1、p 中华人民共和国电力行业标准DL/T 5030 - 1996 薄壁离心钢管混凝土结构技术规程条文说明主编单位：浙江省电力设计院批准部门：中华人民共和国电力工业部f til咆片也i修、必1996北京45 目次nt食UQdnuLquA哇Aa-Aa-eda-phdFhUFhUFhu 算求计要力量定载算求质规承计要及则料容件形造工总材基构变构施1IA？“qJA哇Edpb同46 1 总则I. o. 1 本规程编制应遵循的基本原则。1.0.2 薄壁离心铜管混凝土结构是一种由薄壁铜管内挠注混凝土经离心成型的空心铜管氓凝土结构，是一种新型的钢？1昆凝土复合结构，它不但可充分发挥钢和混凝土两种材料物理力学特性
2、，又可克服这两种材料在各自单独使用时的弱点。经过大量的试验研究和15个发送变电工程的实际应用，证明了这种结构不但具有明显的技术经济效益，而且十分安全可靠。本结构主要是应用于杆塔结构，发电厂和变电所的屋外配电装置的构架和设备支架，微披塔以及其它类似的塔架结构。随着应用范围的不断扩展，其适用范围也必将随之而扩大。1.0.3 本结构不同于钢筋混凝土环形截面构件，其特点是构件承载力大，截面尺寸小，具有良好的可焊性和可组合性。因此，在选择结构形式时应注意避免简单地套用原有的结构形式，要根据薄壁离心钢管混凝土结构的受力特性，合理选择结构方案。如结构形式选择得合理，不仅可在材料消耗指标方面，而且在造价方面也
3、可等价于或低于钢筋混凝土环形截面构件。1.0.4 本规程是根据浙江省电力设计院对薄壁离心铜管棍凝土结构大量的试验研究成果和工程实践经验编制的，本规程未攒及的部分应遵照国家和部颁的有关规范和专业技术规定执行。由于送电线路杆塔结构和屋外变电构架等结构是）种特种结构，有关这种结构的荷载、荷载分项系数及荷载组合应按相应的专业技术规定执行，本规程不再列入。47 2 材料2.0. 1 从受力性能和保证管材的质量来看，应优先采用螺旋焊接管。但目前国内生产的219至426螺旋管的壁厚均在6mm以上，35mm的薄壁管往往只能采用制造厂自己卷制的直缝焊接管。采用直缝焊接管主要是环向焊缝的强度不能达到与母材等强的要
4、求。必须采取有效措施，保证环向焊缝的强度能达到与母材等强（在7.1节中有明确规定）。2.0.2 钢管管材的材质和力学计算指标，按GBJ17-88钢结构设计规范的规定执行。2.0.3 离心钢管混凝土结构是属于薄壁构件，其混凝土的设计强度等级要求比实心铜管棍凝土结构提高一级，采用C40。但对有些配电线路杆塔以及设备支架等非重要受力构件，也可采用C30。2.0.4 离心混凝土强度等级及其力学计算指标的确定，由于离心法与振动法具有完全不同的工艺特性，用离心法制作的构件，其1昆凝土强度要比用振动法的高，用振动试件试验所得的混凝土强度指标不能正确反映离心铜管混凝土构件的泪凝土及其相应的力学计算指标。应当采
5、用相同条件下（棍凝土的材料、配合比、离心及养护制度）制作的离心试件来确定离心棍凝土的强度等级及相应的力学计算指标。虽然有关科研、设计和生产单位曾采用了各种不同的离心试件，进行了大量的试验研究，积累了大量的试验数据，但由于缺乏统一的规划，没有统一规定的试验方法和标准，各种不同试件所测得的数据差别很大，直到现在对离心混凝土强度检验的方法还没有统一的标准，若按GBJlO89混凝土结构设计规范的规定取值，与试验结果偏离较大，太偏于保守。经本规程（送审稿）审查会讨论，确定乘以1.1的提高系数。对混凝土弹性模量的取值，是根据国内（电力建设研究所、东北电力设计院、浙江省电力设计院等单位）圆筒形试件试验研究4
6、8 结果采用的，其实测值均比GBJl0-89规定值要高1.2 1. 4倍以上。本规程取下限值1.20。3 基本规定J.o. i 本条系根据GBJ6884建筑结构设计统一标准规定的原则制订。3.0.2 离心钢管？昆凝土构件的最小管径，主要是受离心工艺的限制。管径太小，混凝土不易挠灌，并使离心力减小，混凝土密实度差，混凝土强度降低。铜管的最小壁厚，JCJOl-89钢管混凝土结构设计及施工规程规定为4mm，考虑到离心钢管混凝土构件采用热镀悴或喷涂铮防腐的特点及采用离心铜管混凝土构件的经济性，并根据GBJ17-88钢结构设计规范的规定，其最小厚度为3mm，因此规定最小壁厚为3mm。铜管的径厚比D/t,
