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1、 中华人民共和国水利电力部部标准 S D 1 4 9 -8 5 环形预应力混凝土电杆制造工艺规程 ( 离心成型) 1 总则 1 . 1 本工艺规程是为贯彻G B 4 6 2 3 -8 4 环形预应力混凝土电杆 标准及我部架空电力线路的具体要 求而制定的( 变电架构也可参照执行) 。 1 . 2 凡本规程中未作规定的部分， 应按国家有关规范或标准执行。 1 . 3 凡采用新技术、 新工艺、 新材料、 新设备时， 应通过试验和验证后方可使用。 2 原材料 2 . 1 钢筋 2 门门钢筋种类规格及技术条件应符合设计要求或表 1 中的规定。 2 . 1 . 2 所用钢筋应按G B J 2 0 4 -8
2、 3 H 钢筋混凝土工程施工及验收规范 的规定进行验收。 2 门. 3 对冷拔低碳钢筋应逐盘进行验收。 2 . 1 . 4 验收合格后的钢材必须分批、 分类堆放， 不得混淆并避免锈蚀和污秽。 2 . 2 混凝土材料 2 . 2 . 1 水泥见G B 4 6 2 3 -8 4 附录A1 。 但不得使用火山灰质硅酸盐水泥。 对有侵蚀地区应根据侵蚀级 别 由设计提出) 分别采用不同性质的水泥( 见本规程附录A附表A ) , 表 1 钢筋种类规格及技术条件 项 目钢筋种类 要求表 面形状 允许直径范围 m m 屈服点 X1 0 , P a 抗拉强度 火1 0 “ P a 伸长率8 , 1 0 0 0
3、冷弯要求 1 I 级钢筋( 3 号钢) 6 1 62 4 0 03 8 0 02 1 1 8 0 0 , d=a 2I 级钢筋( 2 0 锰硅)6 . 1 63 4 0 05 2 0 0 1 6 ( 8 5 %)1 8 0 0 , d=3 a 3 冷拔低碳钢筋5 - - 8 1 组 砚 组 6 5 0 0 6 0 0 0 3 4 “级钢筋( 4 0 硅 2 锰钒、 4 5 硅锰钒, 4 5 硅 2 锰钦) 螺纹 8 - 1 25 5 0 08 5 0 0 8 9 0 0 , d=5 a 冷拉W 级钢筋( 双控)螺纹 8 - 1 27 5 0 08 5 0 06 9 0 0 , d= 5 a b
4、 V 级钢筋( 热处理低合金 钢 4 硅 2 锰, 4 8硅 2 锰, 4 6 锰硅钒 螺纹 681 5 0 0 06 6 碳素钢丝 5 71 2 8 0 01 6 0 0 03 反复弯曲， d= 2 0 mm 1 8 0 “ , 4次 注 ; 表中 1 , 2 项中的 I 、 I 级钢筋作非预应力筋用( 也可用其他钢筋的短料代替) . 本表所列钢筋规格及技术条件的取用值摘自 有关标准 详见本规程编制说明 S D 1 4 9 - -8 5 2 . 2 . 2 集料见 G B 4 6 2 3 -8 4 附录A2 ， 但对严寒地区集料的要求， 应不大于表 2 的规定。 表 2 严寒地区粗细集料质量
5、要求表 注: 严寒地区系指最冷月份的平均温度低于一 5 ( 2 . 2 . 3 拌制混凝土应用清洁水、 2 . 2 . 3 . 1 水中不能含有害杂质， 如油脂、 糖类等。 2 . 2 - 3 . 2 污水、 p H值小于4 的酸性水， 以及含硫酸盐量按S O 。计超过水重 1 %的水， 均不得使用。 2 . 2 . 33 不得用海水及盐湖水拌制混凝土 注一般饮用水均能满足上述规定条件， 可不经试验使用 22 . 4 混凝土严禁掺人氯盐， 不宜掺可溶性硫酸盐。 为了 达到早强、 高强、 防腐及节约水泥， 可掺人适合 于离心蒸养条件的外加剂。 3 构造要求 3 . 1 螺旋筋的直径、 螺距、 布
6、置应符合设计图纸的要求， 如无图纸则按F 列规定: 3 . 1 . 1 螺旋筋的直径不应小于下 列规定 3 . 1 . 1 门稍径小于或等于1 9 0 m m的锥形杆或直径在 2 5 0 ri m及以下的等径杆段。 螺旋筋的直径采用 3 . 0 mm 31 . 1 . 2 稍径大于1 9 0 m m的锥形杆或直径等于或大于3 0 0 m m等径杆 螺旋筋的直径采用 4 . 0 n , m 3 . 1 . 2 螺旋筋必须沿杆段全长布置在主筋外围、 其螺距应符合下列规定: 3 . 1 . 2 . 1 稍径小于或等于 1 5 0 m m杆段， 螺距不大于 1 5 0 m m, 3 . 1 - 2 .
