本文是一篇智能建筑雜志投稿論文范文，論述了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的特點和在高壓輸電線路的應(yīng)用。優(yōu)秀建筑雜志推薦《浙江建筑》(月刊)創(chuàng)刊于1984年，由激光省建筑科學(xué)設(shè)計研究院、浙江省土木建筑學(xué)會主辦。本刊始終遵循“提高與 普及相結(jié)合，理論與實踐密切聯(lián)系，面 向生產(chǎn)，注重運用，圍繞我省經(jīng)濟(jì)建設(shè)的中心任務(wù)不斷開拓創(chuàng)新，推動我省建設(shè)科技進(jìn)步”的辦刊宗旨。刊物內(nèi)容重點宣傳黨和國家關(guān)于建設(shè)科技創(chuàng)新工作的方針政 策，介紹建設(shè)領(lǐng)域各行業(yè)的科學(xué)研究新課題、新成果，交流和推廣建設(shè)應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新材料、工程項目實踐的新經(jīng)驗等。
　　摘 要：因為現(xiàn)在鋼管桿的特點是結(jié)構(gòu)簡單、受力合理、占地面積小等，所以在高壓輸電線路中得到更廣泛的應(yīng)用，尤其是在建設(shè)城市電力線路中處于主導(dǎo)作用。而基于鋼管和砼兩種材料在受力過程中的相互作用的鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)，不僅能顯著提高組合材料的強度，對于結(jié)構(gòu)物的整體剛度也有明顯改善，該新型組合結(jié)構(gòu)由于受力合理，目前主要用于高層建筑中;但在特高壓輸線路墩臺搭設(shè)的應(yīng)用還處于探索階段。本文意在論證鋼管混凝土架設(shè)特高壓輸電線的合理性，為今后特高壓輸電線路的建設(shè)提供思路。

　　關(guān)鍵詞：智能建筑雜志,鋼管桿,特高壓輸電線,鋼管混凝土,組合結(jié)構(gòu)

　　改革開放35年以來，我國社會生產(chǎn)力得到了充分的發(fā)展，國民經(jīng)濟(jì)取得了飛速發(fā)展，為穩(wěn)固改革成果，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，改變能源消耗不清潔，以煤為主的能源結(jié)構(gòu)，促進(jìn)西北部資源集約開發(fā)、提高能源利用效率，增強中東部能源安全和電力供應(yīng)能力。應(yīng)加快建設(shè)特高壓電網(wǎng)，嚴(yán)格控制火力發(fā)電造成的燃煤污染，在顯著改善東中部地區(qū)大氣狀況的同時滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對電力的需求，以電能的大規(guī)模輸送作為新型工業(yè)布局的顯著特點。在建設(shè)電網(wǎng)的過程中，每年都會增長數(shù)萬公里的高壓輸電線路。大規(guī)模增長的特高壓電網(wǎng)就重新設(shè)定了輸電線路的的設(shè)計。如何保證輸電線路的安全穩(wěn)定，減少輸電過程電能消耗，提高輸電工程建設(shè)的效益，確保我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的順利實施，是擺在輸電工程技術(shù)人員面前亟需解決的難題。

　　1 鋼管混凝士的抗壓原理及特點

　　鋼管混凝土在我國的發(fā)展，可以追溯到20世紀(jì)60年代，是一種以螺旋鋼筋混凝土為基礎(chǔ)，在鋼管內(nèi)部填充高強混凝土而形成的一種新型組合結(jié)構(gòu)。鋼管混凝土利用鋼管和混凝土兩種材料在受力過程中的相互作用，即外部鋼管為內(nèi)部混凝土提供緊錮力，使得混凝土在軸向荷載作用下處于三向受壓狀態(tài)，在三向壓應(yīng)力作用下，混凝土的工作性能將得到大幅提升，不但承載力明顯提高，其塑性和延性也能得以大幅改善;同時，混凝土的存在可以延緩甚至避免鋼管發(fā)生局部屈曲，從而保證鋼管受力性能的充分發(fā)揮。實驗證明，在軸心壓力作用下，薄壁鋼管的承載力是極不穩(wěn)定的，其實際承載力往往只有理論計算值的1/3～1/5左右[1]但鋼管內(nèi)部混凝土的強度避免了薄壁鋼管的軸壓失穩(wěn)。鋼管混凝土作為一種組合結(jié)構(gòu)，具有承載力高、延性好、抗動荷載性能優(yōu)越等獨特的工作特性。

