一种GFRP管钢筋混凝土组合构件多回路输电杆技术领域
本发明涉及的是一种组合构件输电线路自立杆；更具体的说，是一种采用
GFRP管钢筋混凝土组合构件作为主杆的多回路输电线路自立杆。
背景技术
近年来，我国国民经济飞速发展，电力供应日趋紧张。尤其在东部经济发
达地区，城市用电量急剧增加导致低电压线路的输送容量已远远不能满足企业
和人民群众用电的要求，许多地区迫切需要在城区内建造大量220kV及以上的
同塔多回路输电线路。然而，由于存在土地资源有限、线路廊道紧缺等问题，
在城区中建造一条220kV以上同塔多回路的输电线路显得困难重重。
常规输电铁塔由于根开较大，在寸土寸金的城区内早已没有立足之地。目
前城区架空输电线路主要采用自立式输电杆作为导线的支撑结构。自立式输电
杆根据其主杆材料不同，可分为木杆、水泥杆、钢管杆和复合材料杆。木杆和
水泥杆由于材料强度的限制，很少被用在荷载较大的高电压等级线路中。钢管
杆由于其强度高、结构简单、造型美观等优点被广泛应用于城区输电线路；但
是由于钢管构件受径厚比和层状撕裂等问题的限制，在承受较大荷载时需采用
双杆甚至四杆(如图2所示)，导致工程造价、基础占地以及线路走廊均大幅增
加；此外钢材的导电性也容易引发各种闪络事故。复合材料作为一种新型输电
线路杆塔材料在近几年里备受关注，它具有电气绝缘性能好、材料强度高、质
量轻、耐腐蚀等特点。但是复合材料的刚度要远远小于钢材，在较大荷载作用
下杆塔变形过大易引发运行事故。由上可知，传统材料输电线路自立杆在承受
较大荷载时均存在一定的问题，已经无法满足城区输电线路朝高电压、多回路
方向发展的需要，因此迫切需要找到一种新型结构的城区输电线路自立杆。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种采用GFRP管钢筋混
凝土组合构件作为主杆的多回路输电线路自立杆；该杆应具有较大的结构承载
力和抗变形能力，同时还具有绝缘性和高耐腐蚀性的特点，以有效地节约城区
土地资源、缩小线路走廊、提高线路安全运行级别。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：
一种GFRP管钢筋混凝土组合构件多回路输电杆，包括竖直固定在基础上的
主杆以及横向固定在主杆上的地线顶架和若干副导线横担；其特征在于所述主
杆包括至少两段相互套接且具有空心结构的GFRP管、设置在GFRP管内的钢筋
混凝土、预埋在钢筋混凝土中的接地圆钢以及设置在主杆底部用于与基础连接
的钢质法兰；所述钢筋混凝土包括钢筋笼以及与钢筋笼浇筑为一体的混凝土。
所述GFRP管的相互套接部位预埋有加强用的型钢，该型钢与钢筋混凝土浇
筑为一体。
所述导地线横担以及地线顶架均横贯GFRP管且与所述钢筋混凝土浇筑为一
体。
所述钢质法兰上制作有若干个连接基础用的螺栓孔，或者制作有与基础上
钢管连接用的管孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用GFRP管钢筋混凝土组合构件
作为主杆的输电杆，GFRP管约束核心钢筋混凝土的结构形式使得输电杆承载力
和抗变形能力大幅提高，弥补了传统材料输电线路自立杆在承受较大荷载时的
众多缺陷，特别是在高电压等级多回路线路中优势十分明显；同时该组合构件
保留了复合材料较好的绝缘性能和高耐腐蚀性等优点，可以有效地节约城区土
地资源、缩小线路走廊、提高线路安全运行级别。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中GFRP管部位的纵向剖面的结构示意图。
图3是图1中A-A向剖视结构示意图。
图4是图1中B-B向剖视结构示意图。
图中标号是：1.GFRP管、2.混凝土、3.钢筋笼、4.型钢、5.导线横担、6.
地线顶架、7.接地圆钢、8.钢质法兰。
具体实施方式
下面将结合附图所示的实施例对本发明作进一步的详细描述。
本发明从输电杆的受力性能、电气性能和综合造价等角度出发，对多回路
输电线路自立杆多种主材方案进行了经济技术比较，提出一种适用于城区的
GFRP管钢筋混凝土构件为主杆的多回路输电线路自立杆。
如图所示的GFRP管钢筋混凝土组合构件多回路输电杆(由竖直固定在基础
上的主杆以及横向固定在主杆上的地线顶架和若干副导线横担组成)，其主杆
中：至少两段(段数由输电线路自立杆的高度决定)具有空心结构的GFRP管1
相互套接后，混凝土2与钢筋笼3一起浇筑在GFRP管内形成钢筋混凝土；型钢
4设置在两段GFRP管之间的钢筋混凝土中发挥结点加强作用；一预埋在钢筋混
凝土中的接地圆钢7贯通输电杆的长度方向，接地圆钢的上部与地线顶架连接，
下部与基础的接地角钢连接；钢质法兰8用于与基础连接，通常设置在主杆底
部，可通过粘结的方式(通常采用环氧树脂或其它粘结剂粘结)与GFRP管固定
为一体。
若干副导线横担5(横担数量由所需加挂的输电线路回路数决定)横贯GFRP
管后又与钢筋混凝土固定为一体，钢质地线顶架6也同样设置。导线横担与钢
质地线顶架均沿用现有结构。
所述钢质法兰上制作有若干个连接基础用的螺栓孔(与基础上固定的螺栓
配合)，或者制作有连接基础的管孔(与基础上固定的钢管插接配合)。
本发明可以在现场制作，安装时需先做好基础，基础中预埋有连接用的螺
栓或者连接用的插入钢管。
现场制作的步骤是：第一段GFRP管与底部的钢质法兰采用高强度粘结(通
常采用环氧树脂或其它粘结剂粘结)，接着将钢质法兰与预埋在基础中的地脚螺
栓进行连接，或者与预埋在基础中的钢管插接配合，使GFRP管保持竖直状态。
然后在GFRP管内部放入钢筋笼与接地圆钢，再浇筑混凝土；第一段施工完成后
安装第二段GFRP管，GFRP管与GFRP管之间采用套接，再次放入钢筋笼(加长
接地圆钢)并在套接部位处放置加强用的型钢，然后浇筑混凝土；依此方法安
装其它段GFRP管、钢筋混凝土等构件，直至长度满足要求。钢质导地线横担(以
及钢质地线顶架)采用型材横贯GFRP管后再浇筑混凝土的方式进行连接。预埋
在GFRP管内混凝土中的接地圆钢，上部与地线顶架连接，下部与基础的接地角
钢连接。
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明在220kV四回路输电线路中
的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以应用在其他电压等级
多回路输电线路中。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出
或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。