7、 2 稍径或等径杆的直径等于或大于 1 7 0 m i n的杆段， 螺距不大于1 0 0 m m 3 . 1 . 23 直径等于或大于4 0 0 m m的杆段， 螺距为5 。一 1 0 0 m m, 3 . 1 . 2 - 4 杆段无接头端螺旋筋应密绕 3 - - 5 圈， 且在端部 0 0 0 m m范围内螺距应控制在5 0 -6 0 m m 3 . 2 架立圈间距不宜大于 1 m， 杆段无接头端应设置两个架立圈， 并将架立圈与主 筋扎结牢固。 4 钢筋加工及骨架成型 4 . 1 冷拉N级钢筋应采用双控. 其控制应力为 7 5 0 0 X 1 0 “ P a , 拉伸率不应大于 4 Y o
8、冷拉速度不宜过 快， 拉到规定数值后持荷 1 n v n 再放松。 4 . 2 钢筋下 料前应清除浮锈及油污。带有氧化铁皮、 蜂窝状锈迹、 重皮和裂痕的钢筋不得使用卜 4 . 3 冷拉钢筋的接头先焊后拉接头强度不应低于付材强度的 9 5 j o 4 . 4 钢筋加工工艺与允许最大偏差: 4 . 4 . 1 钢筋下料后， 不应有局部弯曲， 端面应平整， 长 度偏差不应大于钢筋全长的1 . 5 / 1 0 0 0 0 姆天抽 取一组( 不得少于 1 0 根) 作长度检验 4 . 4 . 2 v 级光面钢筋与碳素钢丝的直径大于 5 m m时. 应采取强制锚周措施 4 . 4 . 3 当主筋采用调质v
9、 级钢筋、 碳素钢丝与冷拔低碳钢丝时， 不允许焊接接头。 4 . 4 . 4 钢筋徽头: 4 . 4 - 4 . 1 调质v 级钢筋、 碳素钢丝、 冷拔低碳钢筋应采用冷徽 4 . 4 - 4 . 2 钢筋徽头应设专人操作。每天最少检测一组试样 4 . 4 . 4 . 3 组装杆钢筋的徽头强度不得低于原材料标准强度的9 5 ;o 达不到时， 可降低强度使用) S D 1 4 9 -8 5 44 . 4 . 4 钢筋徽头应一次成型。 不得重徽， 不应有裂纹， 且偏心不应大于。 . 1 2 倍钢筋直径。 h 1 一 根电A /- 中， 激头后其钢筋的有较长度相对误差不应大十2 / 1 0 0 0 0
10、 0 4 . 5 连续配筋: 4 . 5 - 1 当采用连续配筋工艺时， 单根钢丝( 一端挂点至另 一 端挂点) 之间相对长度偏差不得大十 2 / 1 0 0 0 0 4 - 5 . 2 绕挂点两根钢丝总拉断力应不小于一根钢丝总拉断力2 倍的9 ,) , /“) 4 . 5 . 3 连续配筋钢丝的始端与末端的锚接强度， 不得低于该钢丝强度的9 5 11 “ , 4 . 5 . 4 挂点铆钉剪切强度不得低于两根钢丝拉断强度的 1 - 5 倍. 挂点铆钉直径不得小于钢投直径的 4 倍 。 4 . 6 骨架成型: 4 . 6 . 1 主筋间距偏差不得超过5 m m, 4 . 6 . 2 为控制七筋位
11、置. 经试验主筋强度损失不超过 5 %时。 可采用滚焊成型. 也可设置主筋控制圈。 当骨架长度小于g m时， 在中部应设置一个主筋控制圈; 当骨架长度等于或大于9m时， 可均分设置两 个主筋控制圈。主筋应与控制圈的支爪逐点绑扎( 示意图见附录B ) 4 . 6 . 3 为确保主筋保护层， 长度等于或大于 6 m的杆段， 骨架宜设置穿筋垫块 4 . 7 对于分段电杆其接头钢板圈的高度不宜小于 1 4 0 m m 4 . 8 部分预应力电杆中的非预应力钢筋应与钢板圈或法兰盘焊接牢固 5 混凝土的配制 5 门离心混凝土强度不应低于4 0 O X 1 0 P a , 混凝土配合比 设计应通过试验确定，
