電力線路鋼筋混凝土桿橫向裂縫寬度標(biāo)準(zhǔn)差異的分析研究

趙俊杰，方玉群，吳 昊

（國網(wǎng)浙江省電力公司金華供電公司，浙江 金華 321000）

電力線路鋼筋混凝土桿橫向裂縫寬度標(biāo)準(zhǔn)差異的分析研究

趙俊杰，方玉群，吳 昊

（國網(wǎng)浙江省電力公司金華供電公司，浙江 金華 321000）

針對電力線路方面鋼筋混凝土桿橫向裂縫寬度標(biāo)準(zhǔn)間的細(xì)微差異，對比分析了不同標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

輸電線路；配電線路；鋼筋混凝土電桿；橫向裂縫寬度；分析研究

0 引言

鋼筋混凝土桿具有施工方便、建設(shè)費(fèi)用低、實(shí)際占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，在電力系統(tǒng)中獲得廣泛應(yīng)用。鋼筋混凝土桿在運(yùn)輸、施工及運(yùn)行過程中受外力作用可能產(chǎn)生裂紋，當(dāng)裂紋寬度較小時(shí)，對桿的強(qiáng)度不造成影響，桿依然可以正常使用，但當(dāng)裂紋寬度達(dá)到一定尺寸時(shí)，桿的強(qiáng)度遭到破壞，電桿無法使用；在設(shè)計(jì)、施工驗(yàn)收、運(yùn)行等各環(huán)節(jié)均有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對鋼筋混凝土桿裂紋尺寸允許值進(jìn)行規(guī)范，但目前各標(biāo)準(zhǔn)之間存在差異，容易造成輸配電線路工作的困擾，需要對這方面問題進(jìn)行分析研究。

1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

關(guān)于電力線路鋼筋混凝土桿橫向裂縫寬度要求的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如下：

（1）GB 50545-2010《110～750 kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]。

（2）DL/T 5092-1999《110～500 kV架空送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》[2]。

（3）GB 50061-2010《66 kV及以下架空電力線路設(shè)計(jì)規(guī)范》[3]。

（4）GB 50233-2014《110～750 kV架空送電線路施工及驗(yàn)收規(guī)范》[4]。

（5）DL/T 602-1996《架空絕緣配電線路施工及驗(yàn)收規(guī)程》[5]。

（6）DL/T 741-2010《架空輸電線路運(yùn)行規(guī)程》[6]。

（7）SD 292-1988《架空配電線路及設(shè)備運(yùn)行規(guī)程》[7]。

2 橫向裂縫的規(guī)定

2.1 GB 50545-2010關(guān)于橫向裂縫的規(guī)定

該標(biāo)準(zhǔn)對110～750 kV架空輸電線路中鋼筋混凝土桿制定了設(shè)計(jì)原則。

其中11.3.2條規(guī)定：在考慮荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合作用下，普通和部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件正截面的裂縫控制等級為三級，計(jì)算裂縫的允許寬度分別為0.2 mm及0.1 mm。預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件正截面的裂縫控制等級為二級，一般要求不出現(xiàn)裂縫。

2.2 DL/T 5092-1999關(guān)于橫向裂縫的規(guī)定

與GB 50545-2010類似，該標(biāo)準(zhǔn)對110～500 kV架空送電線路中鋼筋混凝土桿制定了電力行業(yè)設(shè)計(jì)原則。

其中14.0.2條規(guī)定：在考慮荷載的短期效應(yīng)組合并長期效應(yīng)組合影響下，普通和部分預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件的計(jì)算裂縫的允許寬度分別為0.2 mm及0.1 mm；預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件的混凝土拉應(yīng)力限制系數(shù)應(yīng)小于1.0。

2.3 GB 50061-2010關(guān)于橫向裂縫的規(guī)定

該標(biāo)準(zhǔn)對66 kV及以下架空電力線路制定了設(shè)計(jì)原則。

其中9.0.4條規(guī)定：桿塔結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)的控制應(yīng)符合下列要求：在運(yùn)行工況的荷載作用下，鋼筋混凝土構(gòu)件的計(jì)算裂縫寬度不應(yīng)大于0.2 mm，部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的計(jì)算裂縫寬度不應(yīng)大于0.1 mm；預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件的混凝土拉應(yīng)力限制系數(shù)不應(yīng)大于1.0。

