环形预应力电杆自重大、承载力低，且运输、起吊、组装困难。尤其对于车辆、农业机械不能达到的交通闭塞地区，普通混凝土大弯矩电杆无法安装。钢管电杆虽然承载力较高，但用钢量大，刚度相对较小，造价较高。普通的钢管混凝土电杆承载力虽然较环形钢筋混凝土电杆、环形预应力电杆及钢管电杆有较大幅度提高，但多回路、大线径电杆高度较大，最大管径可达两米，自重大，施工困难，且钢管混凝土电杆在混凝土基础上不够牢靠，而电杆的根部正是最容易遭受破坏的地方。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术中电杆质量重、强度低、施工困难、在混凝土基础上固定不够牢靠的不足，提供一种质量轻、强度高、施工简单、在混凝土基础上能够稳定固定的钢管混凝土电杆。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高强度钢管混凝土电杆，包括混凝土基础及设在混凝土基础上的电杆，所述电杆呈圆台形，电杆的直径从上至下逐渐增大，电杆包括钢管柱及钢管混凝土柱，钢管混凝土柱由内钢管、外钢管及浇筑在内钢管与外钢管之间的核心混凝土层构成，钢管柱、钢管混凝土柱及混凝土基础由上至下依次连接。电杆上部分采用钢管柱，质量轻，电杆下部分采用钢管混凝土柱，强度和承载力高的同时质量也较轻，电杆自重减轻，便于施工，整体重心降低，圆台形的电杆稳定性也相应地提高。

作为优选，所述核心混凝土层内设有钢筋骨架，钢筋骨架呈螺旋状分布在核心混凝土层中。钢筋骨架提高了钢管混凝土柱的抗断裂强度，同时降低了电杆的重心，电杆的稳定性提高。

作为优选，所述钢筋骨架上焊接有若干加强筋，各加强筋沿内钢管的周向均布。加强筋主要加强钢筋骨架的强度，提高钢筋骨架的抗变形能力。

作为优选，所述钢管混凝土柱由若干钢管混凝土柱单元从下至上依次堆叠构成，相邻两个钢管混凝土柱单元通过内外壁法兰固连，内外壁法兰由内法兰和外法兰组成，内法兰与内钢管焊接，外法兰与外钢管焊接。钢管混凝土柱采用分段堆叠的方式，方便运输，特别适用于山区等地势，采用双法兰保证钢管混凝土柱单元之间连接的可靠性。

作为优选，还包括支架横担、导线横担和地线顶架，所述地线顶架、导线横担和支架横担从上至下依次通过高强度螺栓固定在钢管柱上。钢管柱的刚度较高，用于安装支架横担、导线横担和地线顶架，可靠稳定。

作为优选，所述钢管混凝土柱和钢管柱的长度比为1.1~1.3:1。

作为优选，所述钢管混凝土柱通过组合法兰固定在混凝土基础上，组合法兰由内圈柔性锻造法兰及外圈刚性法兰连接构成，内圈柔性锻造法兰焊接在内钢管的底部，外圈刚性法兰焊接在外钢管的底部，外圈刚性法兰通过若干地脚螺栓固定在混凝土基础上，地脚螺栓位于核心混凝土层的外侧，核心混凝土层通过若干锚杆固定在混凝土基础上。地脚螺栓和锚杆均预设在混凝土基础中，核心混凝土层先不浇筑，将内钢管和外钢管焊接到组合法兰上，随后吊装到混凝土基础上，在钢管混凝土柱外侧拧紧地脚螺栓，最后浇筑核心混凝土层即完成施工，无需施工人员进入钢管混凝土柱内部，施工方便。内圈柔性锻造法兰焊接工作量小，易于工厂化生产，且具有变形能力，缓冲效果好，提高抗震性能，外圈刚性法兰保证连接强度，满足刚度要求。

作为优选，所述内圈柔性锻造法兰的中部设有焊接孔，焊接孔的侧壁向上延伸形成用于与内钢管的内侧壁焊接的焊接颈。焊接孔便于焊接操作，焊接颈套在内钢管内焊接的方式更牢固，受到冲击力不易遭到破坏。