12、 混凝土塌落度宜控制 在4 -6 c m. 每工作班至少检查一次 5 . 2 配料: 5 . 2 . 1 配料前应检查计量装置及原材料， 符合要求后方允许使用。 5 . 2 . 2 应严格按规定的配合比配料， 其称量误差不得超过水、 水泥; l o ; 砂、 石: 3 i 5 . 2 . 3 应随气候变化测定砂、 石的含水率， 及时调整用水量 5 . 3 搅拌: 混凝土应搅拌均匀， 其搅拌时间规定为 自 落式搅拌机 3 一 4 m 。， 强制式搅拌机2 -3 m i n 5 . 4 浇灌: 5 . 4 . 1 钢模必须清理千净， 螺丝应齐全完好。钢模内壁及企r l 应均匀涂刷脱模剂L 5 .
13、4 . 2 模内骨架不复扭曲。 对主筋、 螺旋筋、 内钢箍、 预埋件的位置必须检查校正合格后力 一 可浇灌 5 . 4 . 3 含有杂物或初凝后的混合料不得使用 5 . 4 . 4 根据杆刑规格宜采用计量灌入混合料。 5 . 5 合模: 5 . 5 . 1 合模前， 钢模企 t 必须清扫干净， 并涂上隔离剂。 5 . 5 . 2 合模时， 上、 下钢模的端面应对齐， 不得有错位 55 . 3 合模后， 钢模螺丝应对称拧紧， 不得遗漏。 6 施加预应力 6 1 张拉机头中心对准钢模轴心后开始张拉。 张拉程序: 0， 初应力( 1 0 % 6 0 - - 1 0 5 % 6 k ( 持荷2 m i
14、 n ) - - 0 6 k ; 或 0 . 1 0 3 Y6 k 6 . 2 对有限预应力电杆及部分预应力电杆( 两种钢筋同时使用) 的预应力筋， 最大控制应力( 0 k ) 不得超 过 列数值: 硬钢。 . 7 衅， 软钢。 . 9 斌. 冷拔低碳钢丝0 . 7 5 斌 对混凝土预压应力6 , K, 0 . 8 的条件下， 控制应力。 k 可适当的降低， 但低到多少呢?该设计规范在该条附注中规定: 钢绞线、 钢丝的控制应力Q k 最低不得低于标准强度的。 . 4 倍。控制应力过高， 由于环形电杆构造的特殊性， 受压区混凝土受到同等 的预应力， 从破坏理论建立起来的抗弯计算公式来分析， 杆段
15、抗弯破坏强度亦有所降低。北京修造厂曾 对同规格、 同配筋、 同混凝土配合比的杆段， 以不同的控制应力。 、 做过粗略的比较试验， 结果见附表 3 , 从附表3 可 以明确看出， 当。 k 为。 . 5 5 R 时， 其破坏抗弯强度值最高， 同时 抗裂安全因 素也不低。 究 竞这个系数如何选定是比较复杂的问题， 希望各厂结合自己的实际. 有意识的多进行 一 些试验， 积累必 S D 1 4 9 8 5 要的数据， 为进一步确定该值提供依据 关于混凝土预压应力。 h 取值的问题， 预应力电杆国标和本规程中没有明确的规定。在习惯 t _ 往往 喜 欢用 。 、 来表示预压应力值的大小， O h 值只
16、作为验算用其实这种表示方法对般结构断面的构件来 说是可以的， 但对于全环受均等预压应力的环形断面的杆段来说就有些不全向 因为。 * 值虽然不变. 可 是由于含筋量的改变 。 ; 值的变化就很大。 在实际应用中除合理的选定 a , 值外亦应注意到氏 ， 值的大小 可根据1 J 1 0 - 7 4 规范与电力建设研究所作的试验结果来取值: 当预应力放松时. 混凝土的预压应力值R , 不得大于。 . 4 R ( R 为脱模强度) ， 对自 行设计预应力电杆的单位要特别注意这个问题 6 . 4 本规程中规定施加预应力宜采用应力和伸长率双控， 但应以应力控制为主。采用双控的目的是使 两种控制相互制约，