2.4 GB 50233-2014關(guān)于橫向裂縫的規(guī)定

該標(biāo)準(zhǔn)針對輸電線路中的鋼筋混凝土桿提出了施工及驗(yàn)收要求，并規(guī)定了2類情況的橫向裂縫標(biāo)準(zhǔn)值。

（1）其中3.0.12條對鋼筋混凝土桿等原材料及器材要求如下：

預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件不得有縱向及橫向裂縫；普通鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件，放置地平面檢查時(shí)不得有縱向裂縫，橫向裂縫的寬度不得超過0.05mm。

（2）其中7.3.2條對運(yùn)至樁位的混凝土桿段及預(yù)制構(gòu)件，當(dāng)放置于地平面檢查時(shí)規(guī)定：

預(yù)應(yīng)力混凝土電桿及構(gòu)件不得有縱向、橫向裂縫；普通鋼筋混凝土電桿及細(xì)長構(gòu)件不得有縱向裂縫，橫向裂縫寬度不應(yīng)超過0.05 mm。

2.5 DL/T 602-1996關(guān)于橫向裂縫的規(guī)定

該標(biāo)準(zhǔn)針對架空絕緣配電線路中的鋼筋混凝土桿提出了施工及驗(yàn)收要求。

其中3.5.2條規(guī)定：安裝鋼筋混凝土電桿前應(yīng)進(jìn)行外觀檢查，且符合下列要求：

（1）預(yù)應(yīng)力混凝土電桿及構(gòu)件不得有縱向、橫向裂縫。

（2）普通鋼筋混凝土電桿及細(xì)長預(yù)制構(gòu)件不得有縱向裂縫，橫向裂縫寬度不應(yīng)超過0.1 mm，長度不超過1/3周長。

2.6 DL/T 741-2010關(guān)于橫向裂縫的規(guī)定

該標(biāo)準(zhǔn)對運(yùn)行中的輸電線路中的鋼筋混凝土桿提出了要求。

其中5.1.4條規(guī)定：鋼筋混凝土桿保護(hù)層不應(yīng)腐蝕脫落、鋼筋外露，普通鋼筋混凝土桿不應(yīng)有縱向裂紋和橫向裂紋，縫隙寬度不應(yīng)超過0.2 mm，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土桿不應(yīng)有裂紋。

2.7 SD 292-1988關(guān)于橫向裂縫的規(guī)定

該標(biāo)準(zhǔn)針對運(yùn)行中的配電線路中的鋼筋混凝土桿提出了要求。

其中3.2.2條規(guī)定：混凝土桿不應(yīng)有嚴(yán)重裂紋、流鐵銹水等現(xiàn)象，保護(hù)層不應(yīng)脫落、酥松、鋼筋外露，不宜有縱向裂紋，橫向裂紋不宜超過1/3周長，且裂紋寬度不宜大于0.5 mm。

2.8 匯總分析

各標(biāo)準(zhǔn)對電力線路中鋼筋混凝土桿的橫向裂縫要求摘錄匯總?cè)绫?所示。

上述標(biāo)準(zhǔn)從設(shè)計(jì)、施工驗(yàn)收和運(yùn)行3個(gè)環(huán)節(jié)對電力線路中輸電和配電2類工程中的鋼筋混凝土桿規(guī)定了橫向裂縫寬度允許值，但由于各標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重點(diǎn)不同，彼此存在差異。由表1可以看出，以上標(biāo)準(zhǔn)涉及電力線路電壓等級不同，相應(yīng)的電桿受力、電桿強(qiáng)度也有差異，但細(xì)微橫向裂縫寬度的控制主要考慮限制混凝土開口，從而避免水蒸氣侵蝕混凝土內(nèi)部，防止內(nèi)部鋼筋銹蝕，對電桿承載直接影響較小[8]，因此上述標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于橫向裂縫寬度具有可比性。

