目前我國(guó)的輸配電線路建設(shè)逐步向超高壓、特高壓、大檔距、大線徑、多回路方向發(fā)展，我國(guó)常規(guī)的水泥電桿可以應(yīng)用在220kv及以下的輸配電線路中，改革開放前期，我國(guó)高壓輸電線路以10、35、66kv輸電線路為主，這些等級(jí)的輸電線路對(duì)線路器材的要求相對(duì)較低，所以常規(guī)水泥電桿可以滿足要求。如果線徑加粗、回路增加、增大檔距對(duì)水泥桿及金具的要求就要提高，所以普通水泥桿的力學(xué)性能很難滿足線路安全運(yùn)行的要求。

隨著高強(qiáng)度大彎矩環(huán)形部分預(yù)應(yīng)力混凝土電桿的出現(xiàn)、推廣及使用，可以肯定在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)期內(nèi)，在35～220kv架空輸電和10kv配電線路上，以及城市電網(wǎng)建設(shè)中，水泥電桿不但不會(huì)被鋼結(jié)構(gòu)桿塔所淘汰，相反，還會(huì)取代相當(dāng)一部分鋼結(jié)構(gòu)桿塔。

一、高強(qiáng)度大彎矩環(huán)形部分預(yù)應(yīng)力混凝土電桿的構(gòu)造原理和結(jié)構(gòu)要求

1. 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和電力的快速發(fā)展，高強(qiáng)度大彎矩環(huán)形部分預(yù)應(yīng)力混凝土電桿在35、220kv和10kv配電線路上的使用越來(lái)越多，其產(chǎn)生主要?dú)w結(jié)于以下幾個(gè)因素：

1.1 近幾年鋼筋混凝土制品用原材料飛速發(fā)展，工藝不斷完善，選擇范圍越來(lái)越廣，如減水劑、減氣劑、耐腐蝕添加劑，水泥纖維的應(yīng)用，高強(qiáng)度鋼筋的出現(xiàn)，預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒的應(yīng)用，高標(biāo)號(hào)水泥的應(yīng)用等為水泥電桿的發(fā)展提供了基礎(chǔ)條件。

1.2 隨著社會(huì)的迅速發(fā)展，電力需求越來(lái)越大，對(duì)電網(wǎng)建設(shè)的要求越來(lái)越高，輸配電線路向大線徑、大檔距、多回路發(fā)展；原普通電桿已不能滿足10kv架空輸配電線路的設(shè)計(jì)要求，為了保證線路設(shè)計(jì)的合理、安全，降低采用鋼結(jié)構(gòu)塔替代而增加的投資，這就對(duì)電桿技術(shù)性能提出更高標(biāo)準(zhǔn)的要求。

1.3 近幾年低碳、環(huán)保、高效、節(jié)能、降耗、資源共享等政策的提出，普通水泥和等徑預(yù)應(yīng)力混凝土電桿因其開裂彎矩較小，在許多情況下，普通混凝土電桿需要打拉線來(lái)滿足線路使用要求，而打拉線占用大面積的土地，為節(jié)約土地資源，需要能承受更大彎矩的電桿出現(xiàn)。

2. 高強(qiáng)度大彎矩環(huán)形部分預(yù)應(yīng)力混凝土電桿的概念，部分預(yù)應(yīng)力混凝土電桿是相對(duì)于“全”預(yù)應(yīng)力混凝土電桿而言的。全預(yù)應(yīng)力混凝土電桿施加預(yù)壓力的程度，是以結(jié)構(gòu)在標(biāo)準(zhǔn)荷載下，電桿受拉區(qū)邊緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力；部分預(yù)應(yīng)力混凝土電桿則允許電桿產(chǎn)生拉應(yīng)力或允許構(gòu)件出現(xiàn)有限制的細(xì)小裂縫。通過(guò)預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒和HRB鋼筋的共同作用進(jìn)而很大程度上提高水泥電桿的力學(xué)性能。

我國(guó)預(yù)應(yīng)力混凝土根據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)抗裂性能的要求，分為嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫、一般要求不出現(xiàn)裂縫和允許出現(xiàn)裂縫三級(jí)。現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4623將電桿分為有限預(yù)應(yīng)力混凝土電桿和部分預(yù)應(yīng)力混凝土電桿，規(guī)定有限預(yù)應(yīng)力混凝土電桿在標(biāo)準(zhǔn)荷載100%時(shí)，不得出現(xiàn)裂縫，即抗裂檢驗(yàn)系數(shù)允許值大于1.0；部分預(yù)應(yīng)力混凝土電桿在標(biāo)準(zhǔn)荷載80%時(shí)，不得出現(xiàn)裂縫，即抗裂檢驗(yàn)系數(shù)允許值>0.8，在100%標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下，裂縫寬度<0.1mm。現(xiàn)行預(yù)應(yīng)力混凝土電桿國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的有限預(yù)應(yīng)力混凝土電桿相當(dāng)于二級(jí)，部分預(yù)應(yīng)力混凝土電桿相當(dāng)于三級(jí)。二級(jí)是標(biāo)準(zhǔn)荷載下混凝土電桿抗拉強(qiáng)度的極限狀態(tài)，三級(jí)是80%標(biāo)準(zhǔn)荷載下混凝土電桿抗拉強(qiáng)度的極限狀態(tài)。