作为优选，所述外圈刚性法兰上设有若干与锚杆一一对应的让位孔，各让位孔沿外圈刚性法兰的周向均布，锚杆穿过对应的让位孔，锚杆的上端位于核心混凝土层中，锚杆的下端位于混凝土基础中。锚杆直接固定在核心混凝土层和混凝土基础中，连接更稳固，抗冲击性能更强，同时能够分担地脚螺栓的承载力。

作为优选，所述外圈刚性法兰上设有若干加劲板，加劲板固定在外钢管的外侧壁上，加劲板与地脚螺栓沿外圈刚性法兰的周向交替分布。外圈刚性法兰具有螺栓无撬力，可靠性高的特点，将锚杆和让位螺栓均布置在外圈刚性法兰上利于保证将锚杆和让位螺栓工作的稳定性，加劲板分担地脚螺栓上的受力，减少地脚螺栓上的应力集中，提高地脚螺栓的稳定性和使用寿命。

本发明的有益效果是：（1）电杆上部分采用钢管柱，质量轻，电杆下部分采用钢管混凝土柱，强度和承载力高的同时质量也较轻，电杆自重减轻，便于施工，整体重心降低，稳定性提高；（2）钢筋骨架和加强筋提高了钢管混凝土柱的抗断裂强度，同时降低了电杆的重心，电杆的稳定性提高；（3）只需要在电杆外侧拧紧地脚螺栓即可将钢管混凝土柱固定在混凝土基础上，避免了现有的钢管混凝土电杆在施工时需要施工人员进入钢管混凝土电杆内部拧紧内部螺栓的问题，提高了施工的便捷性和安全性，锚杆和地脚螺栓同时承受载荷，相比只用地脚螺栓固定，减少应力集中，连接更牢固，抗震性能显著提升。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中混凝土基础处的结构示意图；

图3是本发明中锚杆处的结构示意图；

图4是本发明中组合法兰的结构示意图；

图5是本发明中内外壁法兰处的结构示意图。

图中：混凝土基础1、电杆2、钢管柱3、钢管混凝土柱4、内钢管41、外钢管42、核心混凝土层43、钢筋骨架44、加强筋45、钢管混凝土柱单元46、内外壁法兰47、内法兰471、外法兰472、支架横担5、导线横担6、地线顶架7、组合法兰8、内圈柔性锻造法兰81、焊接孔811、焊接颈812、外圈刚性法兰82、地脚螺栓821、锚杆822、让位孔823、加劲板824。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。

如图1至图5中所示，一种高强度钢管混凝土电杆，包括

混凝土基础1及设在混凝土基础上的电杆2，所述电杆呈圆台形，电杆的直径从上至下逐渐增大，电杆包括钢管柱3及钢管混凝土柱4，钢管混凝土柱和钢管柱的长度比为1.1~1.3:1。钢管混凝土柱由内钢管41、外钢管42及浇筑在内钢管与外钢管之间的核心混凝土层43构成，内钢管和外钢管采用q690超高强度钢管，核心混凝土层由高强度的混凝土浇筑而成，优选c120超高性能混凝土，同时为了进一步增加强度，可在混凝土中添加钢纤维，用量为混凝土质量的2~4%，钢纤维长度为10~20mm，长径比为30~40。核心混凝土层内设有钢筋骨架44，钢筋骨架呈螺旋状分布在核心混凝土层中，钢筋骨架提高了钢管混凝土柱的抗断裂强度，同时降低了电杆的重心，电杆的稳定性提高。钢筋骨架上焊接有若干加强筋45，各加强筋沿内钢管的周向均布，加强筋主要加强钢筋骨架的强度，提高钢筋骨架的抗变形能力。钢管混凝土柱由若干钢管混凝土柱单元46从下至上依次堆叠构成，相邻两个钢管混凝土柱单元通过内外壁法兰47固连，内外壁法兰由内法兰471和外法兰472组成，内法兰与内钢管焊接，外法兰与外钢管焊接，钢管混凝土柱采用分段堆叠的方式，方便运输，特别适用于山区等地势，采用双法兰保证钢管混凝土柱单元之间连接的可靠性。钢管柱、钢管混凝土柱及混凝土基础由上至下依次连接。

