离心成型预应力钢纤维混凝土电杆设计试验研究

对研制的呼称高27m离心成型预应力钢纤维混凝土电杆进行了受力性能试验研究。结果表明，在断线工况荷载作用下，电杆的受力表现出良好的整体性，各项性能均满足设计要求：杆身采用预应力和钢纤维双重增强作用，使电杆的抗裂能力提高，变形减小：一旦发生超载运行出现裂缝，裂缝细短且非贯通，卸载后变形回复能力强，残余变形很小：在极限承载时，整杆变形明显，具有良好的延性破坏预兆。同时，预应力钢纤维混凝土电杆在预应力筋放张和杆段对焊组装过程中，避免了普通预应力混凝土电杆在预应力筋挂板和杆段连接钢圈附近混凝土起皮爆裂现象。根据试验结果对比分析，建立了预应力钢纤维混凝土电杆抗裂度、裂缝宽度、挠度和正截面承载力设计计算方法。研究成果为河南省漯河～淮阳220kv线路工程建设提供了重要科研依据，为钢纤维混凝土在预应力电杆中的应用提供了重要参考。

连钢箍接头服役混凝土电杆的性能评估及加固研究

为了揭示带钢箍接头服役混凝土电杆的破坏机理和承载性能,对3根长4.2m、3根长3.5m的带有钢箍接头的混凝土电杆以及3根长4.2m采用碳纤维布(CFRP)加固的钢箍接头电杆进行了抗弯承载力试验。通过试验观察了各试件的受力全过程和破坏形态,并获取了荷载-挠度曲线、刚度退化规律曲线、极限承载力等重要指标。研究结果表明:未加固试件的破坏形态大多为混凝土拉裂、接头钢箍不屈服,具有明显的脆性;加固接头试件的破坏过程迅速,主要表现为混凝土与CFRP的表面粘脱失效而破坏,过程迅速,具有脆性破坏特点,黏贴双层碳纤维布试件比采用单层碳纤维布试件的承载力提高了32.8%;对比加固和未加固接头的试件,经单层加固后电杆的承载力提高58.8%、初始弹性刚度提高达3倍,且延性性质也有所改善;但加固与未加固试件的耗能能力大致相当,其截面应变均符合平截面假定。

环形钢筋混凝土电杆裂缝深度的超声波检测

研究采用超声波检测环形钢筋混凝土试件和环形钢筋混凝土电杆中裂缝深度的方法,导出纵向裂缝和环向裂缝深度计算公式。对环形钢筋混凝土试件和环形钢筋混凝土电杆裂缝深度的检测结果表明:用本文提出的检测和计算方法对于环形钢筋混凝土构件裂缝深度的检测具有较高的准确度;对于环向裂缝,用两换能器的连线斜跨环向裂缝的布置方法可以基本消除钢筋的影响。

10kV配电线路钢筋混凝土电杆接地特性试验研究

钢筋混凝土电杆的接地电阻是配电线路防雷接地和保护接地设计的一个基础参数,在我国一直缺乏深入研究。使用移动式冲击大电流发生装置,结合运行工程实际情况,首次对电杆接地特性进行了大电流真型试验研究,得到多种电杆接地设置形式下的工频接地电阻值、考虑火花放电效应和电感效应的冲击接地电阻值,并分析实测结果提出了电杆接地设置建设。研究结果可用于指导配电线路工程接地设计,也为建模仿真提供检验依据。

锥形钢筋混凝土电杆的力学性能检测与有限元分析

为探求通过非破损检测方法有效评价锥形钢筋混凝土电杆的力学行为的方法,用回弹法检测推定了锥形钢筋混凝土电杆中混凝土强度,并用自行设计的试验装置测定电杆的实际力学性能;结合钢筋配筋情况,应用ANSYS有限元分析程序,计算了电杆的荷载-挠度关系和弯矩-应变关系,并与实测结果进行了分析对比.结果表明,应用无损检测结果,利用ANSYS有限元分析软件进行拟合,钢筋混凝土电杆中混凝土采用非线性弹性模型,钢筋采用弹塑性模型,采用以拉应力控制的破坏准则和位移收敛模式进行计算,可以得到与试验结果吻合度较高的稍端荷载-挠度、控制区弯矩-应变曲线及裂缝分布状态,从而可以较好地反映锥形混凝土电杆的力学行为.

