传统混凝土预制件电缆井盖板的局限性与创新设计研究

传统混凝土预制件电缆井盖板的局限性与创新设计研究

陈泽坤梁仁杰

广东电网有限责任公司中山供电局　广东中山528400

摘要：在我国城市现代化建设过程中，电缆是重要的基础设施，直接决定了城市的发展水平。电缆井盖板是城市电缆体系的重要组成部分，可以提高电缆体系运作的稳定性与安全性，给后续电缆维护、改造等各项工作提供基础支持。本文先阐述了传统混凝土预制件电缆井盖板的局限性，接着引入了一种新型的电缆井盖板设计方案，设计了底层支撑架、上层盖板、契形自锁装置、直角卡扣组件、拉环杆等各项细节内容，使得电缆井盖板可以发挥更好的效果。

关键词：混凝土预制件；电缆井盖板；底层支撑架；上层盖板

随着我国城镇化建设进程的不断推进，城市规模也得到了较好扩张。这也给城市基础设施建设带来了诸多挑战，在电力领域也表现得非常显著。在电力基础设施建设过程中，电缆井是非常重要的电缆节点。在电力线路出现问题的时候，通过电缆井可以进行快速检修与处理，保证城市供电的稳定性。但是现阶段电缆井盖板基本上都采取了传统混凝土预制件模式，在实践应用的时候出现了较多问题，表现出了显著的局限性。在这种情况下，就有必要积极探索电缆井盖板的创新设计方向，使其在城市环境中可以发挥更好建设效果。

一、传统混凝土预制件电缆井盖板的局限性分析

在城市现代化建设与发展过程中，城市供电线路的电缆化水平越来越高。为了方便施工与检修，电缆线路在铺设过程中往往需要设计较多电缆沟和电缆井。其中电缆井盖板需要充分考量城市路面的复杂路况，可以承受车辆的碾压，同时也要保证美观，并减少金属使用比例，降低井盖被盗的风险。在这些条件限制下，很多城市地区的电缆井盖板都选择使用钢筋混凝土结构预制件。为了充分承受车辆碾压，这种预制件设计得都比较厚重。在实际应用的时候，经常需要两个人以上才能够挪动，便捷性不足。不仅如此，混凝土的抗疲劳能力比较差，在承受汽车频繁碾压以后很容易出现碎裂等情况。综上所述，传统混凝土预制件电缆井盖板具有较多局限性，在实践应用过程中已经表现出了较多不足，需要在后续时间里进行积极创新调整，使得电缆井盖板可以取得更好的应用效果。

二、电缆井盖板的创新设计方案与应用方式

（一）设计思路分析

通过上文分析可以发现，传统混凝土预制件电缆井盖板存在重量较大、检修使用不便捷等缺点，在实际应用中存在较多问题。目前我国市面上除了传统混凝土预制件以外，还有其他类型的电缆井盖板。但这些电缆井盖板都存在不同的缺点。其中钢栅格盖板比较贵重，容易被不法分子偷走变卖。而新型树脂复合型盖板载荷能力比较差，难以承受汽车的频繁碾压。特别是在遇到大货车碾压的时候，很容易出现质量问题。除此之外，上述三种类型电缆井盖板还有共同的缺点，那就是三者都属于预制件，只能用在相应标准设计的电缆井中。如果不符合相应标准，则需要重新设计与制作，无法满足短时间的应急需求。基于这些情况，本文提出了一种新型的电缆井盖板，可以满足坚固、抗压等各类性能，同时也具有防盗功能，面对大部分电缆井都可以实现现场快速安装与应用，具有较强的兼容性。

（二）电缆井盖板的创新设计内容

关于电缆井盖板的创新设计成果主要分为以下五个部分，这里也结合每一个部分的内容进行详细概述，明确电缆井盖板的设计细节，使其在电缆井中可以得到较好的应用。

1. 底层支撑架

在电缆井盖板的底层支撑体系方面，选择了钢栅格结构，具体如图1所示。在纵向主梁设计中，使用扁钢作为主要载荷支撑，并结合载荷等要求，明确具体的高度、厚度等参数信息。在横向肋条的设计中，使用了扁钢、圆钢、棱钢等材料，并跟纵向主梁之间进行焊接连接，可以起到固定的作用。通过这种设计，可以保证底层支撑架在投入使用的时候，不仅仅具有足够的机械强度，同时还具有较强的形变吸能效果，显著增强了底层支撑架的抗压能力。除此之外，本结构使用了网格构造模式，显著降低了材料的使用量。钢栅格结构支撑架的设计方式也可以制作成为标准尺寸的预制件，应用于相应标准的电缆井建设项目中，同时也可以制作成为数米长的条状钢栅格板，在工程项目现场结合实际需求进行裁剪制作，应用到那些非标准的电缆井建设项目中。从这个角度来看，这种底层支撑体系的应用面比较广泛，可以解决当前预制件只能用于标准电缆井建设项目的困境。

