Как выполняются стыки бетонных опор линий электропередачи?

Бетонные опоры ЛЭП часто ограничены по длине при транспортировке и монтаже, поэтому их изготавливают секциями и стыкуют на месте. Стык — самое слабое место всей опоры. При неправильной обработке он напрямую снижает несущую способность и может даже привести к падению опоры.

В настоящее время в строительстве стыковка бетонных опор в основном выполняется сваркой стальных колец. Стальные кольца заделываются в торцы секций опоры. При стыковке два кольца выравнивают и центрируют, оставляя зазор под сварку 2–5 мм, а смещение кромок не должно превышать 2 мм. Сварку предпочтительно выполнять дуговой сваркой. Перед сваркой необходимо удалить ржавчину и загрязнения в зоне шва и рядом с ним. Работу должен выполнять квалифицированный сварщик; после сварки в установленном месте ставится клеймо с кодом сварщика для прослеживаемости. При толщине стального кольца более 6 мм необходимо выполнять V-образную разделку кромок и многослойную сварку. Стыки слоёв шва должны быть смещены, а при заварке кратера его следует заполнять полностью. Сварной шов должен иметь гладкую мелкочешуйчатую форму с определённым усилением; на внешней поверхности не допускаются трещины, непровары и другие дефекты.

Наиболее наглядный показатель контроля качества сварки — степень изгиба. После сварки опору укладывают на землю для проверки. Изгиб как секции, так и всей опоры не должен превышать 0,2 % соответствующей длины. При превышении предельного значения необходимо разрезать, выправить и заварить заново. Статистика показывает, что на каждые 20 сваренных стыков примерно один превышает допуск по изгибу, а переделка одного стыка занимает примерно в 2–3 раза больше времени, чем обычная сварка. Этот показатель настолько строг потому, что изгиб создаёт дополнительный изгибающий момент, из-за чего стык при фактическом нагружении испытывает большее напряжение, чем расчётное значение.

Требования к прочности стыка также однозначны: прочность стыка должна быть не менее 95 % несущей способности сечения в месте стыка. Соединение основной арматуры с соединительными деталями следует выполнять сваркой; качество сварки должно соответствовать действующим нормам. Для предварительно напряжённых опор механизм работы стыка более специфичен. Экспериментальные исследования показывают, что при изгибном нагружении разрушение стыка предварительно напряжённой бетонной опоры чаще всего проявляется в растрескивании бетона при растяжении, тогда как стальное кольцо стыка не достигает предела текучести, что указывает на хрупкий характер разрушения. Деформации стального кольца стыка приблизительно соответствуют гипотезе плоских сечений. Исходя из расчёта по предельным состояниям эксплуатационной пригодности, опора имеет средний коэффициент запаса около 1,2 до обрушения. Это означает, что конструкция стыка сама по себе имеет запас, но как только стальное кольцо корродирует или в сварном шве появляются дефекты, запас быстро исчерпывается.

Антикоррозионная защита стыка — ещё один ключевой этап. Стальное кольцо и сварной шов длительно подвергаются воздействию атмосферы и являются наиболее ранним местом коррозии всей опоры. Опыт эксплуатации показывает, что стальные кольца и фланцы в зоне стыков опор корродируют довольно сильно. У фланцевых конструкций ранней постройки очистка от ржавчины затруднена, и коррозия идёт быстрее. Антикоррозионная обработка обычно состоит из двух этапов: после сварки и очистки сварочного шлака и окисного слоя наносится антикоррозионная краска или выполняется защита от коррозии согласно требованиям проекта; в зонах с агрессивной коррозионной средой можно применять обёртывание стального кольца и места соединения бетона со стальным кольцом эпоксидным стеклопластиком, используя стеклоткань в качестве армирующего материала и смолу в качестве связующего, образуя антикоррозионный слой, изолирующий влагу. В последние годы также появились технические решения, в которых снаружи стыка устанавливается стяжной хомут с конической отводящей площадкой; с помощью герметизирующего дугового паза предотвращается проникновение внешней влаги в поверхность соединения, что замедляет коррозию у источника.