3 差異化分析

3.1 電力線路設(shè)計(jì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)GB 50545-2010，DL/T 5092-1999和GB 50061-2010為線路前期設(shè)計(jì)規(guī)范，其制定標(biāo)準(zhǔn)過程中主要考慮線路投運(yùn)后發(fā)生的電桿承受壓力、導(dǎo)線張力等因素影響橫向裂縫寬度，提出了電力線路桿塔在考慮荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合作用下需控制橫向裂縫寬度在0.2 mm內(nèi)的設(shè)計(jì)原則，為后續(xù)施工驗(yàn)收、運(yùn)行過程中標(biāo)準(zhǔn)制定提供依據(jù)。參照標(biāo)準(zhǔn)GB 50010-2010[9]，電力線路鋼筋混凝土桿作為暴露在標(biāo)準(zhǔn)3.5.2條中定義的“三a”、“三b”環(huán)境類別下使用的特殊混凝土結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)工作環(huán)境中選取0.2 mm寬度進(jìn)行橫向裂縫控制是有效的。

表1 電力線路鋼筋混凝土桿的橫向裂縫要求匯總表

3.2 電力線路施工驗(yàn)收相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)GB 50233-2014和DL/T 602-1996為施工及驗(yàn)收類規(guī)范，其制定標(biāo)準(zhǔn)過程中偏向于規(guī)范施工過程的質(zhì)量控制和驗(yàn)收條件，用以保證工程質(zhì)量。標(biāo)準(zhǔn)GB 50233-2014分2類情況進(jìn)行質(zhì)量控制，第1類是檢查110～750 kV輸電線路鋼筋混凝土桿材料階段，確保其作為原材料橫向裂縫寬度小于0.05 mm；第2類是檢查運(yùn)送至樁位放置平穩(wěn)時(shí)的相應(yīng)電桿，確保其橫向裂縫寬度小于0.05 mm。這2類情況中，鋼筋混凝土桿未安裝使用，未承受工作環(huán)境中的電力壓力、導(dǎo)線張力，因此橫向裂縫寬度允許值與設(shè)計(jì)中要求數(shù)值不一致，主要參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4623-2006[10]中6.5.1條“鋼筋混凝土電桿加荷至開裂檢驗(yàn)彎矩時(shí)，裂縫寬度應(yīng)小于0.20 mm。加荷至開裂檢驗(yàn)彎矩卸荷后，殘余裂縫寬度不得超過0.05 mm?！钡囊筮M(jìn)行設(shè)定。

另外值得注意的是，關(guān)于第2類情況原標(biāo)準(zhǔn)GB 50233-2005[11]中6.3.2條設(shè)定允許值為 0.1 mm，這主要考慮了電桿原材料運(yùn)輸?shù)绞┕ぷ鳂I(yè)點(diǎn)過程中，由于電桿堆放、裝卸、擱置方式等意外因素影響，造成裂縫增加的情形。由于近年來鋼筋混凝土桿質(zhì)量改善加之施工運(yùn)輸技術(shù)提高，0.1 mm的橫向裂縫允許值已有改進(jìn)空間，于是現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB 50233-2014統(tǒng)一電桿原材料準(zhǔn)備階段和運(yùn)輸至施工作業(yè)點(diǎn)的橫向裂縫寬度驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為0.05 mm，對電桿存放與運(yùn)輸提出了更高的質(zhì)量要求。對應(yīng)的，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)DL/T 602-1996中，關(guān)于運(yùn)輸至樁位的橫向裂縫寬度標(biāo)準(zhǔn)仍為0.1 mm，已落后于當(dāng)前的技術(shù)工藝，同時(shí)考慮到標(biāo)準(zhǔn)DL/T 602-1996的參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4623-2006中6.2條也采用了0.05 mm的橫向裂縫寬度允許值進(jìn)行鋼筋混凝土桿的外表檢查，建議將對其要求修訂為0.05 mm。

