1、形鋼筋混凝土電桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和注意事項(xiàng)按gb 50010-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范下列條款進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。p228 e.0.2環(huán)形截面受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力，應(yīng)按本規(guī)范e.0.3條的規(guī)定計(jì)算。但在計(jì)算時(shí)，應(yīng)在公式（e.0.3-1）、公式（e.0.3-3）中取等號(hào)，并取軸向力設(shè)計(jì)值n=0；同時(shí)，應(yīng)將公式（e.0.3-2）、公式（e.0.3-4）中nei以彎矩設(shè)計(jì)值m代替。e0.3 沿周邊均勻配置縱向鋼筋的環(huán)形截面偏心受壓構(gòu)件，其正截面受壓承載力宜符合下列規(guī)定：鋼筋混凝土構(gòu)件n1fca+(-t)fyas (e.0.3-1)nei1fca(r1+r 2) sin/2+fyas r s (sin

2、+ sint)/ (e.0.3-2)t=1-1.5 (e.0.3-5)式中： a環(huán)形截面面積； as全部縱向普通鋼筋的截面面積； r1、r 2環(huán)形截面的內(nèi)、外半徑； r s縱向普通鋼筋重心所在圓周的半徑； 受壓區(qū)混凝土截面面積與全截面面積的比值; t縱向受拉鋼筋截面面積與全部縱向鋼筋截面面積的比值，當(dāng) 大于2/3時(shí)，取t為0。p37矩形應(yīng)力圖的應(yīng)力值可由混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以系數(shù)1確定，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過c50時(shí)，1取為1.0，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為c80時(shí)，1取為0.94，其間按線性內(nèi)插法確定。按gb/t 4623-2006環(huán)形混凝土電桿進(jìn)行加工、制造和驗(yàn)收。強(qiáng)度安全系數(shù)k1.43現(xiàn)以

3、19012mg為計(jì)算實(shí)例：1.桿段計(jì)算截面距根部2000mm, 計(jì)算截面配制主筋為：1414hrb 400鋼筋，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為：c50，混凝土設(shè)計(jì)壁厚為：=50mm。2.計(jì)算截面基本數(shù)據(jù)計(jì)算：計(jì)算截面外徑：d=323mm混凝土設(shè)計(jì)壁厚：=50mm環(huán)形截面的內(nèi)、外半徑r1、r 2分別為：111.5 mm和161.5 mm計(jì)算截面縱向鋼筋所在圓的半徑rs=136.5.5mm計(jì)算截面主筋總截面面積：as=nd2/4=143.1415926142/4=2155mm計(jì)算截面混凝土截面面積：a=(d-)=3.1415926(323-50) 50=42883mmhrb 400鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fy=

4、360n/mmc50級(jí)混凝土彎曲抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fc=23.1n/mmc50級(jí)混凝土彎曲抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：ftk=2.64n/mm3.計(jì)算截面設(shè)計(jì)彎矩計(jì)算：根據(jù)e.0.2條，由公式（e.0.3-1）導(dǎo)出：受壓區(qū)混凝土截面面積與截面面積比值：受拉縱向鋼筋截面面積與全部縱向鋼筋截面面積的比值：t=1-1.5=1-1.50.26477=0.603sin/=sin(1800.26477)/3.1415926=0.235sint/=sin(1800.603)/3.1415926=0.302sin/+ sint/=0.235+0.302=0.537根據(jù)e.0.2條，由公式（e.0.3-2）導(dǎo)出： =8864

5、2413n.mm=88.64kn.mmk=m/k=88.64/1.43=61.99kn.m58.5kn.m抗彎強(qiáng)度滿足要求。計(jì)算截面開裂彎矩mk=58.5kn.m4計(jì)算截面100%荷載時(shí)裂縫寬度驗(yàn)算最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)底邊的距離取cs=20mm按荷載準(zhǔn)永久組合計(jì)算的鋼筋混凝土構(gòu)件縱向受拉普通應(yīng)力或按標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件縱向受拉等效應(yīng)力：以有效受拉混凝土截面面積計(jì)算的縱向受拉鋼筋配筋率為：裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)為：構(gòu)件受力特征系數(shù)，對受彎構(gòu)件cr=1.5考慮裂縫寬度分布的不均勻性和荷載長期效應(yīng)組合影響作用下，最大裂紋寬度為：wmax=cr(1.9cs+0.08)