17、能够较准确的对杆段施加预应力， 对保证产品的质量起关键作用。如果单采用应力 控制， 有时因油压表失灵， 未及时发现， 将造成错误施工。在7 。 年代中期酉安厂曾因油压表失灵未及时 发现， 造成张拉应力过大. 经常拉断钢丝无法继续生产。 如果单采用拉伸控制( 即垫块控制) . 则因钢模规 格繁多， 长短不 一 致使各种厚薄不 一 的垫块繁多， 在生产过程中往往容易造成错用垫块， 致使预应力达 不到或超过所要求数值， 因而造成质量达不到要求. 所以木规程规定采用双控。 在生产工艺上， 当油压表 到达要求的数值时， 此时垫块垫人正好合适， 方合于规程的要求。目 前尚有个别厂油压表到达所要求的 数值，
18、 垫人的垫块却薄得多， 千斤顶放松时应力损失太大 这种生产工艺表面上双控实际上是单控， 应当 马 上 停止使用 7 离心成型 离心成型是电杆生产中的一个重要工序， 本规程中规定的离心制度是总结了我部系统多年来生产 实践经验并参考了国内外有关离心制品的研究成果而制定的。 7 . 2 规程中将慢速定为8 0 - - - 1 2 0 r / m i n 。根据混凝土混合料在管内沿管壁均匀摊布的最小理论转速 3 0 0 - - -. 一二 ， ，.、 .、 、 一 、 ， 一 卜 。 _. 。 ， ， _。 . _ _ .，。 ， . 刀 一一 下 二 二 术M正 u 1J o 4 R M 仁 还公式
19、绘t r 界得刽谷f P 什伦 F J 理 e , 速9 u 附表 4 : 丫 r 附表 4 直径与转速关系表 (m m ) 外半径 厂 ( c m ) 了丁 3 0 0 11 一 7 万 杆 径 夕 卜 半 径 二 ( m m )( c 。 ) I/ r一 ，一 300 必 2 0 0 笋 3 0 0 价 4 0 0 1 0 1 5 2 0 3 . 1 6 3 . 8 7 4 . 4 7 乡 一一9 5 :一 “500“600:一 一. :一。 。 一 一 ! 在实际上由于混凝土混合物的粘性和钢模在离心中震动。 因而实际采用转速比理论要增加 5 0 左右。 将表中转速乘以1 . 5 的系数，
20、 使各种杆径的离心转速慢速基本上 在标准规定范围。 多年来的实践证 明这样的转速是合适的。 关于慢速的离心时间规定为1 . 5 -3 m i n 对于直径较小的杆慢速时间应取较 短的时间， 直径较大的杆取较长的时间， 塌落度小的混凝土取较长的时间， 塌落度较大的混凝土取较短 的时间， 目的是要使管壁混凝土摊布均匀一致。 锥形杆慢速时间可以适当缩短是由于锥形杆在离心过程中混凝土混合料产生小头向大头移协， 时 间越长移动越多， 造成大头壁厚超厚， 小头壁厚不够的现象， 所以应适当缩短慢速时间 高速阶段是混凝土离心成型的主要过程。本规程对高速阶段转速是根据离心加速度与重力的关系 来选择合理的转速的。
21、本规程按最佳离心加速度为 1 5 2 0 K 范围内( 此时混凝土强度可达到最高值) ， 经计算和适当调整后定为表4 快速转速表。这样考虑了不同旋转半径和转速比单独用转速来表示更为 合理 S D 1 4 9 -8 5 8 养护及脱模 8 . 1 电杆生产中采用了升温 恒温、 降温阶段是必不可少的 、 恒温、 降温三阶段养护 尤其对北方地区冬季气温较低 采取一定的升温、 关于电杆混凝土的蒸气养护温度: 对硅酸盐水泥及普通 硅酸盐水泥不高于 8 o C， 矿渣硅酸盐水泥不高于 9 5 C， 此数 字的规定与国内有关现行规程中的规定基本上是一致的 曾 经对硅酸盐水泥做过粗略的对比试验， 其结果如附表