还包括支架横担5、导线横担6和地线顶架7，所述地线顶架、导线横担和支架横担从上至下依次通过高强度螺栓固定在钢管柱上，钢管柱的刚度较高，用于安装支架横担、导线横担和地线顶架，可靠稳定。

钢管混凝土柱通过组合法兰8固定在混凝土基础上，组合法兰由内圈柔性锻造法兰81及外圈刚性法兰82连接构成，内圈柔性锻造法兰焊接工作量小，易于工厂化生产，且具有变形能力，缓冲效果好，提高抗震性能，外圈刚性法兰保证连接强度，满足刚度要求。内圈柔性锻造法兰焊接在内钢管的底部，内圈柔性锻造法兰的中部设有焊接孔811，焊接孔的侧壁向上延伸形成用于与内钢管的内侧壁焊接的焊接颈812，焊接孔便于焊接操作，焊接颈套在内钢管内焊接的方式更牢固，受到冲击力不易遭到破坏。外圈刚性法兰焊接在外钢管的底部，外圈刚性法兰通过若干地脚螺栓821固定在混凝土基础上，地脚螺栓位于核心混凝土层的外侧，核心混凝土层通过若干锚杆822固定在混凝土基础上，外圈刚性法兰上设有若干与锚杆一一对应的让位孔823，各让位孔沿外圈刚性法兰的周向均布，锚杆穿过对应的让位孔，锚杆的上端位于核心混凝土层中，锚杆的下端位于混凝土基础中，锚杆直接固定在核心混凝土层和混凝土基础中，连接更稳固，抗冲击性能更强，同时能够分担地脚螺栓的承载力。外圈刚性法兰上设有若干加劲板824，加劲板固定在外钢管的外侧壁上，加劲板与地脚螺栓沿外圈刚性法兰的周向交替分布，外圈刚性法兰具有螺栓无撬力，可靠性高的特点，将锚杆和让位螺栓均布置在外圈刚性法兰上利于保证将锚杆和让位螺栓工作的稳定性，加劲板分担地脚螺栓上的受力，减少地脚螺栓上的应力集中，提高地脚螺栓的稳定性和使用寿命。

本发明施工的具体步骤如下：首先浇筑混凝土基础，地脚螺栓和锚杆均预设在混凝土基础中，将内钢管和外钢管焊接到组合法兰上，随后吊装到混凝土基础上，对准锚杆和地脚螺栓，在钢管混凝土柱外侧拧紧地脚螺栓，随后在内钢管和外钢管之间浇筑核心混凝土层，通过内外壁法兰连接相邻两个钢管混凝土柱单元，采用法兰连接钢管柱与顶端的钢管混凝土柱单元，杆身安装完成后，再吊装支架横担、导线横担、地线顶架，最终组成整体输电线路高强度钢管混凝土电杆。

本发明的有益效果是：（1）电杆上部分采用钢管柱，质量轻，电杆下部分采用钢管混凝土柱，强度和承载力高的同时质量也较轻，电杆自重减轻，便于施工，整体重心降低，稳定性提高；（2）钢筋骨架和加强筋提高了钢管混凝土柱的抗断裂强度，同时降低了电杆的重心，电杆的稳定性提高；（3）只需要在电杆外侧拧紧地脚螺栓即可将钢管混凝土柱固定在混凝土基础上，避免了现有的钢管混凝土电杆在施工时需要施工人员进入钢管混凝土电杆内部拧紧内部螺栓的问题，提高了施工的便捷性和安全性，锚杆和地脚螺栓同时承受载荷，相比只用地脚螺栓固定，减少应力集中，连接更牢固，抗震性能显著提升。