　　2 高壓輸電線路鋼管混凝土墩臺的優(yōu)勢

　　鋼管混凝土施工方便，耐火耐腐蝕性能優(yōu)良，目前該新型結(jié)構(gòu)應(yīng)用于高層結(jié)構(gòu)已取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。首先，在施工過程中，鋼管混凝土零件少、焊縫少，而且鋼管為混凝土的施工提供了穩(wěn)定的耐側(cè)壓模板;同時，鋼管內(nèi)澆筑的混凝土減少了鋼管的外露面，對鋼筋提供了很好的保護(hù)作用，能有效避免鋼管受環(huán)境侵蝕;最后，得益于鋼管和混凝土之間的相互作用，鋼材和混凝土兩種材料的特性和潛力得以充分發(fā)揮，鋼管內(nèi)部混凝土的破壞由脆性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄云茐�，結(jié)構(gòu)的延性明顯改善，材料的性能得到了充分和合理的利用。

　　架空輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)形式的選擇主要受線路電壓等級、地質(zhì)地形條件、施工運行條件等多種因素的影響，形式多樣。目前應(yīng)用較廣泛的主要有自立式鐵塔、拉線塔、鋼管桿等結(jié)構(gòu)形式。鋼管混凝土桿作為鋼管桿的有效補充，具備以下幾方面的優(yōu)勢：

　　(1)鋼管桿作為一種高聳結(jié)構(gòu)，其管壁相對較薄，整體的柔性較大，在軸向荷載作用下容易發(fā)生局部失穩(wěn)的現(xiàn)象。因此，在呼稱高較大或荷載較大的情況下，為滿足撓度和自身的穩(wěn)定，梢徑和鋼管壁厚將大大增加，從而造成建筑鋼材的浪費，提高工程的造價。因此，一般來說鋼管桿多使用于小呼高和110 kV以下的輸電線路工程。而鋼管混凝土結(jié)構(gòu)由于存在鋼管和混凝土兩種材料在受力過程中的相互作用，充分發(fā)揮了材性的內(nèi)在潛能，整體的承載力、穩(wěn)定性及剛度都得到了大幅提高;適用于大呼高及高等級的輸電線路工程，從而有效地彌補了鋼管桿穩(wěn)定性的不足。

　　(2)鋼管混凝土具有良好的塑性。混凝土本身是一種脆性材料，一般情況下，其劈裂強度只有抗壓強度的1/10～1/20左右，且破壞過程瞬間發(fā)生，屬于典型的脆性材料[2];工程中常見的做法是在混凝土內(nèi)部配置鋼筋制得鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);但有關(guān)研究表明，鋼筋混凝土軸心受壓及小偏心受壓構(gòu)件的破壞，也呈現(xiàn)脆性破壞的特性而鋼管混凝土中，一方面因鋼管的“套箍”作用使得混凝土在徑向變形受到約束而處于三向受力狀態(tài)，其承載力大大提高。同時，鋼管的“套箍”作用還能大大提高混凝土的塑性性能，使得混凝土尤其是高強混凝土脆性的弱點得到克服;另一方面，混凝土填充鋼管之內(nèi)，增強了鋼管管壁的穩(wěn)定性和剛度，使結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性大幅度提高，屬于塑性破壞。

　　(3)輸電線路桿塔長期承受風(fēng)荷載、雪荷載、不均勻脫冰及覆冰舞動等動荷載。而鋼管混凝土延性好、抗動荷載性能優(yōu)越。同時，按照規(guī)范要求，位于強地震烈度(9度及以上)地區(qū)的各類桿塔應(yīng)進(jìn)行抗震驗算。而鋼管混凝土的抗震性能明顯優(yōu)于其他的結(jié)構(gòu)形式。

　　(4)在2008年2月份的特大冰災(zāi)中，輸電線路由于覆冰嚴(yán)重，致使電力設(shè)施遭到了重大的損害，尤其是造成了電力線路大面積倒塔事故。究其原因，主要是覆冰厚度的增加導(dǎo)致鐵塔承受的水平荷載、垂直荷載和縱向荷載急劇增加，鐵塔所承受的彎矩和扭矩不斷增大，引起鐵塔局部構(gòu)件的失穩(wěn)，最終導(dǎo)致塔架的整體破壞。而鑒于鋼管混凝土簡單合理的受力性能、優(yōu)良的穩(wěn)定性和高承載力，可以考慮在條件允許的情況下，特別是覆冰情況非常突出的線路段，用鋼管混凝土桿取代自立式鐵塔，以避免災(zāi)害發(fā)生后因鐵塔的倒塌帶來損害。

　　3 結(jié)論

　　由于鋼管混凝土受力合理，能充分發(fā)揮材料性能;施工簡便，顯著縮短工期;并取得一定經(jīng)濟(jì)效果，目前已廣泛用于各種建構(gòu)筑物及橋梁工程。根據(jù)其受力特點，可廣泛應(yīng)用于以軸力為主的構(gòu)件;高壓輸電線路墩臺主要以軸壓受力為主，采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)越性明顯。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 李俊峰.淺談鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與優(yōu)缺點[J].包鋼科技，2001，27：91-95.

　　[2] 劉北平，王艷.鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的特點與應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究，2012，31.

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