7、GBJ17一88规定为100d哥王。径厚比的限制，主要是为了防止空铜管受力时管壁局部失稳。离心钢管混凝土构件不存在空铜管受力的情况，但必须考虑到离心铜管混凝土构件在离心和搬运过程中要有足够的刚度。根据工程使用的实践经验，径厚比已达到135(A3钢），因此本规程确定D/t不宜大于135。3.0.3 本条系根据试验和工程实践经验规定。.3. o. 4 铜管的外防腐应采用热镀钵或喷涂钵防腐。采用热浸镀铸工艺主要是采取措施防止薄壁铜管在热镀钵过程中的变形和挠曲。一旦产生挠曲，则要进行矫正。喷涂工艺可以避免上述的缺点，且工艺比较简单，寿命不亚于热漫镀伴。根据大气中的腐蚀介质情况，如对外防腐有特殊要求时，
8、可在镀（涂铮铜管外层再涂刷相应的防腐涂料，进行涂层的封闭处理。49 热浸镀铝工艺在国外已有近40年的历史，在国内则是近几年才发展起来的一项新工艺。镀铝钢材的耐蚀性与其它金属表面耐蚀处理比较，有其特殊的优良性能。对耐候性而言，镀铝钢材的耐用年限是镀钵钢材的15倍以上，而且可以长期保持其铝的银白色，特别适用于对耐候性或对结构的美观有特殊要求的地区。从目前市场价格来看，其造价要比热浸镀辞多20%30%，但从综合经济比较结果看，在特定的使用条件下采用热浸镀铝防腐仍然是合理的。4 构件承载力计算4, 1 单肢柱承载力计算4, . 1 轴心受压短柱极限承载力No的计算式（4.1. 1)是在大量的短柱试验研
9、究基础上得出的。对于薄壁型的空心铜管棍凝土结构，可用提高1昆凝土的峰值强度来考虑钢管对混凝土管的紧箍作用。经试验实测，1昆凝土强度可提高30%以上。因此，取混凝土强度的提高系数为1.3。4.1. 2 式（4.1. 2）的双系数乘积关系，是根据国内大量的实心和空心铜管混凝土构件以及预应力和非预应力环形截面钢筋混凝土构件的试验研究结果确定的。经试验验证，该公式与试验结果的符合程度良好，计算公式的物理概念明确，而且使计算工作大大简化。4, 1.3 4. 1.6 薄壁离心铜管混凝土受弯、轴心和偏心受压、轴心和偏心受拉构件的极限承载力的计算公式，是根据浙江省电力设计院有关薄壁离心钢管混凝土结构试验研究成
10、果确定的。4, 1.7 4, 1.9 受压柱的计算，除了考虑柱端约束条件（转动和侧移）对柱承载力的影响外，尚应考虑沿柱长的弯短分布图形变化对承载力的影响。考虑沿柱长弯矩分布图形变化对承载力的影响，基本上有两50 种方法，即(1) GBJ17-88钢结构设计规范的方法一一等效弯矩法。(2)JCJ01-89钢管混凝土结构设计及施工规程的方法一一等效计算长度法。这两种方法的基本原理是相同的，都是将沿柱长的一次弯矩分布图形为非矩形的各种弯矩图形的两端，作为伎支柱和悬臂柱等非标准单元柱转换为具有相同承载力的一次弯矩图形分布为矩形的等效标准单元柱。所不同的是等效弯矩法是将各种非标准单元柱的较大弯矩予以修正
11、（缩减，再乘以等效弯矩系数/3m（卢m二1)，而相应的柱长保持不变；等效计算长度法是将各种非标准单元柱的长度予以修正（缩短），再乘以等效计算长度系数K(K1)，相应的柱端较大弯矩Mz则保持不变。这两种修正的方法，其效果应该是相同的。但等效计算长度法在物理概念上更为直观，由构件的挠曲曲线图形，即可判别等效计算长度的取值和解释双曲压弯构件零挠度点的漂移现象。4, 1.10 系根据COl-8.9钢管、混凝土结构设计及施工规程的规定确定。计算表明，当偏心率小于某一数值以后，非标准单元柱的极限承载力Nu将会高于标准单元柱在轴心受压时的极限承载能力；当偏心率小至趋近于零时，非标准单元柱的极限承载能力必然又
12、趋近于标准单元柱轴心受压时的极限承载能力。因此规定在任意情况下必须满足下列的限制条件：pr.p，王三A】织，即为按轴心受压柱（K=l.0）考虑的承载力折减系数伊l。4.2 格构柱承载力计算4. 2. 1、4.2.2离心钢管混凝土格构柱的计算和钢结构格构柱的计算样，除要进行单股承载力的计算外，还要进行整个结构的整体承载力计算，即要进行整体稳定的验算。单肢承载力的计算：受压肢可按式（4.1. 2）进行计算。由于是属于轴心受压构件，此时的sq.=1.0。因此，其承载力计算公式为Nu驹，No；受拉肢按轴心受拉构件计算，不考虑混凝土的抗拉51 强度。4.2.3, 4.2.4 仿照单肢柱，采用现系数乘积公
13、式表达。4.2.5 4.2.9 薄壁离心铜管混凝土格构柱整体承载力的计算，主要是根据JCJOl-89铜管棍凝土结构设计及施工规程的方法，这一方法反映了钢管混凝土格构柱其拉压肢的抗拉强度和抗压强度有重大差异的特点。本规程的计算公式是根据这）方法的基本原理，结合空心铜管混凝土构件的特点推导得出的。4.2. 10 4, 2. 12 格构柱等效计算长度的计算公式，是仿照单肢柱等效计算长度的计算公式得到的。4.2. 13 轴心受压格构柱的剪力计算，基本上是遵照GBJ17一88钢结构设计规范的有关规定，即轴心受压构件的计算剪力为V主Ai二85、235由于离心钢管混凝土构件为组合结构，因此采用整个结构的极限