6、=1.50.992(1.920+0.08)=0.127mm0.2mm計(jì)算截面滿足gb/t 4623-2006環(huán)形混凝土電桿第6.5.1條對裂紋寬度的要求。注意事項(xiàng)：1、各抽筋截面必須驗(yàn)算；2、梢部和根部主筋間距應(yīng)合理配置。 張曉非 聯(lián)系電話qq：445861706 2015年7月 環(huán)形預(yù)應(yīng)力混凝土電桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和注意事項(xiàng)按gb 50010-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范下列條款進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。p228 e.0.2環(huán)形截面受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力，應(yīng)按本規(guī)范e.0.3條的規(guī)定計(jì)算。但在計(jì)算時(shí)，應(yīng)在公式（e.0.3-1）、公式（e.0.3-3）中取等號(hào)，并取軸向力設(shè)計(jì)值n

7、=0；同時(shí)，應(yīng)將公式（e.0.3-2）、公式（e.0.3-4）中nei以彎矩設(shè)計(jì)值m代替。e0.3 沿周邊均勻配置縱向鋼筋的環(huán)形截面偏心受壓構(gòu)件，其正截面受壓承載力宜符合下列規(guī)定：預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件n1fca-p0 ap+f/py ap -t(fpy -p0 ) (e.0.3-3)nei1fca(r1+r 2) sin/2+f/py ap r psin/+ (fpy -p0 ) ap r p sint/ (e.0.3-4)t=1-1.5 (e.0.3-5)式中： a環(huán)形截面面積； ap全部縱向預(yù)應(yīng)力筋的截面面積； r1、r 2環(huán)形截面的內(nèi)、外半徑； r p縱向預(yù)應(yīng)力筋重心所在圓周的半徑； 受壓區(qū)

8、混凝土截面面積與全截面面積的比值; t縱向受拉鋼筋截面面積與全部縱向鋼筋截面面積的比值，當(dāng) 大于2/3時(shí)，取t為0。p37矩形應(yīng)力圖的應(yīng)力值可由混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以系數(shù)1確定，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過c50時(shí)，1取為1.0，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為c80時(shí)，1取為0.94，其間按線性內(nèi)插法確定。按gb/t 4623-2006環(huán)形混凝土電桿進(jìn)行加工、制造和驗(yàn)收。強(qiáng)度安全系數(shù)k1.513現(xiàn)以19015iy為計(jì)算實(shí)例：19015m環(huán)形預(yù)應(yīng)力混凝土電桿（610kv配電工程），預(yù)應(yīng)力主筋配制22h 4.8消除應(yīng)力螺旋肋鋼絲，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)c50級(jí)，電桿設(shè)計(jì)壁厚=50mm，驗(yàn)算距電桿根部2500mm處

9、抗彎強(qiáng)度、抗裂性及桿頂撓度。按gb 50010-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。一、 基本數(shù)據(jù)計(jì)算計(jì)算截面處外徑d2=d+（l-l2）1/75 =190+(15000-2500) 1/75=357mm計(jì)算截面處內(nèi)徑d1= d2-2=357-250=257mm計(jì)算截面處外半徑r2= d2 /2=357/2=178.5mm計(jì)算截面處內(nèi)半徑r1= d1 /2=257/2=128.5mm計(jì)算截面處縱向預(yù)應(yīng)力鋼絲所在圓周的半徑rp= r2 -20=178.5-20=158.5mm全部縱向預(yù)應(yīng)力鋼絲的截面面積： ap=nd2/4=223.14159264.82/4=398mm2預(yù)應(yīng)力鋼絲抗拉強(qiáng)度標(biāo)

10、準(zhǔn)值：fptk =1570n/mm2預(yù)應(yīng)力鋼絲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fpy =1110n/mm2預(yù)應(yīng)力鋼絲抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：f、py =410n/mm2預(yù)應(yīng)力鋼絲彈性模量：es =2.05105n/mm2c50級(jí)混凝土彎曲抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fc=23.1n/mm2c50級(jí)混凝土彎曲抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：ftk=2.64n/mm2c50級(jí)混凝土彈性模量：ec=3.45104n/mm2計(jì)算截面混凝土截面面積：a=(d2-)=3.1415926(357-50) 50=48223mm2計(jì)算截面換算截面面積：a0=a+(es /ec-1) ap =48223+(2.05105/3.45104-1) 398=50190m

