GFRP双管式输电杆及双管式输电杆预制件的制作方法与流程

本发明属于输电杆塔领域，具体地讲是一种gfrp双管式输电杆及双管式输电杆预制件的制作方法。

背景技术：

高压输电所用的输电杆塔的型式多种多样，根据输电回路、功能、材料等均有不同的类型。自立式输电杆为其中一种，但由于其材料（水泥或木材）限制，多用于低压或配电电压的输电使用。而采用钢管构件作为材料的输电杆虽然能够承受较大荷载但其工程造价、基础占地以及线路走廊均需增加；并且钢材的导电性也容易引发各种闪络事故。

gfrp材料（玻璃纤维增强塑料）为一种新型输电线路杆塔材料，电气绝缘性能好、材料强度高、质量轻、耐腐蚀。但刚度要远远小于钢材，在较大荷载作用下杆塔变形过大易引发运行事故。

基于此，提出本案申请。

技术实现要素：

为解决现有技术中传统杆材承载有限、钢材造价高且绝缘性差而难以满足现有输电、配电的需要，本申请将gfrp材料与其他材料进行结合，提供一种同时具备较好的绝缘性与承载力的采用gfrp材料制作的双管式输电杆。

为实现上述目的，本发明采用的方案如下：gfrp双管式输电杆，包括主杆、横向固定于主杆上的地线支架与导线横担，地线支架设于主杆的顶部，主杆由至少两段管材上下套接而成。每段管材包括gfrp外管、gfrp内管和至少一根横担，gfrp内管设于gfrp外管中，横担横向穿设于gfrp外管、gfrp内管上，gfrp外管、gfrp内管之间用混凝土浇筑为一体。位于上方的管材的底部具有供位于下方的管材的gfrp外管或其顶部整体插入套接的间隙或空间。

上述结构形成了gfrp外管、gfrp内管双重嵌套的双管结构，在此结构上浇筑混凝土形成一体化的管材，兼具良好的强度与绝缘性。此外，将上、下两段管材以插拔的方式套接，既方便插头或插口的加工，也方面安装。

本发明进一步设置如下：位于上方的管材的gfrp外管与位于下方的管材的gfrp外管的接合处同位于上方的管材的混凝土与位于下方的管材的混凝土的接合处相互错开有一定距离。通过将外部的连接点与内部的连接点位置相互错开，避免连接点受到的应力过于集中，进而确保上、下两根管材能够稳定连接。

本发明进一步设置如下：任一管材的gfrp外管与其内部的混凝土与gfrp内管之间存在高低差，另一管材的混凝土与gfrp内管的凸出于其gfrp外管，且凸出部分的方向、形状、大小与任一管材中的空隙相适应。

或者，位于上方、下方的管材的gfrp外管与其内部的混凝土与gfrp内管之间均存在高低差，该高低差之间的空隙配合设有另一混凝土中间件用于连接。

为便于套接和加工，本发明进一步设置如下：为便于套接，管材上小下大，其gfrp外管管壁的斜度与与其套接的下一管材/上一管材的相适应。

为便于套接和加工，本发明进一步设置如下：gfrp外管管壁斜度为2~20°。

本发明还提供一种双管式输电杆预制件的制作方法，包括以下步骤：使内管置于外管中，并对内管与外管的位置及相对位置进行固定；在内管与外管之间的间隙中灌入钢渣混凝土，灌入同时在内管中心施加一旋转磁场搅拌钢渣混凝土，并使该旋转磁场跟随混凝土的灌入从内管的底部提升至顶部。

上述双管式输电杆预制件的制作方法进一步设置如下：所述旋转磁场的磁场范围不小于外管直径。

上述双管式输电杆预制件的制作方法进一步设置如下：每灌入一定厚度的钢渣混凝土后，暂停灌入钢渣混凝土与提升旋转磁场，使旋转磁场在当前位置上继续旋转使该位置上的钢渣混凝土被搅拌均匀后，继续灌入钢渣混凝土并提升旋转磁场。

作为优选，上述旋转磁场分别以顺时针、逆时针方向各搅拌10~20s。

本发明技术效果如下：本发明将gfrp材料与传统混凝土材料结合使用，使输电杆的内部、外部双双实现绝缘，有效增强了输电杆的电气绝缘性，使其于城区中使用更为安全；并且，其与混凝土构成的双管式结构，内部中空，能够在减轻输电干整体重量的同时，也加强空心混凝土的结构强度。因此本发明双管式输电杆兼具良好的绝缘性与承载力，能够克服传动材料强度不足、钢材料绝缘性差的缺陷，从而能够适用荷载较大的高电压登记线路中。

本发明方法能够在双管式输电杆预制件的制作过程中，使内管与外管之间各处的混凝土均匀、填塞充分、无间隙，进而确保双管式输电杆结构稳定、便于长久使用；振捣过程无噪音污染，节能环保。

附图说明

图1为本发明具体实施例整体图。

图2为本发明具体实施例管材结构示意图。

图3为本发明具体实施例横截面及横担结构示意图。

图4为本发明另一具体实施方式图。

图5为本发明又一具体实施方式示意图。

图6为本发明双管式预制件的制备过程示意图。

图7为本发明具体实施例横担与管材连接结构示意图。

图中所示：1—管材一，2—管材二，3—横担，4—支撑钢管主柱，5—底部安装法兰座，6—预埋接地线，7—旋转磁场构件，101—gfrp外管，102—混凝土，103—gfrp内管，301—挂点，701—转轴。