碳纤维布加固超役混凝土电杆的破坏机理及力学性能

以某电网某路段超过服役期的钢筋混凝土电杆为研究对象,选取电杆杆身与跨中带钢圈接头的杆身试件各6根,其中各取3根试件采用碳纤维布(CFRP)沿杆件纵向进行加固,并对其进行抗弯承载力试验,对比研究在不同的碳纤维布黏贴层数下加固电杆的受力性能和破坏机理。基于试验实测数据,对强度及刚度计算方法进行了研究,并提出了刚度退化的数学表达式。研究结果表明:采用碳纤维布加固电杆后,其破坏表现为混凝土与碳纤维布的表面粘脱失效所致,纵向碳纤维布被拉断作为最终破坏形态,破坏过程迅速,脆性明显;试件的截面应变分布符合平截面假定。加固前杆身试件的承载力退化严重,加固后混凝土电杆的承载能力和刚度均有显著提高,但加固电杆的损伤发展较加固前提早,且快而集中,综合多方面考虑,建议在混凝土电杆接头附近的一定距离内采取双层、杆身其余部位采用单层的碳纤维布加固方法。

离心成型钢筋钢纤维混凝土电杆受力性能试验研究

通过试验研究了无拉线离心成型钢筋钢纤维混凝土电杆的力学性能,包括抗裂度、裂缝宽度及其分布形态、杆顶变形和极限承载力等。试验证明:掺入适量钢纤维后,电杆的抗裂度得到明显提高,裂缝宽度明显减小,裂缝间距减小,主裂缝间的裂缝呈短细非贯通性分布形态,电杆的极限承载力有所增大。结合离心成型工艺特点和钢纤维分布规律分析了其中的原因,为工程应用提供了科研依据。

离心成型钢筋钢纤维混凝土电杆设计方法研究

采用离心成型技术制作钢筋钢纤维混凝土电杆,对提高电杆在荷载作用下的横截面抗裂能力和环境作用下纵截面的抗裂能力具有明显效果,对截面开裂后裂缝宽度发展具有显著抑制作用,并提高电杆的承载变形能力及增强破坏时的延性特征,具有良好的工程推广应用前景.在离心成型钢筋钢纤维混凝土锥形杆和等径杆受力性能试验成果基础上,通过理论推导分析提出了钢筋钢纤维混凝土电杆正截面承载力和抗裂度、裂缝宽度、变形设计计算方法,计算结果与试验结果符合良好,可用于此类电杆的工程设计.

超声波检测环形钢筋混凝土电杆病害的研究

采用RS-ST01D非金属超声波测试仪检测环形钢筋混凝土电杆的强度和内部缺陷。探讨环形钢筋混凝土电杆裂缝的产生机理,获得超声波测强的拟合方程,并推导出纵向裂缝深度的计算公式。在此基础上,给出一个具体的环形钢筋混凝土电杆强度与裂缝深度的工程检测实例,获得剩余使用寿命的时间。这对类似工程质量检测、健康性能评估和耐久性寿命预测具有一定的参考作用。

CFRP加固带接头混凝土电杆承载力试验及刚度研究

为了揭示带锈蚀钢箍接头的老旧混凝土电杆经碳纤维布(CFRP)加固后的承载性能及破坏机理,采用南方电网西南线某路段的4根电杆为试验对象(其中2根纵向黏贴两层CFRP,1根纵向黏贴单层CFRP,1根未进行相关加固措施)进行了抗弯承载力试验。通过试验,观察了各试件的受力全过程及破坏形态,获取了荷载-挠度曲线、刚度退化曲线及极限承载力等重要指标。研究结果表明:加固接头试件的破坏主要表现为混凝土与CFRP的表面粘脱失效,过程迅速,具有脆性破坏特点。CFRP加固后试件的截面应变仍符合平截面假定。加固试件的承载力和刚度远大于未加固试件的相应值,黏贴双层CFRP的试件比单层CFRP试件的承载力高,前者的初始刚度和弹塑性刚度均比后者各阶段刚度有所改善。综合考虑后,建议采用纵向黏贴单层碳纤维布较为经济合理,研究成果可供同类服役混凝土电杆的加固设计提供参考。

钢纤维混凝土电杆试验研究

研究分析了钢筋混凝土电杆产生纵向裂缝的机理，并采用钢纤维来抑制或限制电杆纵向裂缝的发生和发展；进行了电杆纵向裂缝控制措施的试验研究；还对钢筋混凝土和钢纤维混凝土电杆试件进行了抗冻性和抗腐蚀性的对比试验。