11、m2二、 預(yù)應(yīng)力損失值計(jì)算：張拉控制應(yīng)力con=1.030.75 fptk = 1.030.751570=1213 n/mm2由張拉錨具引起的預(yù)應(yīng)力損失值（考慮值為3mm）1=es/l=32105/15000=40n/mm2由預(yù)應(yīng)力鋼絲松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失：4= 0.2 (con/fptk-0.575)con =0.2(1213/1570-0.575)1213 =48n/mm2第一批預(yù)應(yīng)力損失值（應(yīng)力鋼絲切斷前）：i=1+4=40+48=88n/mm2混凝土法向預(yù)應(yīng)力等于零時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼絲的合力：npo=（con-i）ap =（1213-88）398 =447750n由預(yù)加應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力

12、：pc=npo/ao=447750/50190=8.92n/ mm2脫模時(shí)混凝土立方體強(qiáng)度：fcu=0.7fcu=0.750=35n/mm2受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼絲的配筋率：=ap/ao =398/50190 =7.9310-3由混凝土收縮，徐變引起該應(yīng)力鋼絲的預(yù)應(yīng)力損失:總的預(yù)應(yīng)力損失三、抗彎強(qiáng)度計(jì)算：混凝土法向應(yīng)力等于零時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼絲的應(yīng)力：受壓區(qū)混凝土截面積與全截面面積的比值：受拉縱向鋼絲截面面積與全部縱向鋼絲截面面積的比值：抗彎正截面強(qiáng)度計(jì)算：sina/=sin（1800.328）/3.14=0.27sinat/=sin（1800.508）/3.14=0.318符合gb/t 4623-2006級(jí)

13、開裂檢驗(yàn)彎矩36.75kn.m該桿標(biāo)志為19015iy。四、抗裂性驗(yàn)算：換算截面受拉邊緣的彈性抵抗矩：w0=a0(r22+ r12)/4 r2=50190(178.32+128.3 2)/4178.3=3395621mm3塑性系數(shù)扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后在抗裂驗(yàn)算邊緣砼的預(yù)壓應(yīng)力：在抗裂檢驗(yàn)荷載下，抗裂驗(yàn)算截面邊緣的混凝土法向應(yīng)力：sc=mk/w0=36750000/3395621=10.82n/ mm混凝土拉應(yīng)力限制系數(shù)，取ct=1.0在荷載短期效應(yīng)組合下應(yīng)符合下列規(guī)定：scpcctftk10.82-6.46=4.3611.7122.64=4.52n/ mm滿足gb/t 4623-2006對抗裂

14、性的要求。五、桿頂撓度驗(yàn)算：計(jì)算截面到桿頂延長線相交點(diǎn)的距離：h=（l-l2）+75d=(15000-2500)+75190=26750mm開裂檢驗(yàn)彎矩時(shí)，荷載點(diǎn)水平荷載：k=3000n(mk/l1)荷載點(diǎn)到桿頂延長線相交點(diǎn)距離：h=h-（l-l2-l3） =26750-（15000-2500-250）=145000mm荷載點(diǎn)到桿頂延長線相交點(diǎn)距離與計(jì)算截面到桿頂延長線相交點(diǎn)距離的比值：=h/h=14500/26750=0.542桿頂?shù)綏U頂延長線相交點(diǎn)距離：x=h-l3=14500-250=14250mm 計(jì)算截面換算截面慣性矩：i0=a0（r12+r22）/4 =50190(128.32+1

15、78.32)/4 =605433210mm4荷載短期效應(yīng)組合下要求不出現(xiàn)裂縫的電桿短期剛度:bs=0.85ecio=0.853.45104605439210=1.781013 nmm開裂檢驗(yàn)荷載作用下電桿桿頂撓度值：y=pkh2/2bs(h2/x-h 3/3x2+x-2x/3-2h+h)=3000267502/（21.781013）267502/14250-0.542267503/（3142502）+14250-20.54214250/3-226750+14500=198.13mm198.13mmf=(l1+l3)/50=(12250+250)/50=250mm滿足gb/t 4623-2006

