利用其高強(qiáng)度可用于大荷載輸配電線路和運(yùn)輸安裝困難地區(qū),利用其優(yōu)良耐久性可用到環(huán)境惡化地區(qū)。超高性能混凝土電桿適用于耐腐蝕地區(qū)、大荷載線路工程、山區(qū)等地區(qū)。
超高性能混凝土電桿技術(shù)特點(diǎn)
超高性能混凝土,簡(jiǎn)稱 UHPC(Ultra-HighPerformanceConcrete),是上世紀(jì)末開發(fā)出的一種高強(qiáng)度、高韌性、低孔隙率的水泥基材料,通過(guò)提高組分的細(xì)度與活性,不使用粗骨料,使用高性能減水劑大幅度降低水膠比,使材料內(nèi)部的缺陷(孔隙與微裂紋)減到.少,以獲得高強(qiáng)度和優(yōu)良耐久性。其中 UHPC 混凝土抗壓強(qiáng)度為 100~200MPa,遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)電桿混凝土電桿抗壓強(qiáng)度 40~50MPa。
UHPC 在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用已有近 30 年,主要用于橋梁工程、、海洋工程、核工業(yè)、特種安保和防護(hù)工程等對(duì)混凝土強(qiáng)度、抗?jié)B透性、耐腐蝕性、耐磨性有較高要求的環(huán)境中,實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)電桿混凝土難以實(shí)現(xiàn)的性能并有效的降低了全壽命周期成本,具有良好的、更廣泛的應(yīng)用前景。
與傳統(tǒng)電桿混凝土相比,UHPC 對(duì)原材料的品質(zhì)和成型養(yǎng)護(hù)工藝有著更高的要求,也大幅度的提高了成本,這是制約其推廣應(yīng)用.主要的原因。我國(guó)從 1998 年開始對(duì) UHPC 進(jìn)行研究,隨著研究不斷的深入和我國(guó)工業(yè)水平不斷的提高,原材料質(zhì)量、工藝技術(shù)、生產(chǎn)設(shè)備等方面已具備大規(guī)模生產(chǎn) UHPC 的條件,成本也得到了很好的降低,超高性能混凝土電桿正是在此基礎(chǔ)上得以成功研發(fā)并在全國(guó)多個(gè)省份推廣應(yīng)用。
超高性能混凝土電桿的應(yīng)用
正是 UHPC 的強(qiáng)度和耐久性方面的優(yōu)勢(shì),UHPC 電桿主要應(yīng)用在以下范圍:
1. 利用薄壁輕型的特點(diǎn),在山地、丘陵、農(nóng)田等運(yùn)輸困難尤其是需人力運(yùn)輸?shù)沫h(huán)境使用,能夠降低運(yùn)輸安裝成本、提高施工效率。
以依靠人力運(yùn)輸和安裝的山區(qū)工程-貴州都勻丹寨 10KV 丹貢線完善化工程和重慶武隆縣仙女山根鄉(xiāng)黃泥村工程為例:
①重量對(duì)比
UHPC 電桿與傳統(tǒng)電桿相比,電桿厚度更薄、重量更輕,以 BY-Z-190×12-M 級(jí)桿進(jìn)行對(duì)比,傳統(tǒng)電桿單重 1100kg,UHPC 電桿單重為 660kg,UHPC 電桿重量降低 440kg、比傳統(tǒng)電桿輕 40%。
②運(yùn)輸對(duì)比
在人力運(yùn)輸方面,傳統(tǒng) 12m 電桿需 20 人力運(yùn)輸,而 12m 的 UHPC 電桿只需10 人力運(yùn)輸。
③電桿組立對(duì)比(人字撐桿立桿法)
傳統(tǒng) 12m 電桿至少需要 30 人以上(地形條件好的情況下可以完成,如地形條件不好基本無(wú)法組立。),12m 的 UHPC 電桿則只需 12 人完成立桿。
④電桿組立對(duì)比(三角抱桿立桿法)
傳統(tǒng)電桿 12m 桿需要 8 人左右完成,12m 的 UHPC 電桿需要 5 人方可進(jìn)行立桿。
2. 利用強(qiáng)度高的特點(diǎn),替代拉線桿和窄基塔,可以減少占地;替代鋼管桿, 可以降低桿塔成本和維護(hù)費(fèi)用。
替代拉線桿和鋼管桿的實(shí)際工程以遼寧省海城市東四望臺(tái)工程為例,該工程所有的轉(zhuǎn)角桿、耐張桿和終端桿均使用 UHPC 電桿,其外形尺寸與國(guó)網(wǎng)典設(shè)中的鋼管桿基本相同,造價(jià)降低 20%左右,且具有良好的耐候性。
3. 利用強(qiáng)度高和承受荷載大的特點(diǎn),在易發(fā)洪澇、重度覆冰和強(qiáng)臺(tái)風(fēng)等地區(qū)使用,可以減少自然災(zāi)害對(duì)桿塔結(jié)構(gòu)的損害。
以抗強(qiáng)風(fēng)試驗(yàn)工程為例:2012 年公司總部科技項(xiàng)目《輸配電線路抗強(qiáng)風(fēng)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用》溫州龍灣區(qū)海濱園區(qū) 10KV 民科 601、丁山 602 線路中,試用鞍山遠(yuǎn)達(dá)電網(wǎng)工程有限公司生產(chǎn)的φ190mm*15m(插接連接方式)UHPC 電桿作為一個(gè)耐張段內(nèi)的全部直線桿,設(shè)計(jì).大風(fēng)速 35m/s。采用 UHPC 電桿后, 按測(cè)試的彎矩值估計(jì)可提高抗風(fēng)承載力 30%以上。已經(jīng)過(guò)了 2014-今所有強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的檢驗(yàn),現(xiàn)運(yùn)行效果良好。
4. 利用耐久性好的特點(diǎn),在酸雨、鹽堿地、除冰鹽、凍融頻繁、沿海等侵蝕嚴(yán)重的環(huán)境使用,能夠有效的提高桿塔的壽命。
以抗鹽堿試驗(yàn)工程為例:2013 年公司總部科技項(xiàng)目《高強(qiáng)抗?jié)B透混凝土電桿研制及工程應(yīng)用技術(shù)研究》,使用單位為河北省電力公司滄州海興縣,應(yīng)用地區(qū)為鹽堿地,腐蝕性嚴(yán)重,試用Φ190mm*12m 的 UHPC 電桿后未發(fā)現(xiàn)鋼筋被侵蝕的現(xiàn)象。
5.超高性能混凝土桿具有一系列優(yōu)異的性能:重量輕、強(qiáng)度高,可以替代鋼管桿,也可以可制成具有復(fù)合功能的智慧型電桿,大量節(jié)約5G基站及智慧城市建設(shè)成本。超高性能混凝土桿不斷朝著智能化方向進(jìn)化,成為城市全新的亮點(diǎn)。6.目前應(yīng)用 UHPC 電桿的地區(qū)包括遼寧、山西、河南、重慶、黑龍江、新疆、貴州、甘肅等省市,在按傳統(tǒng)方式選用 UHPC 桿的同時(shí),還可利用其設(shè)計(jì)靈活的特點(diǎn),可以開發(fā)出新穎的桿塔結(jié)構(gòu),兼顧桿塔的適用性、安裝維護(hù)的方便性和美觀性,讓線路煥發(fā)新的光彩。