电力线路钢筋混凝土杆横向裂缝宽度标准差异的分析研究

针对电力线路方面钢筋混凝土杆横向裂缝宽度标准间的细微差异,对比分析了不同标准规定的允许值,阐述了其基于相应涉及范围的设定依据,并对相应标准提出了修改建议。

钢筋混凝土电杆的腐蚀及防护

钢筋混凝土电杆已经取代了木电杆。混凝土电杆损坏的主要原因之一就是钢筋的腐蚀。它起因于含盐地下水进入电杆 ,并由于水分蒸发导致氯离子浓缩而受到加速。在电杆开始出现外部可见的腐蚀迹象之前 ,用单极法或两电极法进行电位测试是检查电杆腐蚀活性的一种可行的办法。最后还简要讨论了相应的各种防腐蚀措施。

反复荷载作用下等径离心成型预应力钢纤维混凝土电杆试验研究

通过试验研究了等径离心成型预应力钢纤维混凝土电杆在反复荷载作用下的裂缝的开展与闭合,变形性能和极限承载力等受力性能.结果表明:电杆的抗裂度和卸载系数比较高,表现出良好的裂缝闭合性能和变形回复性能,裂缝呈短细非贯通分布状态,并呈现出一定的延性破坏性质.研究成果将为计划采用此类杆段的漯河～淮阳220 kV线路工程建设提供科研依据.

等径离心成型钢纤维混凝土预应力电杆受力性能试验研究

通过试验研究了等径离心成型钢纤维混凝土预应力电杆的受力性能,主要包括抗裂度、裂缝的分布形态与裂缝宽度、跨中挠度和极限承载力等.试验证明:由于预应力和钢纤维的双重增强作用,电杆的抗裂度提高,在标准检验荷载作用下电杆截面混凝土处于抗裂的弹性工作状态;当荷载达到标准检验荷载的130%—160%后,截面混凝土出现初始裂缝,卸载后初始裂缝闭合,变形回复.在截面开裂荷载至承载力检验荷载范围内,裂缝延伸和裂缝宽度发展较慢,裂缝呈短细非贯通性分布形态,抗变形能力有所提高,截面极限承载破坏呈现出一定的延性性质.研究成果为此类电杆在河南省漯河—淮阳220kV线路工程建设中应用提供了科研依据.

钢纤维混凝土电杆抗冻性试验研究

以原型电杆进行普通混凝土电杆和钢纤维混凝土电杆的抗冻性对比试验 ,分析了钢纤维混凝土电杆的抗冻机理 。

锥形电杆倒落抱杆整体吊装最优吊点的确定方法

采用"弯曲应变能最小准则"确定锥形电杆倒落抱杆整体吊立的最优吊点,运用数值解法搜索设计变量 x的最佳解,并进行算例计算.计算结果表明:按"弯曲应变能最小准则"确定电杆整体吊装吊点位置,截面弯矩与其抗裂弯矩的最大比值显著降低,使电杆吊装抗裂安全度提高,表明用"弯曲应变能最小准则"确定锥形电杆倒落抱杆整体吊装最优吊点是有效的.

外加剂与矿物掺合料对钢筋混凝土电杆防腐蚀性能的影响分析

针对内蒙古西部高盐碱区钢筋混凝土电杆腐蚀现状,介绍了几种常用混凝土结构外加剂及矿物掺合料的作用机理,提出了复合使用矿物掺合料及外加剂来提高钢筋混凝土电杆抗冻融循环性能及抗盐类侵蚀性能的防治意见。

外包钢加固环形混凝土电杆受弯承载力研究

由于长期暴露于空气中,受到有害环境的侵蚀,环形混凝土电杆的使用性和耐久性大大降低,在电力系统正常的运行中埋下了安全隐患。为了提高环形混凝土电杆可靠性,延长其服役寿命,本文基于空心钢管混凝土结构理论,提出了外包钢加固环形混凝土电杆方法,阐述了加固施工工艺。通过理论分析,建立了外包钢加固环形混凝土电杆受弯承载力计算公式,以算例验证了计算公式的可行性,为完善外包钢加固环形混凝土电杆受力性能分析提供了参考。

控制钢筋砼电杆端部裂缝的方法

针对高压输电线路中钢筋砼电杆端部裂缝的工程问题，探讨了电杆端部裂缝的机理，研制了预应力钢环，有效地控制了电杆端部的裂缝，并进行了实验验证．