16、對桿頂撓度的要求。注意事項(xiàng)：1、張拉控制應(yīng)力應(yīng)設(shè)計(jì)合理，預(yù)壓應(yīng)力必須驗(yàn)算，防止因預(yù)壓應(yīng)力過大造成電桿彎曲裂紋，張拉機(jī)油壓表應(yīng)定期校驗(yàn)，保證張拉值準(zhǔn)確無誤； 2、放松應(yīng)力鋼筋時(shí)，電桿混凝土必須有足夠的強(qiáng)度；3、電桿脫模時(shí)應(yīng)輕起輕落，堆放、搬運(yùn)嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定進(jìn)行作業(yè)。 張曉非 聯(lián)系電話qq：445861706 2015年7月 110kv雙回+10kv雙回直線線路設(shè)計(jì)與應(yīng)用 （大梢徑、大彎矩電桿設(shè)計(jì)與應(yīng)用）摘要：介紹了應(yīng)用在110kv雙回+10kv雙回直線線路中的環(huán)形混凝土電桿的設(shè)計(jì)方法，并對其實(shí)際應(yīng)用作了經(jīng)濟(jì)分析，結(jié)果表明，110kv直線采用雙回路混凝土單桿架空線路具

17、有較好的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。關(guān)鍵詞：混凝土電桿；雙回直線線路；抗彎強(qiáng)度；開裂彎矩；電桿撓度abstract：the design method of annular concrete poles for 110 kv four loop straight lines is introduced. and practical application economic cost of the poles is analyzed, which shows that using four loop concrete pole overhead line as 110 kv lines has good econ

18、omic advantage. key words: concrete poles; 110 kv four loop straight lines bending strength; cracking moment; pole deflection 0 前言隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和城市用電量的不斷增長，城市電網(wǎng)已不能滿足負(fù)荷快速增長的要求，頻頻出現(xiàn)過負(fù)荷情況，嚴(yán)重制約了地方經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。城市的發(fā)展使人口密度加大，道路更加擁擠，架空線走廊也因此變得更加狹窄、緊張。采用電纜網(wǎng)雖然是城市電網(wǎng)發(fā)展的方向，但工程造價(jià)高、開挖面積大、地下管線復(fù)雜、施工周期長，且受地形條件限制，因此，相比較而言，多回路

19、同桿架設(shè)110kv電網(wǎng)線路是一種見效快、造價(jià)低的有效方法，特別是環(huán)形混凝土電桿在110kv雙回+10kv雙回直線線路的應(yīng)用，優(yōu)點(diǎn)較為突出。本文介紹了環(huán)形混凝土電桿在110kv雙回+10kv雙回直線線路的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。1設(shè)計(jì)條件（1） 線路電壓等級(jí)為110kv雙回+10kv雙回線路直線單桿；（2） 設(shè)計(jì)水平檔距為200m，垂直檔距為350m；（3） 設(shè)計(jì)最大風(fēng)速23.5m/s，氣溫-20+40；（4） 覆冰5mm；（5） 土質(zhì)條件：粘性可塑；（6） 根據(jù)電氣間隙要求，電桿外形尺寸見圖dysx-sz-39-00，110kv標(biāo)準(zhǔn)呼稱高21.9m。2設(shè)計(jì)荷載按國標(biāo)gb 505452010110kv750

20、kv架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行荷載計(jì)算。根據(jù)初步驗(yàn)算最大荷載為最大風(fēng)速90風(fēng)吹時(shí)。（1）900最大風(fēng)吹時(shí)，作用于地線風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值： wx=aw0uzusccdlpbsin2 =0.7523.52/16001.4551.210.0122001sin2900=1.085kn式中：wx垂直于地線方向的水平風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，kn；a風(fēng)壓不均勻系數(shù)，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)基本風(fēng)速，按國標(biāo)gb 505452010中表10.1.18-1確定。設(shè)計(jì)風(fēng)速23.5m/s,取0.75；c110kv電壓級(jí)的線路取1.0；z風(fēng)壓高度變化系數(shù)?；鶞?zhǔn)高度為10m的風(fēng)壓高度變化系數(shù)按國標(biāo)gb 505452010中表10.1.22的規(guī)定確定；

21、地面粗糙度為b類，高度32.5m,取1.455；sc地線的體型系數(shù)，線徑小于17mm或覆冰時(shí)（不論線徑大?。?yīng)取sc=1.2； 線徑大于或等于17mm,sc取1.1； d地線的外徑或覆冰時(shí)的計(jì)算外徑（m）；jlb20a-95地線外徑12mm=0.012m； lp桿塔的水平檔距（m）；該設(shè)計(jì)為200m；b覆冰時(shí)風(fēng)荷載增大系數(shù)，5mm冰區(qū)取1.1，10mm冰區(qū)取1.2，900最大風(fēng)吹時(shí)不覆冰，b取1.0； 風(fēng)向與地線方向之間的夾角，該設(shè)計(jì)為900w0基本風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值（ kn/ m2），w0=v2/1600；v基準(zhǔn)高度為10m的風(fēng)速（m/s），該設(shè)計(jì)為23.5m/s。（2）900最大風(fēng)吹時(shí)，作用于11

