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摘要：电缆沟盖板是当前城市道路电缆沟常用的铺设，根据应用范围有行车、行人两种盖板。应用在电力建设上的大多为钢纤维混凝土、混凝土盖板，但随着我国城市化进程的深入推进，此类传统盖板已经无法全面满足城市道路电缆沟建设的需求，存在耐腐蚀性能差、耐久性能差等问题，RPC（活性粉末混凝土）电缆沟盖板出现，基于此，本文重点探究RPC电缆沟盖板的承载能力试验方法，以验证RPC电缆沟盖板的实用性。
关键词：电缆沟盖板；RPC；承载能力；试验方法
RPC（活性粉末混凝土）是高性能、高强混凝土之后出现的一种水泥基复合材料，具备体积稳定性较好、耐久性高、韧性高等优点，由BOUYGUES（法国布伊格）于1993年研发成功，RPC本身的耐性性能、力学性能较为优异，且质量轻、易稳定，环保节能性能突出，增加了RPC电缆沟盖板的刚度、承载力与冲击性，科学延长了盖板的使用时间。经过应用后发现盖板的尺寸精确，容易检修、更换，因此极大程度上扩大了RPC电缆沟盖板的应用范围。
1.试验材料与方式
1.1试验材料
本研究共使用3种RPC电缆沟盖板，其规格均不同，其设计参数为[1]：（1）A盖板型号：截面尺寸为1200×500×40mm；设计破坏荷载为32kN；设计裂缝荷载为16kN；（2）B盖板型号：截面尺寸为1400×500×80mm；设计破坏荷载为100kN；设计裂缝荷载为50kN；（3）C盖板型号：截面尺寸为1400×500×80mm；设计破坏荷载为224kN；设计裂缝荷载为112kN；A、B、C盖板分别表示行人盖板、100级、224级的行车盖板，RPC盖板立方体试块的盖板内部钢筋均使用1420MPa强度的PC钢棒，且抗压强度超过150MPa。
1.2试验方法
（1）RPC盖板的成型、养护[2]：用同等RPC配合比，搅拌后成浆，进行浇筑后将其固定在模具中，模具中放置钢筋网片，震动成型，置于40℃的环境下24小时后进行拆模，置于80℃环境下电热养护48小时，冷却之后到常温；（2）根据GB26537-2011附录B要求，按时、按量准备好试验装置，主要有压力传感器、圆形垫块、千斤顶、钢制长方形的垫块、反力架、力值显示器、裂缝宽度观测仪；（3）按照GB26537-2011附录B要求进行标准试验，根据《电缆沟盖板标准技术标书（混凝图盖板）》进行电力行业的测试。此两种测试方式中盖板承载能力等级的分级为：
标准试验：①A15：裂缝荷载大于7.5kN，破坏荷载大于15kN；②B125：裂缝荷载大于62.5kN，破坏荷载大于125kN；③C250：裂缝荷载大于125kN，破坏荷载大于250kN；④D400：裂缝荷载大于200kN，破坏荷载大于400kN；⑤E600：裂缝荷载大于300kN，破坏荷载大于600kN；⑥F900：裂缝荷载大于450kN，破坏荷载大于900kN。
电力行业测试承载能力等级：①A10：裂缝荷载大于5kN，破坏荷载大于10kN；②A32：裂缝荷载大于:16kN，破坏荷载大于32kN；③B100：裂缝荷载大于50kN，破坏荷载大于100kN；④C224：裂缝荷载大于112kN，破坏荷载大于224kN。
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2.分析试验结果
2.1盖板测试的试验结果