以上2項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的橫向裂縫寬度便于施工的質(zhì)量控制，但未提及運(yùn)行單位驗(yàn)收過程中的相應(yīng)要求。電力線路施工結(jié)束后，由于電桿處于設(shè)計(jì)工作環(huán)境中，已處于正常受力狀態(tài)，其存在的橫向裂縫可能相應(yīng)增大，此時(shí)仍按照施工過程中的0.05 mm的要求進(jìn)行驗(yàn)收顯然是不合理的。綜合考慮設(shè)計(jì)類規(guī)范要求，同時(shí)參考上述的標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4623-2006中6.5.1條，建議增加施工完結(jié)后相應(yīng)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，具體建議考慮選取橫向裂縫寬度為0.2 mm作為允許值。

3.3 電力線路運(yùn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)DL/T 741-2010和SD 292-1988為運(yùn)行類規(guī)范，確定了運(yùn)行工作中鋼筋混凝土電桿橫向裂縫的允許寬度。標(biāo)準(zhǔn)DL/T 741-2010中要求寬度為0.2 mm，與前期設(shè)計(jì)要求對應(yīng)，設(shè)定合理，便于具體工作過程中使用。但標(biāo)準(zhǔn)SD 292-1988中允許寬度為0.5 mm，較其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)放寬過多。實(shí)際上，當(dāng)鋼筋混凝土電桿橫向裂縫寬度超過0.2 mm時(shí)，水蒸氣容易進(jìn)入電桿內(nèi)部引起鋼筋銹蝕，造成電桿彎曲，該標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定無現(xiàn)實(shí)依據(jù)?？紤]到該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)頒布時(shí)間較早，距離當(dāng)前的材料和施工環(huán)境有了較大的差異，后期修訂時(shí)有必要對該部分進(jìn)行更新。因此，從實(shí)際需要和當(dāng)前工藝考慮，該標(biāo)準(zhǔn)中橫向裂縫寬度可適當(dāng)加嚴(yán)，建議參考同類標(biāo)準(zhǔn)修改橫向裂縫允許寬度為0.2 mm。

4 結(jié)語

通過對電力線路中鋼筋混凝土桿橫向裂縫寬度的多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比分析，找出了不同標(biāo)準(zhǔn)之間的差異，并分析標(biāo)準(zhǔn)在執(zhí)行過程中的問題，以便在后期的標(biāo)準(zhǔn)制定、修訂中提出相應(yīng)的建議措施，有利于電力行業(yè)工作者依照各標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定原則對其理解執(zhí)行。

[1]GB 50545-2010 110～750 kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2010.

[2]DL/T 5092-1999 110～500 kV架空送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國計(jì)劃出版社，1999.

[3]GB 50061-2010 66 kV及以下架空電力線路設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2010.

[4]GB 50233-2014 110～750 kV架空送電線路施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2014.

[5]DL/T 602-1996架空絕緣配電線路施工及驗(yàn)收規(guī)程[S].北京：中國電力出版社，1996.

[6]DL/T 741-2010架空輸電線路運(yùn)行規(guī)程[S].北京：中國電力出版社，2010.

[7]SD 292-1988架空配電線路及設(shè)備運(yùn)行規(guī)程[S].北京：中國電力出版社，1998.

[8]王建軍.含裂縫的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)受力分析[D].南昌：華東交通大學(xué)，2006∶43.

[9]GB 50010-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

[10]GB/T 4623-2006環(huán)形混凝土電桿[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[11]GB 50233-2010 110～500 kV架空送電線路施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2010.

（本文編輯：陸 瑩）

Analytic Research on Difference of Width Standard of Transverse Crack of Power Line Reinforced Concrete Pole

ZHAO Junjie，F(xiàn)ANG Yuqun，WU Hao

（State Grid Jinhua Power Supply Company，Jinhua Zhejiang 321000，China）

Based on subtle differences in width standard of transverse crack of power line reinforced concrete pole，this paper compares and analyzes width limit in different standards；besides，it explains the setting basis based on corresponding range and makes suggestions on the modification of relevant standard.

transmission line；distribution line；reinforced concrete pole；transverse crack width；analytic research

TM754

B

1007-1881（2016）11-0050-04

2016-09-20

趙俊杰（1992），男，助理工程師，主要研究方向?yàn)檩旊娋€路運(yùn)行與檢修。

的允許值，闡述了其基于相應(yīng)涉及范圍的設(shè)定依據(jù)，并對相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)提出了修改建議。