22、0kv導(dǎo)線風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為：wx=aw0uzusccdlpbsin2 =0.7523.52/16001.3521.110.0242001sin2900 =1.85kn式中：wx垂直于導(dǎo)線方向的水平風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，kn；a風(fēng)壓不均勻系數(shù)，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)基本風(fēng)速，按國標(biāo)gb 505452010表10.1.18-1的規(guī)定確定。設(shè)計(jì)風(fēng)速23.5m/s,取0.75；c110kv電壓級(jí)的線路取1.0；z風(fēng)壓高度變化系數(shù)。基準(zhǔn)高度為10m的風(fēng)壓高度變化系數(shù)按國標(biāo)gb 505452010表10.1.22的規(guī)定確定；地面粗糙度為b類，導(dǎo)線作用高度平均26m,取1.352； sc導(dǎo)線的體型系數(shù)，線徑小于17mm或覆冰時(shí)

23、（不論線徑大小）應(yīng)取sc=1.2； 線徑大于或等于17mm,sc取1.1；d導(dǎo)線的外徑或覆冰時(shí)的計(jì)算外徑（m）；lgj-300/40導(dǎo)線外徑24mm=0.024m； lp桿塔的水平檔距（m）；該設(shè)計(jì)為200m；b覆冰時(shí)風(fēng)荷載增大系數(shù)，5mm冰區(qū)取1.1,10mm冰區(qū)取1.2，900最大風(fēng)吹時(shí)不覆冰，b取1.0； 風(fēng)向與導(dǎo)線方向之間的夾角，該設(shè)計(jì)為900w0基本風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值（ kn/ m2），w0=v2/1600；v基準(zhǔn)高度為10m的風(fēng)速（m/s），該設(shè)計(jì)為23.5m/s。（3）900最大風(fēng)吹時(shí)，作用于10kv導(dǎo)線風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為：wx=aw0uzusccdlpbsin2 =0.7523.52/1

24、6001.151.110.0282001sin2900 =1.834kn式中：wx垂直于導(dǎo)線方向的水平風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，kn；a風(fēng)壓不均勻系數(shù)，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)基本風(fēng)速，按國標(biāo)gb 505452010表10.1.18-1的規(guī)定確定。設(shè)計(jì)風(fēng)速23.5m/s,取0.75；c110kv電壓級(jí)的線路取1.0；z風(fēng)壓高度變化系數(shù)?；鶞?zhǔn)高度為10m的風(fēng)壓高度變化系數(shù)按國標(biāo)gb 505452010表10.1.22的規(guī)定確定；地面粗糙度為b類，導(dǎo)線作用高度平均15.5m,取1.15； sc導(dǎo)線的體型系數(shù)，線徑小于17mm或覆冰時(shí)（不論線徑大?。?yīng)取sc=1.2； 線徑大于或等于17mm,sc取1.1；d導(dǎo)線的外徑或覆冰

25、時(shí)的計(jì)算外徑（m）；240絕緣導(dǎo)線外徑28mm=0.028m； lp桿塔的水平檔距（m）；該設(shè)計(jì)為200m；b覆冰時(shí)風(fēng)荷載增大系數(shù)，5mm冰區(qū)取1.1,10mm冰區(qū)取1.2，900最大風(fēng)吹時(shí)不覆冰，b取1.0； 風(fēng)向與導(dǎo)線方向之間的夾角，該設(shè)計(jì)為900w0基本風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值（ kn/ m2），w0=v2/1600；v基準(zhǔn)高度為10m的風(fēng)速（m/s），該設(shè)計(jì)為23.5m/s。（4）最大風(fēng)速90風(fēng)吹時(shí)，桿塔風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值（采用43039m部分預(yù)應(yīng)力混凝土電桿）式中：ws桿塔風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，kn； s構(gòu)件的體型系數(shù)，環(huán)形混凝土電桿取0.7； as構(gòu)件承受風(fēng)壓的投影面積計(jì)算值（m2）；該桿受風(fēng)投影面積為21