14、承载能力来表达V = N；85 式中N；一一格构式短柱的极限承载力设计值。5 变形计算5.0. 1 s.0.2 勿需说明。s.o.3 由于离心铜管混凝土构件是由钢和1昆凝土两种材料组成的复合构件，因此其在使用阶段的刚度采用综合刚度表示法，构件的拉伸刚度不考虑混凝土的作用。但考虑到钢管在拉伸时，其环向的变形受到空心提凝土管的约束作用，钢管的弹性模量将有所提高，因此取拉伸刚度EoA=l.2E,Ao对于受弯构件，考虑在使用阶段受拉区域混凝土塑性的影响，因此取弯曲刚度EJ=KI,+o. 85E上，并与试验实测结果的符合程度良好。s.o.4 拔梢杆任意z截面处的弯曲刚度计算式（5.o. 4-1)是近52
15、 DA 似计算式，向l.02一，DA为拔梢杆根部的外直径，Du为拔梢,. Du 杆顶部的外直径。与精确法计算相比，其最大误差在土6%以下，可满足工程计算的精度要求。s.o.s s.0.1 为独立拔梢杆和有若干段拔梢杆组成的组装杆的柱顶位移和转角的计算方法。将复杂的计算经过简化，并将拔梢D 杆的变形常数乱/34（为1. 02茸的函数）制成表格，可使计算大大简化。6 构造要求6. 1 一般规定6. 1. 1 系根据节点构造设计基本原理提出的。从大量的结构试验中发现，有相当数量的结构的破坏都是由于节点构造设计不合理而造成的，在结构设计中必须予以十分重视。6. 1.2 离心成型后的构件不可能再进行热漫
16、镀铮（铝），热漫钵（铝）构件容易产生热变形，在离心成型前必须进行矫正。喷涂铮工艺能避免上述缺点，其使用寿命和造价均比热漫工艺为优。6.2 杆段之间的连接6.2. 1 6.2.3 是根据试验和工程实践经验提出的，不论是焊接接头还是法兰接头的形式，均可使作用在钢管上的应力均匀传递并分布到混凝土截面上，使钢和棍凝土能共同工作，并使接头的强度大于母体强度。63 节点构造6.3. 1 6.3.5 系根据已运行的工程实践经验和浙江省电力设计院的试验研究成果提出的，供设计参考。节点的构造基本上有三种类型：(1）节点直接焊在离心混凝土杆段上；(2）用铜管节点，将杆段与钢管节点连接，钢管的强度应与53 离心铜管
17、混凝土杆段的强度等强z(3）用穿钉管将附件与杆段连接。离心铜管混凝土构件具有钢结构的可焊性、可组装性及加工精度高等优点。6,4 柱和基础的连接6.4. 1 6.4.5 本节系根据各设计院的设计和工程实践经验确定的。7 施工及质量要求7, 1 钢管制作7, 1. 1、1.1.2 系根据华东500kV施工及验收规范的有关规定确定。1. 1.3 由于钢管管段对接施焊时受铜管直径的限制，一般只能单面焊接。在小样试件及构件的基本力学试验过程中发现，当钢板为35mm厚时，未加垫板的试件破坏均发生在焊口处，且其强度仅为母材强度的70%90%，有垫板的试件均为焊口外的母材拉断破坏。其主要原因是在对较薄的铜管（
18、板）进行单面对接焊时，其未焊透深度占母材厚度的比例较大，且施焊时对电压、电流选择的要求都比较高，因此难以保证达到焊缝与母材等强的要求。增加垫板后，则可改善施工条件，有效地保证焊接的质量，达到与母材等强。7, 1.5 关于焊接材料的选用，系根据GBJ17-88钢结构设计规范第8.2. 1条的规定制订。7, 1.6 本条基本上是根据SDJ280-90电力建设施工及验收技术规范（建筑工程篇）第3.3. 1条的规定制订，并在齐边I型中增加了t=35inm及V型坡口中增加了t=45mm的内容。这主要是因为薄壁离心铜管棍凝土结构中t=35mm的钢管使用得比较多。54 7. 1. 7 本条系根据华东500k
19、V施工及验收规范的第3.0.6条的规定制订，并增加了铜管壁厚的35mm的内容。1. 1.s 本条系根据华东500kV施工及验收规范的第3.o. 7条有关咬边累计总长度的要求以及GBJ205-83钢结构工程施工及验收规范表3.4.14中二级焊缝质量标准的规定制订的。7. 1.9 由于构件焊接主要是保证焊接强度，因此对焊缝的气孔、夹渣及未焊透率可按焊缝质量评级标准E级焊缝要求进行检验，焊缝质量检验级别详见GBJ205一83钢结构工程施工及验收规范第3.4. 11、3.4. 18茶。1.1.10 合理的施焊顺序是减小结构变形和应力集中的重要措施，是保证结构制作质量的关键，必须予以十分重视。1.1.
