UHPC电缆沟盖板

程宙强 彭晓玲 刘凯 刘明 严俊

摘 要：电缆沟是用以敷设和更换电力或电讯电缆设施的地下管道，也是被敷设电缆设施的围护结构，设计了一种新型UHPC电缆沟盖板，相对于传统的混凝土或者铸铁电缆沟盖板而言提高了其耐久性能，并且其极限承载力可大大提高，可以将结构极度得轻量化，在外观的上具有强烈的视觉美感。本文设计了5块UHPC电缆沟盖板，并进行了实验。对盖板厚度、水胶比、配筋率、养护工艺等进行了分析。结果表明增加沟盖板的厚度可以提高其承载能力，每增加5mm，沟盖板的极限承载能力可以提高55%左右。当水胶比为0.2时其极限承载能力最大，随着配筋率的增加，沟盖板的极限承载力增加。

关键词：UHPC;沟盖板;承载力

0  引 言

电缆沟盖板作用主要是防止地面物体掉入沟里，保护电缆不被人损坏，方便电缆的维修、检查、更换等工作，同时方便车和人行走，因此，电缆沟在配电工程中作用巨大，而电缆沟盖板的存在正是重要组成部分。常见的沟盖板材质有Q235钢或不锈钢、横杆、混凝土、钢纤维混凝土盖板等。尽管可以在日常工作中起到作用，但是仍然存在很多问题，比如：自重大、缺乏美观，容易破损，难复位，后期维护量大、存在安全隐患等。因此，新型电缆沟盖板的研制不仅对提高工作效率，保障正常运维配网、顺利抢修故障等工作具有重要意义，还能保障施工人员的人身安全和公司财产安全。UHPC具有优良的耐磨、抗爆性能，以及用在高磨蚀、高腐蚀环境中工作的性能，可以弥补这些缺点。

本文基于现状，只做了5块UHPC板，对板厚、水胶比、配筋率、养护方式进行分析。分析各因素对板的影响。

1 实验概述

1.1  试件设计

试件盖板尺寸为1400mm*500mm，试件将对厚度、水胶比、配筋率、养护方式三个方面作为变量设计了5块UHPC电缆沟盖板。具体情况见图一和表一。

1.2配合比设计以及制备

原材料如下：华新水泥宜昌分公司生产的p.o52.5普通硅酸盐水泥;硅灰容重：360kg/m3，ph值为8，二氧化硅含量>96%;粉煤灰密度为2 kg/m3;石英砂的粒径为30-40目的天然石英砂，二氧化硅含量大于98%;聚羧酸高减水剂，减水率为38%;钢纤维的直径为0.2mm、长度为13mm、抗拉强度为2800MPa的钢纤维。

制备时，先将水泥、硅灰、粉煤灰、石英砂倒入搅拌锅内干搅拌一分钟，使得这些干料充分混合，然后加入准备好的2/3的水和减水剂，再搅拌一分钟后加入剩下的水和减水剂，等待这些混合料搅拌到均匀状态时加入钢纤维，再搅拌8分钟，直到钢纤维充分的混合，搅拌结束后置入模具中，再震动成型，脱模后在相应的养护条件下养护。

1.3力学性能

实验所用钢材为直径为4mm的冷处理螺纹钢，。其力学性能见表三。

1.4实验方案

参考《混凝土结构试验方法标准》（GB50152-92），本試验的加载程序如下：1试验加载之前首先加三级荷载到计算开裂荷载的50%，检查无误后分三级卸载至0，调平各仪器;（2）正式加载时，在UHPC板开裂以前，分4-5级加载到计算开裂荷载的90%，再以计算开裂荷载的5%分级加载至开裂，每级荷载加载的持续时间为10min且相等，持荷过程中观测裂缝开展情况、变形情况并记录;（3）UHPC板开裂以后，加载至计算极限承载力的90%，再以的5%短期荷载值分级加载至破坏。每级荷载加载的持续时间为15min且等，持荷过程中观测裂缝开展情况、变形情况并记录;（4）构件破坏后，撤去仪器及加荷设备，准备下次试验。

2 2.实验结果以及分析

2.1 荷载-挠度曲线试验测得5块盖板荷载挠度曲线如图4所示。

由图可见，B5的加卸载曲线是最陡峭的，其极限承载力也是最大的，这是因为B5的水胶比相对于其他样品而言水胶比是很小的，而且其配筋率也比较大。B2组的加载曲线可以看出其其极限承载力最小，这是应为B2组的水胶比较大，虽然其配筋率还可以，但是对其极限承载力的影响很大。由图可以看出，B1和B2的曲线很相似，B1和B2组的主要区别在于他们的养护方式不同，水胶比相差很小，这就说明，养护方式对沟盖板极限承载力的大小影响不大。B4比B5的承载力低，说明了板厚对沟盖板承载力的影响是有的，而且不可忽视。而且B4在卸载时比B5下降的更快，这也说明板厚对其影响来的比配筋更加明显。B3组板厚和B1、B2相当，但是其配筋率太低，导致其曲线变化过快。

4  结    论

（1）随着板厚度的增加，UHPC沟盖板的及极限承载能力也在增加，每增加5mm，其极限承载力提高大约55%。

（2）其他条件相同的情况下提高配筋率，可以提高其承载能力，提高板的延性，抑制裂纹的产生。

（3）水胶比在0.2时板的极限承载能力最好。

（4）标准养护和蒸汽养护对沟盖板最终承载力影响不大。

参考文献：

[1]阎培渝. 超高性能混凝土（UHPC）的发展与现状[J]. 混凝土世界， 2010（15）：36-41.

[2]陈宝春，韦建刚，苏家战，黄伟，陈逸聪，黄卿维，陈昭晖.超高性能混凝土应用进展[J].建筑科学与工程学报，2019，36（02）：10-20

[3]李良，钟镇鸿，周志成，杨宝鹏.超高性能混凝土UHPC力学性能及应用介绍[J].混凝土世界，2018，（第9期）.

[4]石林泽，徐晨翱，丁勇，梁宇辉，邹毓敏，邱小珊.自然养护下UHPC制备方式与抗压强度分析[J].工程建设与设计，2018，（第3期）.

[5]胡丽丽.地铁车站出入口水沟盖板问题分析及改进探讨[J].科技经济导刊，2019，27（08）：61-62.

[6]张斌.光伏电缆沟盖板的应用研究[J].技术与市场，2017，24（12）：77-79.

[7]杨医博，冼剑华，刘福财，潘文智，黄鸿浩，蔡铉烨，郭文瑛，王恒昌，肖敏.RPC电缆沟盖板承载能力试验方法研究[J].混凝土与水泥制品，2016（08）：30-32.

[8]刘宝，刘纪东，冯友军，孙冰，陈滨.新型配电室电缆沟盖板的研制[J].山东电力技术，2015，42（06）：78-80.

[9]曾伟，柯子桓.新型电缆沟盖板在配电网工程中的应用研究[J].科技创业家，2013（22）：85-86.

（国网湖北送变电工程有限公司  湖北 武汉 440000）