三种不同类型盖板承载力数据：（1）A盖板：①A-D1，裂缝荷载为17.6kN，破坏荷载为38.7kN，跨中分布着密集、均匀的多条裂缝，受拉钢筋屈服；②A-D2，裂缝荷载为16.0kN，破坏荷载为33.0kN，跨中分布着密集、均匀的多条裂缝，受拉钢筋屈服；③A-D3，裂缝荷载为21.6kN，破坏荷载为46.3kN，跨中分布着密集、均匀的多条裂缝，受拉钢筋屈服；④A-D4，裂缝荷载为22.4kN，破坏荷载为44.6kN，跨中分布着密集、均匀的多条裂缝，受拉钢筋屈服；（2）B盖板，B-D1至B-D2的裂缝荷载分别为75.0kN、110kN、105kN、150kN；破坏荷载分别为213kN、203N、238kN、260kN，破坏特征均为跨中分布着密集、均匀的多条裂缝；（3）C盖板：C-D1至C-D2的裂缝荷载分别为179.2kN、145.6kN、212.9kN、201.7kN；破坏荷载分别为262kN、275N、345kN、323kN，破坏特征均为跨中分布着密集、均匀的多条裂缝。
根据三种不同类型盖板承载力数据，合理计算出不同试验的荷载百分比，具体数据为：（1）A盖板：标准试验、电力行业承载力试验中裂缝荷载分别为105.5kN、137.5kN；破坏荷载分别为112.4kN、142.8kN；（2）B盖板：标准试验、电力行业承载力试验中裂缝荷载分别为185.4kN、255.9kN；破坏荷载分别为208.9kN、249.2kN；（3）C盖板：标准试验、电力行业承载力试验中裂缝荷载分别为145.4kN、185.6kN；破坏荷载为120.3kN、149.4kN。
从实验结果可知，通过不同的承载力试验，对于B盖板影响较大，经过标准试验方法的计算结果，与电力行业承载力试验结果相比，裂缝荷载高出原设计值的70.0%，破坏荷载高出原设计值的40.0%，其他两种盖板也相差30%，说明不同承载力试验下数据结果差异非常大，但此种差异大小并不会影响到盖板承载能力等级并无明显联系。
2.2裂缝的形状
从数据可知，电力行业承载力试验结果与标准试验结果相比，其对于盖板本身破坏性较大：（1）A盖板：盖板破坏特征、裂缝状态均有着明显差异，通过电力行业测试方式的结果可知，盖板跨中附近分布着密集、均匀的裂缝，破坏之后受拉钢筋出现屈服，但在标准测试方式下，加载铁板附近出现多条主裂缝，且盖板跨中附近分布着稀疏的多条裂缝，破坏之后受拉钢筋并未屈服，其破坏特征并不明显。此外，在标准试验下，虽然其力值较高，但如果加载荷载不断提高，盖板受力状态会从开始的均匀分布转变为两点的集中荷载，与实际受力情况并不符合。
（2）B盖板、C盖板的裂缝形态、破坏特征在两种不同试验方式下表现大致相同，表现为跨中分布着密集、均匀的多条裂缝，但在标准测试方式下，加载铁板位置附近有明显主裂缝，盖板上表面出现混凝土压碎现象，且荷载一直在增加，与实际应用情况不相符合，说明B盖板、C盖板均存在明显的受力状态改变问题。说明国际通用的标准测试方式并不适合RPC电缆沟盖板承载能力测试，可考虑用电力行业的测试方式。
3.试验结论
首先，通过标准测试方式得来的裂缝、破坏两种荷载均高于电力行业承载力试验结果，且数据差异非常明显，但差异大小并不影响到盖板本身承载能力；其次，通过标准测试方式试验，盖板内部钢筋并未屈服，经过加载后盖板受力明显改变，与其实际的受力状态并不符合，因此，从试验结果来看，建议测试RPC电缆沟盖板承载能力时使用电力行业的测试方式。
参考文献
[1]王广柱,贾春娟,张立斌等.一种带钢铠的低压电力电缆故障精确定位新方法[J].电力系统自动化,2014,43(3):161-165.
[2]牛海清,张群峰,游勇等.单相电流对三芯钢带铠装电缆载流量试验结果影响程度的研究[J].绝缘材料,2014,21(2):89-92.
[3]刘昌盛,冉为,杨帆等.基于坡印亭矢量的电缆无功功率计算及电缆沟环境对其影响规律的研究[J].中国电机工程学报,2015,19(5):1281 -1288.
论文作者:谢如琨,谭茗元
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/6
标签：盖板论文; 荷载论文; 裂缝论文; 电缆沟论文; 承载力论文; 标准论文; 分别为论文; 《电力设备》2017年第26期论文;