【摘 要】
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随着超高压输电线路的普及,输电杆逐渐向高等级方向发展,传统混凝土输电杆易开裂,变形性能差,已难以适应当前输电杆的发展趋势。超高性能混凝土（UHPC）具有优良的阻裂特性,可改善混凝土的力学性能,提高电杆的使用寿命。然而,常规的UHPC材料存在离心成型性能不足的问题,阻碍了UHPC电杆的推广与应用。为拓宽UHPC的实际应用范围,考虑在UHPC体系中引入小粒径的骨料可改善UHPC材料的离心成型性能。不过
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随着超高压输电线路的普及,输电杆逐渐向高等级方向发展,传统混凝土输电杆易开裂,变形性能差,已难以适应当前输电杆的发展趋势。超高性能混凝土（UHPC）具有优良的阻裂特性,可改善混凝土的力学性能,提高电杆的使用寿命。然而,常规的UHPC材料存在离心成型性能不足的问题,阻碍了UHPC电杆的推广与应用。为拓宽UHPC的实际应用范围,考虑在UHPC体系中引入小粒径的骨料可改善UHPC材料的离心成型性能。不过,关于含粗骨料UHPC输电杆离心成型的可行性以及受力性能问题仍有待研究。主要工作与结论包括:（1）开展了0.3m环形UHPC构件的离心成型试验,得到了适用于离心成型UHPC水胶比、粗骨料掺量以及纤维掺量的取值范围。其中,当粗骨料掺量为800kg/m~3、水胶比0.16以及纤维掺量在1.5%以内时,成型效果最佳。同时,粗骨料的掺加不仅改善了UHPC电杆的外观质量,也增强了UHPC的抗压/拉强度以及弹性模量。（2）在离心成型试验的基础上,研究2.0m和10.m长的含粗骨料UHPC输电杆受弯力学性能。试验表明,2.0m长的含粗骨料UHPC电杆受弯破坏模式与普通电杆类似,弹性阶段截面的纵向应变基本符合平截面假定;含粗骨料UHPC电杆的开裂荷载、极限荷载随着钢纤维掺量和配筋率的增加而提高,而且粗骨料的掺加优化UHPC电杆的受力性能。同样的,对于足尺输电杆来说,粗骨料的掺加不仅提高了UHPC输电杆的抗弯刚度,而且对开裂荷载和极限荷载的提升幅度均显著。（3）采用ABAQUS建立UHPC输电杆的有限元模型,并经试验结果验证后,开展了壁厚、配筋率、纤维掺量、混凝土的受压/拉强度以及离心成型电杆内外层强度偏差等有限元参数分析。有限元结果表明,随着壁厚的增加,电杆的开裂荷载、极限荷载增长程度较缓,而且建议壁厚最薄不小于30mm;配筋率对屈服荷载和极限荷载的影响较大;UHPC受拉强度对构件开裂、极限等关键荷载的影响比受压强度更为显著;离心成型的电杆内外混凝土强度偏差越大,输电杆的开裂、屈服等关键荷载降低幅度越显著,而粗骨料的掺加可改善这一缺陷。并根据分析结果,推导出适用于含粗骨料UHPC电杆的开裂、极限荷载计算方法。
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