22、 6 与附 表5 。 从附表 5 来看蒸养温度为7 0 C时， 混凝土后期强度虽然 好些， 但达不到脱模时要求的强度 。 . 7 R ; 在蒸养温度为 9 0 C 时， 虽然达到了脱模时要求的强度 0 . 7 R， 但后期强度较低。 综合起来看采用8 0 C 的温度蒸养是比较合适的。 附表6 是用 蒸养温度与强度关系 单位: 1 0 P a 温度 1 4d 4 50 1 5-度 胜一强洛 On日 一了，甘曰0 硅酸盐水泥拌制的混凝土， 在标准条件下养护与 生产电杆同条件的蒸气池内养护两者强度的对比， 其结 果是经过蒸养的混凝土凡: 的强度降低了2 6 . 7 ， 这是蒸气养护混凝土构件不可避免
23、的缺点。 个别厂往 往为了 提前出厂用增高蒸养温度与延长蒸养时间来达到混凝土强度 。8 R的目的， 结果短期强度提高 很有限而后期损失过大， 甚至有可能影响混凝土的耐久性， 希望今后不要这样做 附表 6 在标准条件下养护 与蒸气养护混凝土 R :,4 强度对比单位: 1 0 P a 标准养护 云 一 度 一蒸气养护 百分数 一十- 百分数 4 7 9 , 4 6 4 . 4 6 1 4 0 8 , 4 2 5 ， 4 2 3 3 3 3 , 3 0 8 3 乃 2 ， ; 7 .9 3 2 8 凡 2 4 7 3 3 耳 8 . 2 电杆带模蒸气养护时间以离心混凝土强度不低于设计标号的7 0
24、%确定这是由于各地的气温不 一， 各厂的养护条件亦有所不同， 同样的蒸养时间所得混凝土强度相异， 因此只能以脱模时的混凝土强 度达到某一数值来确定各厂的蒸养时间。各厂须经过试验予以确定各自的蒸气养护时间。 8 . 7 电杆脱模后在水池中浸泡 2 - 3 d . 1 9 5 8 年以前的电杆在水中浸泡3 天 这批电杆在调查中发现耐 久性方面比6 0 , 7 。 年代不浸泡的好得多， 很少有裂缝. 耐久性亦好。目前有一些杆厂已恢复此种养护制 度。本规程中列人了这一条。 混凝土水养护是指混凝土制品经过自 然或热养护达到一定强度后， 为了进一步创造水泥水化反应 条件， 改善混凝土的物化性能而进行的以水
25、浸手段的养护措施 电杆脱模后在水中浸泡一天的时间可以 将大部分游离C a ( ) 析出， 增加其耐久性、 抗腐蚀性， 并可以改善水泥水化反应介质的浓度， 促进水泥水 化反应程度， 改善混凝土的孔结构及水化硅酸钙等水化产物的结构， 达到提高混凝土后期强度和抗冻性 等物化性能的目的。 水养护时间为2 - v 3 d 是统筹考虑达到较好的效果和生产周期、 水养护设备数量等结果而规定的 其水养温度一般以2 5 左右为宜。 9 离心机的技术要求 离心机的同排托轮是指钢膜放在离心机上时， 与跑轮相接触的同一个侧面的全部托轮 离心机的同组托轮是指安装在同一基础梁中的全部托轮。 9 门. 1 托轮的直径误差是
26、指托轮的圆度和圆柱度两个方面的误差而言。 9 . 1 . 2 . 9 . 1 . 5 两项要求必须同时达到， 不能只控制主动排托轮的直线度， 即简单地分别从各个主动托 轮出发， 控制各组中间托轮和另一托轮的间距就了 事. 而必须再以9 . 1 . 2 的要求， 分别校对同排托轮的 直线度。 S D 1 4 9 -8 5 9 . 1 . 6 实践中新安装或检修后的离心机易产生钢模的纵向窜动， 故应足够重视。 9 . 22 本条是指正常情况而言， 对 一 离心机的大修周期应以实际运行情况而定。 1 0 钢模的技术要求 1 0 . 1 . 1 所指企日力 一 向是指两引钢模的分合面， 实践中钢模运行