26、.02m2； z桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)。按國標(biāo)gb 505452010中的10.1.20規(guī)定，取1.283。3最大風(fēng)速90風(fēng)吹時(shí)，桿段出地面處截面的最大計(jì)算開裂彎矩考慮附加彎矩系數(shù)為0.15，則最大風(fēng)速90風(fēng)吹時(shí)，桿段出地面處截面的最大計(jì)算開裂彎矩mj為：mj=(1+0.15) 1.085232.3+1.854(29.5+25.7+21.9)+1.834215.9+1.834414.9+7.616.25=1071.5kn.m4電桿抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算從以上計(jì)算可知，根部最大彎矩約為1073.5knm按gb 500102010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。按gb/t 46232006環(huán)形混凝土電桿進(jìn)行加工

27、、制造和驗(yàn)收。強(qiáng)度安全系數(shù)k1.513（1） 主桿桿段設(shè)計(jì)主桿桿段設(shè)計(jì)為：43039m，按（上段12m+中段12m+下段15m）分段制造，混凝土設(shè)計(jì)壁厚分別為：上段80mm、中段100mm、下段120mm，法蘭連接。電桿采用部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力主筋采用消除應(yīng)力螺旋肋鋼絲，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為：1570 n/mm2。非預(yù)應(yīng)力主筋采用hrb 400熱軋帶鋼筋，其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為400 n/mm2?；炷翉?qiáng)度等級(jí)c80，采用52.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。初步估算后，主桿各段配制主筋為：上段：43012 (161111.9m預(yù)應(yīng)力主筋) +（161811.76m+2189.5 m +2186.5m+218

28、3.5m 非預(yù)應(yīng)力主筋）中段：59012 (221111.9m預(yù)應(yīng)力主筋) +（221811.76m+2189.5 m +2186.5m+2183.5m 非預(yù)應(yīng)力主筋）下段：75015 (281114.9m預(yù)應(yīng)力主筋) +（281814.76m+41812.5 m +4189.5m非預(yù)應(yīng)力主筋）（2）基本數(shù)據(jù)計(jì)算計(jì)算截面外徑：d=863mm混凝土設(shè)計(jì)壁厚：=120mm計(jì)算截面縱向鋼筋所在圓的半徑rp=rs=401.5mm計(jì)算截面混凝土的平均半徑r=371.5mm計(jì)算截面預(yù)應(yīng)力主筋總截面面積：ap=nd2/4=323.1415926112/4=2661mm2計(jì)算截面非預(yù)應(yīng)力主筋總截面面積：as=

29、nd2/4=403.1415926182/4=9161mm2計(jì)算截面環(huán)形截面面積：a=(d)=3.1415926(863120)120=280104mm2 計(jì)算截面換算截面面積：a0= a+（ep/ec1）ap +（es/ec1）as280104+(2.05105/3.61041）2661+(2105/3.61041）9161=334330 mm2 預(yù)應(yīng)力鋼絲抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：fptk =1570n/mm2預(yù)應(yīng)力鋼絲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fpy =1110n/mm2預(yù)應(yīng)力鋼絲抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：f/py =410n/mm2預(yù)應(yīng)力鋼絲彈性模量：ep =2.05105n/mm2hrb 400鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

30、：fy=360n/mm2hrb 400鋼筋彈性模量：es =2.0105n/mm2c80級(jí)混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fc=35.9n/mm2c80級(jí)混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：ftk=3.11n/mm2c80級(jí)混凝土彈性模量：ec=3.8104n/mm2（3）預(yù)應(yīng)力損失值計(jì)算：con=0.7fptk =0.71570=1099n/mm2由張拉錨具引起的預(yù)應(yīng)力損失值（考慮值為2mm）1=es/l=22.05105/12000=34n/mm2混凝土加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋與承受拉力的設(shè)備之間的溫差產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失值為3，現(xiàn)在的電桿生產(chǎn)企業(yè)基本都采用坑式或窯式養(yǎng)護(hù)，電桿和鋼模同時(shí)蒸養(yǎng)，故可不考慮此項(xiàng)預(yù)應(yīng)力

31、損失值。由預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失：低松弛：當(dāng)con0.7fptk時(shí)，4=27.5 n/mm2 第一批預(yù)應(yīng)力損失值為：i=1+4=34+27.5=61.5n/mm2混凝土法向預(yù)應(yīng)力等于零時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼絲的合力為：npo=（con-i）ap =（1099-61.5）2661 =2760788n由預(yù)加應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力為：pc=npo/ao=2760788/334330=8.26n/ mm2脫模時(shí)混凝土立方體強(qiáng)度：fcu=0.7fcu=0.780=56n/mm2受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼絲的配筋率為：=ap/ao =2661/334330 =7.9610-3n/mm2由混凝土收縮，徐變引起該應(yīng)力