3. 高強(qiáng)度大彎矩環(huán)形部分預(yù)應(yīng)力混凝土電桿的設(shè)計(jì)原則：

錐形電桿是一種變截面構(gòu)件，錐度一般為1/75，頂部和根部的直徑和截面積相差較大，這主要是由電桿的受力特點(diǎn)決定的。這種電桿的配筋，可以用部分通長(zhǎng)的預(yù)應(yīng)力鋼筋（PCB鋼棒）和通長(zhǎng)的非預(yù)應(yīng)力鋼筋（HRB400），做鋼筋骨架以此來(lái)滿足部分預(yù)應(yīng)力混凝土電桿的抗裂要求，同時(shí)又能達(dá)到桿段所需要的強(qiáng)度要求。桿段的配筋率、承載能力根據(jù)梢徑的大小決定，15m及以上的分段電桿采用內(nèi)法蘭連接，而預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒與法蘭采用合理的錨固方式，從而做到耐久、性能好、結(jié)構(gòu)合理。

4. 高強(qiáng)度大彎矩環(huán)形部分預(yù)應(yīng)力混凝土電桿的材料預(yù)應(yīng)力主筋優(yōu)先采用熱處理鋼筋30Si2Mn，強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1420N/mm2的變截面螺旋槽鋼棒，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 5223.3-2005《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒》。非預(yù)應(yīng)力主筋采用HRB400（20MnSiV），其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為400N/mm2，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為GB1499.2-2007《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C60，應(yīng)采用42.5級(jí)及以上普通硅酸鹽水泥。

二、高承載力環(huán)形部分預(yù)應(yīng)力混凝土電桿的性能特點(diǎn)

高承載力環(huán)形部分預(yù)應(yīng)力混凝土電桿作為一種新型桿塔結(jié)構(gòu)型式，與普通混凝土電桿和鋼結(jié)構(gòu)桿塔相比，在許多方面存在著明顯的優(yōu)勢(shì)。

1. 與普通混凝土電桿相比的優(yōu)點(diǎn)

1.1 承載力明顯提高，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，使其承載力比普通混凝土電桿提高3至5倍，滿足大線徑、大檔距、多回路輸電線路的設(shè)計(jì)要求。

1.2 在鋼筋配置上，選用優(yōu)質(zhì)PCB鋼棒與3級(jí)鋼進(jìn)行優(yōu)化組合配置，充分發(fā)揮不同材料的力學(xué)性能，使其更加合理。

1.3 兼有預(yù)應(yīng)力混凝土電桿與普通混凝土電桿兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性，使其具有較好的韌性的抗裂性，更好地將裂縫、變形及破壞控制在使用條件下，結(jié)構(gòu)安全可靠。

1.4 改進(jìn)混凝土配合比，摻入特殊外加劑及活性材料，提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)，大大提高了產(chǎn)品抗腐蝕性和耐久性，延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命。

2. 與鋼結(jié)構(gòu)桿塔相比的優(yōu)點(diǎn)

2.1 造價(jià)低。與相同承載力的鋼結(jié)構(gòu)桿塔造價(jià)要低30%以上，如果是直線桿替換鐵塔的話，則可降低造價(jià)40%以上（含基礎(chǔ)、安裝、維護(hù)費(fèi)用）。

2.2 使用壽命長(zhǎng)。比鋼結(jié)構(gòu)桿塔延長(zhǎng)使用壽命20a左右。

2.3 免打拉線，節(jié)約占地補(bǔ)償費(fèi)。高承載力電桿比鋼結(jié)構(gòu)桿塔占地補(bǔ)償費(fèi)要少3倍以上。

2.4 安裝簡(jiǎn)捷、方便，大大縮短施工工期。

2.5 美化城市，無(wú)需日常維護(hù)費(fèi)用，避免鋼結(jié)構(gòu)桿塔因時(shí)間長(zhǎng)而生銹所導(dǎo)致的影響市容或增加維護(hù)費(fèi)用的情況。