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浅谈大弯距混凝土电杆在电力分公司的应用

 CHENYUMEN 2020-04-13

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概述

在油田电网施工改造中,更换杆塔主要以铁塔、管塔为主,造价成本高,资金投入大,一种新型大梢径、大弯矩混凝土电杆应运而生。能解决交叉路口及狭窄走廊问题,大弯距电杆与传统电杆最大区别在于不用打拉线,这对减少土地占用面积,降低工农费用,提升线路运行具有重要意义,另外,该杆还具有较强的抗裂性和抗拉强度,极大地增强了电杆抵御恶劣条件和外力破坏的能力,更加有利于电杆的后期维护。


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大弯距、大梢径的意义

根据《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》DL/T5154-2012 的要求,对电杆进行结构计算,受弯承载力可采用极限状态法进行结构计算。
其公式如下:

从以上公式可以看出,增加钢筋混凝土电杆的梢径,可直接增加环形截面的内外半径和截面积。经过相关理论计算,用相同材料和相同工艺生产的电杆,其梢径增加一倍,则电杆的抗弯载荷增加4.8倍。所以为了提高混凝土电杆的抗弯载荷,扩大电杆的梢径,可大幅电杆的标准弯矩。

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混凝土大弯矩电杆的特点及规格

3.1 混凝土大弯矩电杆的特点及规格

如上图所示,该种电杆是根据国标GB 4623-2014《环形混凝土电杆》技术标准设计制造,钢筋采用Φ20螺纹钢(各个厂家略有差异)。其外观与一般混凝土拔梢杆基本相同,锥度为75:1;根据梢径不同,可以组成Φ230-13~15M、Φ270-10~21M、Φ310-18~21M、Φ400-13~15M等不同梢径、高度的杆塔(各个厂家型号规格略有不同),承载力弯矩在160~690kN/M。杆段与杆段之间采用钢圈焊接,焊接方法以电焊为宜。

混凝土大弯矩电杆最大的特点就是弯矩大,其根部允许弯矩是相同杆型普通混凝土拔梢杆的2~4倍。可用于直线杆、直线耐张杆、小角度转角杆或终端杆,立杆施工方便,可在施工现场预制基础桩,根部采用法兰盘与地脚螺栓相连,其基础采用现浇混凝土梯形基础,无需敷设地盘、卡盘、拉线盘和拉线等。横担是钢板焊接的弧形横担,焊接抱箍与杆体固定,两只组合为一层横担,现场安装非常方便。

电杆安装结构:安装施工方便,电杆横担即可采用角钢、槽钢,也可采用钢管电杆横担,横担及附件可全部采用热镀锌或刷漆防腐,杆身可设置预留螺母,可安装同管塔一样的爬梯。杆段连接方式灵活,可采用钢圈对焊连接,也可采用法兰盘连接。杆塔安装方面,可根据杆位的具体情况,采用法兰盘式基础、杯型基础或直埋式基础。在实际应用中可有效放大线路档距,每公里线路使用杆塔数量减少后基础土方、配套金具及人工均成比例下降,节约了工程投资。

一般情况下,普通钢筋混凝土结构处于带裂纹工作状态。预应力混凝土电杆的脆性较大,延时性差,易发生脆断事故,而部分大弯距混凝土电杆利用高强度预应力钢丝与普通钢筋的合理组合,充分发挥了不同材料的力学性能,提高了抗弯强度和能量吸收能力,使电杆具有了良好的力学性能,其中预应力钢筋采用强度高、机械性能好、伸长率大的碳素钢丝或预应力棒,其伸长率不低于4%,而冷拔低碳钢丝为3%,其设计强度是1级钢的5倍,2级钢的3.5倍,冷拔钢丝的2.5倍。采用该结构大大改善了电杆的配筋结构,提高了钢筋净距。

3.2  混凝土大弯矩电杆与钢管杆的比较

大弯矩混凝土电杆在做为直线杆时,单基重量比钢管杆单基重60%~70%;大弯矩混凝土电杆在做直线耐张杆时,单基重量比钢管杆重1倍。但大弯矩混凝土电杆比钢管杆节省钢材80%左右,单基价格要比钢管杆降低20%~30%。

大弯矩混凝土电杆因自身结构优势相对于钢管杆桩基占用土地更少,与钢管塔相比在运行中不用做防腐处理,尤其是在临海附近及重工业城市,地维护成本的优势更加明显。

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大弯距电杆适用范围及价格

常规水泥杆在6、10、35、110kV输配电线路能够满足需求,若线路线径加粗(更换绝缘导线)、回路增加、增大档距对水泥杆及金具要求就要提高,所以传统水泥杆的力学性能很难满足线路安全运行的要求。在35~220kV架空输电线路和配电线路中,特别是城镇地段特别适合大弯距电杆的架设,长远看来水泥电杆不但不会被钢结构电杆所淘汰,相反,还会取代一部分钢结构杆塔。

以山东济宁亿恒电力杆塔有限公司电杆为例,Φ230*18M(混凝土:C50、主筋Φ14*16)价格为3500元/套;Φ350*12M价格为4800元/套;Φ190*18M(混凝土:C50、主筋Φ14*18)价格为2800元/套;其价格远低于钢管塔与UHPC高性能混凝土杆(UHPC高性能混凝土杆目前价格偏高,随着工艺与成本降低UHPC电杆大概率将会是主流电杆)。

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总结

随着配电线路的快速发展,大截面导线使用非常普遍,城镇化进程的推进,使得线路走廊越来越紧张,杆位确定困难,新建线路中会有大档距出现,且交叉跨越物高,大弯距混凝土电杆的应用很好的解决了这个问题。电杆上若同时有低压、通信等线路架设,则在计算分析中一并考虑,电杆基础也需要重新核算加固。

新型电杆的造价相对较低,并具有较高强度,造型美观,单基占地面积小,节约线路走廊等特点,大弯距杆做到了全线路无一根拉线,加快施工进度,节约工程投资,提高了输电线路整体质量,为输电线路的安全运行打下坚实基础。大弯距混凝土电杆与管塔杆从造价相比具有明显优势,在同弯矩、等高度的情况下是管塔成本的50%~80%,随着电力分公司2020年老旧电杆施工改造、隐患治理的铺开,高性能大弯距混凝土杆在分公司电力线路建设中应酌情应用。

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