32、鋼絲的預(yù)應(yīng)力損失為:總的預(yù)應(yīng)力損失為：（4）混凝土法向應(yīng)力等于零時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼絲的應(yīng)力為：（5）計(jì)算截面設(shè)計(jì)彎矩計(jì)算：配有預(yù)應(yīng)力和非預(yù)應(yīng)力主筋時(shí)，相對含鋼筋率宜符合：=（fpyap+fyas）/（fca）1.25=（11102661+3609161）/（35.9280104）=0.6221.25相對含鋼筋率滿足要求。受壓區(qū)混凝土截面面積與截面面積比值： =（fyas+fpyap)/ a1fca+2.5fyas+ fpyap+ 1.5(fpy-p0)ap=（3609161+11102661）/0.9435.9280104+2.53609161+4102661+1.5(1110-939) 2661=

33、0.3327 受拉縱向鋼筋截面面積與全部縱向鋼筋截面面積的比值為：t=1-1.5=1-1.50.3327=0.501sin/=sin(1800.3327)/3.1415926=0.275sint/=sin(1800.501)/3.1415926=0.318sin/+ sint/=0.275+0.318=0.593=0.9435.9280104371.50.275 +3609161401.50.593+4102661401.50.275+(1110-939) 2661401.50.318=1929447533nmm=1929.44knm m彎矩設(shè)計(jì)值；r1、r2環(huán)形截面內(nèi)、外半徑。截面抗彎強(qiáng)度m

34、k=m/k=1929.44/1.513=1275.2knmmj=1071.5 knm因此，計(jì)算截面抗彎強(qiáng)度完全滿足要求。按以上對各段進(jìn)行驗(yàn)算，得出抗彎強(qiáng)度同樣滿足要求。5最大風(fēng)速90風(fēng)吹時(shí)，電桿撓度的計(jì)算方法計(jì)算截面到桿頂延長線相交點(diǎn)的距離：h=75d=75863=64725mm 開裂檢驗(yàn)彎矩時(shí)，荷載點(diǎn)的水平荷載：k= mj/l=1071500000/32250=33225n荷載點(diǎn)到桿頂延長線相交點(diǎn)距離：h=h-l+250 =64725-32500+250=32475mm荷載點(diǎn)到桿頂延長線相交點(diǎn)距離與計(jì)算截面到桿頂延長線相交點(diǎn)距離的比值：=h/h=32475/64725=0.50174桿頂?shù)綏U

35、頂延長線相交點(diǎn)距離：x=h-250=32475-250=32225mm 計(jì)算截面換算截面慣性矩：i0=a0（r12+r22）/4 =334330(311.52+431.52)/4 =2.371010 mm4荷載短期效應(yīng)組合下要求不出現(xiàn)裂縫的電桿短期剛度:bs=0.85ecio=0.853.81042.371010=7.64631014 n.mm2開裂檢驗(yàn)荷載作用下電桿桿頂撓度值為：y=(pkh2/2bs) (h2/x-h 3/3x2+x-2x/3-2h+h)=33225647252/（27.64631014）647252/32225-0.50174647253/（3322252）+32225-

36、20.5017432225/3-264725+32475=983.3mm。滿足gb/t 4623-2006對撓度的要求。6 計(jì)算截面100%荷載時(shí)裂縫寬度驗(yàn)算最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)底邊的距離取cs=20mm按荷載準(zhǔn)永久組合計(jì)算的鋼筋混凝土構(gòu)件縱向受拉普通應(yīng)力或按標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件縱向受拉等效應(yīng)力：以有效受拉混凝土截面面積計(jì)算的縱向受拉鋼筋配筋率為：裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)為： 構(gòu)件受力特征系數(shù)，對受彎構(gòu)件cr=（1.9+1.5）/2=1.7考慮裂縫寬度分布的不均勻性和荷載長期效應(yīng)組合影響作用下，最大裂紋寬度為：wmax=cr(1.9cs+0.08) =1.71(1