图中所示：1—管材一，2—管材二，3—横担，4—支撑钢管主柱，5—底部安装法兰座，6—预埋接地线，7—旋转磁场构件，101—gfrp外管，102—混凝土，103—gfrp内管，301—挂点，701—转轴。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例1

如图1、图4所示，本实施例gfrp双管式输电杆，包括主杆、地线支架、横担3和底部安装法兰座5。地线支架横向固定于主杆的顶部，导线横担3横向穿设于主杆上部分，位于最下方的支撑钢管主柱4上不设置导线横担3。本实施例中，主杆由三段管材上下套接而成。其中位于上方的管材一1、管材二2结构相同，均包括gfrp外管101、gfrp内管103和混凝土夹层102，gfrp内管103设于gfrp外管101中，gfrp内管103的管径为gfrp外管101的四分之一之二分之一，gfrp外管101、gfrp内管103之间的间隙用混凝土浇筑形成混凝土夹层102。管材一1的gfrp外管101管壁的斜度与管材二2的相适应，最好二者的斜度相同，gfrp外管101管壁斜度为2~20°。

结合图2所示，导线横担3横向穿设于gfrp外管101、gfrp内管103上，在gfrp外管101、gfrp内管103之间浇筑混凝土夹层102时一同浇筑为一体。导线横担3上设有用于挂置绝缘串的挂点301。相邻导线横担3之间间隔安全电气距离。预埋接地线6设于gfrp内管103中，其与顶部的地线支架以及各个导线横担3焊接固定。

而为实现套接，管材一1的gfrp外管101高出顶面、管材一1的gfrp外管101与混凝土之间具有供管材二2高出顶面的gfrp外管101插入的空隙。同时，管材一1的gfrp外管101与管材二2的gfrp外管101的接合处同管材一1的混凝土与管材二2的混凝土的接合处相互错开有一定距离，该距离通常为1.5米~3米。通过将外部的连接点与内部的连接点位置相互错开，能够避免主杆受到的应力过于集中，确保上、下两根管材稳定连接。

该错开结构如图4所示：管材一1的gfrp外管101的底部低于其混凝土与gfrp内管103所在底面的位置1.5m，即，管材一1的gfrp外管101凸出于混凝土与gfrp内管103——该高低差在gfrp外观与gfrp内管103之间形成空隙，该空隙由管材二2的混凝土与gfrp内管103所在凸出于其gfrp外管101的顶面的部分填充。图5中，管材一1的gfrp外管101的底部高于其混凝土与gfrp内管103所在底面的位置1.5m，即，管材一1的混凝土与gfrp内管103凸出于gfrp外管101设置，该凸出部分插入到管材二2的相应空隙中，且凸出部分的方向、形状、大小与任一管材中的空隙相适应。

混凝土中预埋有或gfrp内管103中设有接地导电体，接地导电体的一端与地线支架电连接，另一端延长至主材的底端与大地连接。

实施例2

如图5所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：位于上方、下方的管材的gfrp外管101与其内部的混凝土与gfrp内管103之间均存在高低差，该高低差之间的空隙配合设有另一混凝土中间件用于连接。

实施例3

结合图6所示，本实施例提供一种双管式输电杆预制件的制作方法，包括以下步骤：

步骤一：使内管置于外管中，并对内管与外管的位置及相对位置进行固定；

步骤二：在内管与外管之间的间隙中灌入钢渣混凝土，灌入同时在内管中心施加一旋转磁场搅拌钢渣混凝土，并使该旋转磁场跟随混凝土的灌入从内管的底部提升至顶部。

上述旋转磁场的磁场范围不小于外管直径。

可按照先灌入混凝土，再磁力驱动，先下后上，顺时针和逆时针交互转动的原则，在灌入时具体操作如下：先从上部灌入混凝土，每次灌入量以填充中空夹层（外管与内管之间的间隙）200mm~300mm的高度范围内，然后通电打开磁力发生装置，具体为打开总开关，将控制四个线圈的电动机控制器转速调至最大（25~35r/min），打开线圈开关使线圈即产生磁力。随后打开旋转开关，转速为25~35r/min，轮流打开顺时针和逆时针按钮，每个转向10~20s，一次顺时针加一次逆时针为一个循环，来回循环3次后，即停止该部分混凝土的驱动振捣，关闭旋转按钮。此时打开移动开关使具有磁力线圈的构件上升至混凝土界面以上。此刻再灌入一定量（200mm~300mm的高度范围）的混凝土，一直循环以上磁力搅拌步骤步骤，直至管材浇筑完成。再将磁力线圈下移到底部，将构件吊出进行自然养护28天后进行轴压试验。

基于上述，本发明提供了一种采用gfrp外管101、gfrp内管103双重嵌套的双管结构、并在此结构上浇筑混凝土形成一体化的管材以上、下插拔套接而成的输电杆，其兼具良好的强度与绝缘性。并且还提供了一种制备上述双管式管材的方法，其通过采用钢渣混凝土与旋转、提升的磁场的结合，实现对内管与外管之间混凝土的均匀搅拌，确保制备而成的双管式管材结构稳定。本发明结构简单、便于加工与安转，适用于对承载力、绝缘性均有较高要求的输电线路使用。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。