20、11 未加短衬管的对接焊缝的接头，必须按GBJ205-83钢结构工程施工及验收规范的第3.4. 11条的要求执行。1. 1. 12、7.1. 13 系保证产品质量的基本要求。7. 1. 14 系参照SDJ280-90电力建设施工及验收技术规范（建筑工程篇）第3.3.4及华东500kV施工及验收规范第3.o. 9 条的有关规定，并根据工程实践的经验而规定的，特别是对特殊结构规定了更严格的要求。1.2 混凝土原材料及离心成型铜管混凝土构件的离心工艺和离心钢筋混凝土环形电杆是完全相同的，因此，本节的基本要求主要是根据GB396-92环形钢筋混凝土电杆（离心成型）并结合离心铜管混凝土结构的特点而编制的
21、。1.2.1 7. 2.3 勿需说明。1.2.4离心铜管混凝土在制作时可以不用钢模，用铜管取代钢模，直接在离心机上进行离心，但必须采取特殊的措施保证离心及在搬运过程中有足够的刚度。1.2.s 管段外壁及端部的混凝土残液、污物应在漫水养护前予以清除，以免在以后的喷涂钵及管段对接焊缝时因除锈（污）困难而影响喷涂铸和焊接的质量。55 7,3 热喷涂辞防腐处理7.3. 1 1.3.s 主要依据国标热喷涂铸及悻合金涂层的要求编制。7,4 构件的验收7.4. 1 7,4,5 离心铜管混凝土杆段的验收类同于离心钢筋混凝土环形电杆。产品检验包括外观质量、尺寸偏差及力学性能三项。检验按要求分两类（出厂检验和形式
22、检验）。由于目前生产批量较少，因此检验的母本数量规定也相应减少。根据在基本力学试验及绍兴500kV兰亭变电所构架出厂检验的情况，在同类产品中其力学性能离散性是很小的，故规定在正常生产情况下的标准弯矩和破坏弯矩检验的样本数量均取1根，与设计提供的弯矩进行对比。7. 4. 6 只要不是钢管的质量原因（包括原材料、制作及焊接质量），在一般情况下采取一些补救措施后还是可以利用的，比如使用于受拉杆，或内部灌满混凝土等，但不得自行出厂。7,4,7 7,4,9 为产品出厂检验的基本要求。7,5 构件的保管及运输7.5. 1 1.s.6 对构件保管及运输的要求也类同于离心环形铜管混凝土电杆，但考虑到薄壁离心钢
23、管混凝土结构的性能优于水泥电杆，故产品的堆放层数允许为8层，大于水泥电杆的46层。虽然离心铜管棍凝土构件在运输吊装过程中从未发现过有破损现象，但装卸过程中每次吊运的数量还是要求与水泥电杆相同，以免发生意外。1.6 构件的拼装和吊装1.6. 1 现场组装拼装时，杆段之间采用对接焊接则可仅作外观检查，系指按本规程第6章中推荐的接头构造，否则应符合GBJ205 83钢结构工程施工及验收规范的有关要求。这是基于以下考虑：(1）按推荐的接头构造，其接头处加内套管后焊缝的强度远大于构件母体的强度，因此对接头焊缝质量仅作外观检查，符合56 E级焊缝质量检验标准即可。(2）施工现场条件较差，尤其是送电线路施工现场，要求作超声波及X射线检验是相当困难的，也是不现实的。7.6.27.6.4 勿需说明。57 8218日LF飞司。aFO- 一一兀MJ-0 ，JA唱唱A圄mw-6 P气El 价号4EY吨