37、.920+0.08)=0.165mm0.2mm滿足gb/t 4623-2006對裂縫寬度的要求。7混凝土電桿基礎(chǔ)傾覆穩(wěn)定計(jì)算當(dāng)電桿基礎(chǔ)的埋深和尺寸確定后，極限傾覆力sj或極限傾覆彎矩mj；應(yīng)符合以下兩式的要求：sjk3 s0mjk3 s0 h 0式中：k3 -基礎(chǔ)傾覆穩(wěn)定設(shè)計(jì)安全系數(shù)；（直線桿取1.5）s0 -電桿上的總水平力；（該桿為33.225kn）h 0 -總水平力的作用高度；（該桿為32.25m）極限傾覆力計(jì)算：根據(jù)地質(zhì)條件，按粘性可塑土的計(jì)算容重0=15kn/m3；回填土的計(jì)算內(nèi)摩阻角=30，則土壓力系數(shù)為：m=0tg2(45+/2)=16tg2(45+30/2)=45kn/m3=

38、h 0/h=32.25/6.5=4.96154將=4.96154代入上式得： 解得電桿埋深部分的平均直徑b0=1.5m寬度增大系數(shù)（土的側(cè)壓力系數(shù)，粘土去=0.72）=1.6基礎(chǔ)的計(jì)算寬度：b=k0b0=1.61.5=2.4極限傾覆力=78.5knk3s0=1.533.225=49.84kn該桿基礎(chǔ)傾覆穩(wěn)定滿足要求。8高強(qiáng)度部分預(yù)應(yīng)力混凝土電桿的性能特點(diǎn)：高強(qiáng)度部分預(yù)應(yīng)力混凝土電桿作為一種新型桿塔結(jié)構(gòu)型式，與普通混凝土電桿和鋼結(jié)構(gòu)桿塔相比，在許多方面存在著明顯的優(yōu)勢，具體如下：（1）高強(qiáng)度部分預(yù)應(yīng)力混凝土電桿的材料，預(yù)應(yīng)力主筋采用消除應(yīng)力螺旋筋鋼絲，強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1570 n/mm2，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為

39、gb/t5223-2002預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲。非預(yù)應(yīng)力主筋采用hrb 400，其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為400 n/mm2，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為gb 1499-1998鋼筋混凝土用熱軋帶鋼筋?；炷翉?qiáng)度等級(jí)高達(dá)c80，采用52.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。（2）承載力明顯提高，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，使其承載力比普通混凝土電桿提高2到3倍，可滿足大高度、大荷載、多回路的架空輸電線路桿塔設(shè)計(jì)荷載要求。(3) 在鋼筋配置上，選用優(yōu)質(zhì)的消除應(yīng)力螺旋筋鋼絲與級(jí)鋼進(jìn)行優(yōu)化組合配置，充分發(fā)揮不同材料的力學(xué)性能，使其更加合理。（4）兼有預(yù)應(yīng)力混凝土電桿與普通混凝土電桿2種結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性，使其具有較好的韌性和抗裂性，更好地將裂縫、

40、變形及破壞控制在使用條件下，結(jié)構(gòu)安全可靠。（5）改進(jìn)混凝土配合比，摻入特殊外加劑及活性材料，提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)，大大提高了產(chǎn)品抗腐蝕性和耐久性，延長產(chǎn)品的使用壽命。（6）環(huán)形混凝土電桿采用離心成型工藝，混凝土在高速離心運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，排除多余水分，經(jīng)離心成型后的混凝土質(zhì)地非常密實(shí)，混凝土強(qiáng)度得以提高，從而很好地保護(hù)鋼筋不受外界侵蝕，大大提高了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)桿塔的耐久性。七、與鋼結(jié)構(gòu)桿塔相比的優(yōu)點(diǎn)：(1)運(yùn)輸與安裝方面高強(qiáng)度部分預(yù)應(yīng)力混凝土電桿運(yùn)輸、安裝簡捷、方便，大大縮短施工工期。凡是能滿足鋼管塔運(yùn)輸、安裝條件的，同樣滿足高強(qiáng)度部分預(yù)應(yīng)力混凝土電桿。高強(qiáng)度部分預(yù)應(yīng)力混凝土電桿基礎(chǔ)施工除臺(tái)階式基礎(chǔ)、鋼管樁基礎(chǔ)，部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)樁、灌注樁外，還適用于直埋式基礎(chǔ)、(2)壽命方面鋼結(jié)構(gòu)件目前主要有兩種防銹方式：熱浸鍍鋅和熱噴涂。這兩種防銹方式最大的弱點(diǎn)是防銹層抗腐蝕能力差。防銹壽命的長短在很大的程度上取決于它所處環(huán)境的大氣