部分预应力筋活性粉末混凝土电杆的设计研究

资料大小：330KB
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2021-09-06

资料介绍

部分预应力筋活性粉末混凝土电杆的设计研究
贾玉琢’，王德弘’，汪志2
(1．东北电力大学建筑工程学院，吉林吉林132012；2．温州市电力局，浙江温州325100)
摘要：活性粉末混凝土作为一种新型超高性能水泥基复合材料，具有明显优于普通混凝土的力学性能及耐久性，按照普通混凝土结构
设计方法对其结构构件进行设计，将不能充分利用其优异的性能。为了利用活性粉末混凝土的抗拉强度和抗裂性能，根据活性粉末混凝
土力学性能试验研究结果，通过理论推导分析，提出了部分预应力筋活性粉末混凝土电杆的承载力计算方法和正常使用状态(抗裂度、裂
缝宽度、挠度)验算方法，给出相应参数的建议取值范围。建立了500kv部分预应力筋RPC双杆有限元模型，利用有限元软件ANSYS对
不同工况下预应力RPC双杆进行有限元分析。有限元分析结果与理论计算结果比较接近，验证了该设计方法的有效性，可为部分预应力
筋活性粉末混凝土电杆的设计提供参考。
关键词：超高压输电线路；电杆；预应力；活性粉末混凝土；设计方法
中图分类号： TU757 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2012)09—0136—04
Design research of partially prestessed reactive powder concrete pole
JM Yu-zhuo ，WANGDe-hong ，WANGZhi '
(1．School ofArchitecture Engineering，Northeast Dianli University，Jilin 132012，China
2．WenzhouElectricPowerBureau，Wenzhou 325100，China)
Abstract： Reactive Powder Concrete(RPC)is a new kind ofcement．based composite materia1 with ultra—hi2l1 performance．which iS much bet．
ter than the normal concrete in mechanical properties and durability，ifthe reactive powder concrete structure components were designed accord—
ing to the normal concrete structure design code，the excellent perform an ce ofRPC will not be able to make full use．To tak e advan tage ofthe high—
ertensile strengthand crack resistance ofreactivepowderconcrete(RPC)，accordingtothetest results ofRPCmechanicalproperty andthetheory
analysis，the design calculating formulae for partially prestress RPC pole were deduced，including ultimate bearing strength and serviceability lim—
ited state(crack resistance，crackwidth，deflection)，andthe range ofrelevantparameterswereproposed，also．Thefinite elementmodel of500kV
partiallyprestressedRPC doublepolewas established，thefinite element analysis on stressan d deflection ofpartiallyprestressedRPC doublepole
in diferent work conditions were carried out by m~tns of software ANSYS．The theoretical calculation results agree well with the results of finite
element an alysied，it is showed that the design calculation method is appropriate an d Can provide reference for design ofpartially prestessed reac—
tive powder concrete pole．
KeyWOrds： EHV transmissionline；pole；partiallyprestress；reactivepowder concrete；designmethod
0 引言
由于钢筋混凝土电杆具有耗钢量少、施工方便、维护工作
少、成本低等优点，因此，它是我国送电线路主要杆塔结构形式
之一，但是普通混凝土电杆在大气环境、高寒地区、盐类及电化
学侵蚀等环境条件作用下，经过数十年运行均会不同程度地出
现纵、横裂纹、掉砂掉块、蜂窝麻面等破损现象，严重影响电杆
的耐久性，过早地结束电杆的使用年限，造成巨大的经济损失。
而使用活性粉末混凝土替代普通混凝土可以克服钢筋混凝土
电杆的这些不足。由于活性粉末混凝土具有极高的抗压强度、
弹性模量和抗冲击韧性，用其制作钢筋混凝土电杆，可大幅度
减小截面尺寸和结构自重，克服普通钢筋混凝土电杆自重大的
缺点，使其能够更广泛地应用于超高压输电线路中。但是，活性
粉末混凝土作为一种新型混凝土材料，当前还没有针对其结构
构件设计的规范，其工程应用仍限于参考纤维高强混凝土加上
经验估算的方式进行，实际上这已经阻碍了其在工程中的推广
应用，因此，有必要针对活性粉末混凝土的力学性能，研究活性
粉末混凝土电杆的实用设计方法。 -
活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，RPC)是一种
新型超高强度超高性能的高致密水泥基复合材料『1_2]，具有非常
优异的力学性能，其抗压强度可达170～800 1V[Pa，断裂能达到
40 000 J／m2。由于钢纤维的加入，极大地提高了其延性，其延性
可达普通混凝土的250倍[31。活性粉末混凝土优越的力学性能、
耐久性及环保性能，使其电力系统具有非常广阔的应用前景，
尤其适宜于作为高耐久性钢筋混凝土电杆的材料。本课题以
《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》为基础，参照《纤维混
凝土结构技术规程》，并根据本课题组对活性粉末混凝土材料力
学性能试验研究的结果，引入钢纤维对活性粉末混凝土抗裂