混凝土电杆广泛应用于架空输电线路、广播、邮电、通讯以及照明线路上,尤其在架空输电线路上使用的混凝土电杆更是具有特殊的地位与重要性,因为它关系到整条输电线路以及人民生命财产的安全。随着当前我国电力建设的迅速发展,超高压输电线路如110kV、220kV、500kV输电线路不断普及,电杆逐渐向高等级、大杆型规格方向发展,近几年,国家又提出减少占地面积,加强农田、环境保护等一系列要求,不带拉线的超长组装杆已较多的被需要,这同时也对电杆的安全性、适用性和耐久性提出了更高的要求。但传统的混凝土电杆容易开裂,实际运行荷载作用下裂缝宽度比较大,变形性能也较差,已难以适应当前电杆的发展趋势。根据钢纤维对混凝土内部结构的改善调整以及优良的阻裂增强增韧特性,课题组自2002年开始开展大型环保无拉线钢纤维混凝土电杆的研制工作,前期工作已相继完成离心成型钢纤维混凝土中钢纤维分布规律和离心成型钢纤维混凝土力学性能的试验研究,在此基础上,本文主要做了以下几个方面的工作并取得系列成果:1.总结了钢纤维混凝土电杆的生产过程,包括原材料的选择、钢筋骨架的制作与成型、预应力技术的实现、离心成型工艺以及常压蒸养工艺,结合试验用钢纤维混凝土环形截面试件和钢纤维混凝土电杆的生产实践,指出了各个环节的基本要求和注意事项,特别强调了钢纤维混凝土电杆离心成型工艺的特殊要求,为规范钢纤维混凝土电杆的生产起到了指导性作用。2.在课题前期的材料性能试验研究基础上,系统研究了钢纤维混凝土电杆杆段(包括钢筋钢纤维混凝土锥形电杆和等径电杆以及预应力钢纤维混凝土锥形电杆和等径电杆)的受力性能,主要包括抗裂度、裂缝的分布形态、裂缝宽度、变形性能以及极限承载力等。试验证明,掺入适量钢纤维以后,电杆的抗裂度明显提高,部分截面处裂缝呈短细非贯通性分布形态,裂缝宽度显著减小,变形性能明显改善,极限承载力有所增大,破坏呈现出一定的延性性质,表明钢纤维对混凝土电杆的受力性能特别是裂缝和变形两方面改善效果明显。3.以DL/T5154-2002《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》为基础,参照CECS38:2004《纤维混凝土结构技术规程》引入钢纤维的增强作用,对钢纤维混凝土电杆杆段受弯时的设计计算方法进行了推导,包括承载力计算方法和正常使用验算方法,并和杆段受力性能试验成果进行了对比分析,表明所推导的承载力计算方法和正常使用验算方法是合适的,可用于实际工程设计。4.根据漯河~淮阳220kV线路工程的特点,并结合前期材料性能试验研究以及杆段受力性能与设计计算方法研究的成果,研制出了大型无拉线预应力钢纤维混凝土单叉梁门型杆,并选择其中1基呼称高27m的直线杆进行了受力性能试验研究。研究表明,各种受力工况下,电杆相应组成部分的受力性能均满足设计要求,电杆表现出了良好的整体性,特别是杆身采用预应力和钢纤维双重增强作用,进一步提高了电杆的安全可靠度和耐久性能,同时通过试验及时发现了电杆设计和生产中存在的一些问题并提出了可行的修改建议,为计划采用这一杆型的漯河~淮阳220kV线路工程建设提供了重要科研依据。5.大型无拉线预应力钢纤维混凝土单叉梁门型杆的杆身部分试验结果与设计计算结果的对比分析表明,将钢纤维混凝土电杆杆段的设计计算方法用于组装杆的设计是合适的并会使设计偏于安全;结合单根电杆(呼称高27m组装杆)的试验成果所推导出的组装杆的挠度计算公式也是合适的,可用于实际工程设计。6.概括叙述了大型无拉线预应力钢纤维混凝土单叉梁门型杆在漯河~淮阳220kV线路工程中的应用情况,着重介绍了其组立过程,并依托漯淮线工程对其进行了技术经济评价。本杆型在立杆时采用的人字型抱杆整体起立方法,施工方便,质量可靠,进度也比较快;通过将本杆型与带拉线钢筋混凝土电杆及部分铁塔对比发现,用本杆型代替带拉线钢筋混凝土电杆及部分铁塔具有一定的技术效益、经济效益和社会效益,值得在更大范围内推广应用。