27、后， 企口方向的尺寸会略有减少( 内 弯) ， 而垂直于企口方向的尺寸会略有增大， 因此提出了不同要求。 1 0 . 13 当钢模弯曲， 纵向不直度大于2 / 1 0 0 0 时， 在高速离心时要产生激烈震动， 影响制杆质量和设 备的正常运行。 1 0 . 5 . 1 当发生脱模困难时， 只能敲打钢模的加强筋板， 切不可锤打筒体。 1 0 - 5 . 4 分段钢模两节之间的接头处， 筒体的内表面必须平滑过渡， 不得有明显突变。在运行中应经常 检查接头法兰的螺栓紧固情况， 不得松动， 产生漏浆， 甚至吊运时由于接头法兰松开而损坏电杆， 1 2 杆段力学性能要求 9 K是怎样决定的: 我国建国初期
28、， 在送电线路采用水泥杆的设计与检验方法均按照苏联 钢筋混凝土结构设计标准及 技术规范 ， 在正常工作情况按破损理论取安全系数K=2 ， 这是大家都很熟悉的。 1 9 6 0 年1 月水利电力 部颁布了 高压架空电力线路设计技术规程 ， 沿原苏联规范未作大的变动。我国建工部门 1 9 5 5 年实行 极限理论规程, 1 9 6 6 年又颁布设计规范， 1 9 7 4 年颁布了 r J 1 0 -7 4 ( 钢筋混凝土结构设计规范 ， 紧接着 水利电力部参照该规程颁布了S D J 3 -7 6 ( 架空送电线路设计技术规程 ， 材料设计取值与安全系数有 较大的变动。5 0 年代苏联规程钢材设计强
29、度。 : 与混凝土抗弯受压强度均采用平均破坏强度， A , 钢筋 a , =2 8 5 0 X1 0 P a , 3 0 0 混凝土R W =2 5 0 X 1 0 2 P a ， 强度安全系数K=2 . 0 ; 而T J 1 0 - 7 4与S D J 3 -7 6 在构件强度安全系数， 系采用数理统计方法决定， 即按极限状态区分。构件总强度安全系数K=K, K, “ K ， 式中K 一 荷载系数， K , 构件强度系数， K 。 一 附加安全系数, S D J 3 - 7 6 规定K=K K 2 “ K y =1 . 8 ( 预应力杆) , K=1 . 7 ( 普通钢筋混凝土杆) ， 材料
30、设计基本取值: 钢材R e = R 。 一 2 a , 混凝土 R=I R W -2 a ， 这样电杆杆段设计安全系数由K=2 . 。 降为K=1 . 8 与1 . 7 。 此种安全系数仅代表设计 r . 的一种取值， 不代表构件破坏状态口 个别地方人员不了解全面情况， 只看到K=1 . 8 或1 . 7 . 就错误的认 为安全系数降低了， 结果造成不安全或经济上的巨大损失。因此国家建委在颁布了T J 1 0 - - - 7 4 之后， 紧 接着颁布了T J 3 2 1 一 7 6 建筑安装工程质量检验评定标准钢筋混凝土预制构件工程 的检验标准 在标 准中规定: 根据构件所使用钢材种类与破坏情
31、况乘检验系数 Q 值。这样新老两种规程在安全度 _ 基本 上保持了接近一致的水平， 不存在降低安全系数问题。其表达式为: K , xK 氮=K R 式中: K, K, 一分别代表新、 旧设计安全系数。 附表 7 旧规程与S D J 3 -7 6 有关数据对照表单位: 1 6 5 P a 状态 钢筋混凝土电杆预应力电杆 材料标 号 日 规 程 ( 5 0年代) S D J一7 6材料标号 旧规程 ( 5 0 年代) 5 D J3 7 6 设计取值 钢筋 R , A, 2 8 5 02 4 0 0V1 5 0 0 01 2 0 0 0 混凝土 尺 、3 o 0 2 5 02 2 04 0 0 “3 2 52 9 0 设计安全系数K 2 . 01 . 72 2 .1 . 8 标准弯矩 下取值 钢筋A, 1 4 2 51 4 1 2 V6 8 1 86 6 6 7 混凝土 一 3 o o “1 2 51 2 94 0 0 “1 4 8