图1 底层支撑架钢结构网络支撑架设计图

2. 上层盖板

本设计的上层盖板使用了高分子树脂复合材料，主要为ECM环氧修补砂浆，整体一体化浇筑成型。在本设计中，主要承受载荷的模块为下层盖板，上层盖板基本上不承受太多载荷。因此在设计的时候，上层盖板可以在厚度上有所下调，再加上使用了高分子树脂复合材料，使得现场施工安装的时候，上层盖板可以在很短时间内凝固。这样以后，上层盖板的抗弯、抗压等性能就可以在很短时间内达到设计强度要求，满足项目工程的需要。这种设计方式显著降低了现场施工的时间，提高了现场施工的综合效率。

3. 契形自锁装置

在本设计中，出于防盗的目的，设计了契形自锁装置，具体如图2所示。在契形自锁装置存在的时候，下层栅格盖板被向上拉动的时候，侧面的斜面就会对契形自锁装置产生横向推力。此时契形自锁装置与电缆井盖边框之间的摩擦力就会显著上升，阻碍栅格盖板向上移动，最终产生自锁效果。在正常检修需要拿走栅格盖板的时候，需要先将契形自锁装置移出，才能够将栅格盖板掀开。这个环节需要一定的时间，同时也具有较强的专业性。对于不法分子来说，想要直接移出契形自锁装置是非常不容易的，增加了他们的违法难度。这也使得本设计成果具有较好的防盗效果。

图2 契形自锁装置的结构展示图

4. 直角卡扣组件

在本设计中，还设计了直角卡扣组件，具体如图3所示。从图中可以看出，直角卡扣组件的加长螺母在上层盖板浇注的时候，直接固定在了上面。而异形孔沉头直角丝杆在转动的时候，横杆位与底层支撑架的栅格角度处于动态变化的状态。只有当横杆与栅格处于平行状态的时候，横杆才能够顺利进出栅格，此时上层盖板与底层支撑架处于分离状态。而当当横杆与栅格处于垂直状态的时候，横杆直接卡在栅格下方，上层盖板与底层支撑架是无法分离的。由于底层支撑架受到契形自锁装置的影响，在没有去除契形自锁装置的时候无法移动。因此整体结构都无法移动，从而实现了防盗功能。在本设计中，直角卡扣组件的异形孔是非常特殊的形状，使用常规工具无法转动直角卡扣组件，必须要使用专门的工具。因此整个装置的防盗效果更加显著。

图3 直角卡扣组件结构展示图

5. 拉环杆

在本设计中，拉环杆主要起到了螺丝刀的作用。在顶端形状与异形孔沉头直角丝杆的小孔契合，拉环杆转动的时候可以直接带动丝杆转动，从而实现上层盖板与底层支撑架的上锁与解锁。继续转动拉环杆，可以使其进入到直角卡扣组件的加长螺母里面。此时拉环杆就可以充当提起上层盖板的把手。这个设计是非常巧妙的，不仅可以快速拆解电缆井盖板，同时也可以作为上层盖板的提拉工具，使得整个结构的拆解操作变得更加便捷。

（三）电缆井盖板的应用特色和优点

1. 应用特色

结合本次设计的新型电缆井盖板来看，应用特色主要集中在三个方面。第一，本设计中盖板结构和双层设计，可以实现承重层和遮盖层的相互独立。这种设计方式显著降低了遮盖层的厚度，使得整套装置变得更加轻便，减少了制作难度，同时现场使用也非常便捷。第二，本设计中使用了契形自锁装置。契形自锁装置可以将外力转变为摩擦力。当外力越大的时候，摩擦力也越大，自锁装置的效果也就越好。第三，本设计中使用了拉环杆与直角卡扣组件的组合设计方式，丰富了拉环杆的功能。拉环杆本身具有开关锁的功能，才开锁以后还能够作为上层盖板的提拉把手。这种设计方式使得拉环杆具备了多种功能，在实践应用中具有较好的效果。

2. 应用优点

本次设的新型电缆井盖板具有多方面优点。特别是现阶段很多电缆井盖板虽然使用了便携式提升盖板工具，但盖板本质上还是钢筋混凝土，整体显得比较笨重。本设计则实现了结构与材料的创新，同时连锁闭锁功能也具有较多亮点。特别是钢网格的设计费昂是，可以在取出盖板以后直接观察内部情况，在检修的时候更加便捷。在后续推广使用的时候，可以在城市道路、变电站等多种场景中得到较好应用。不仅如此，这种设计方式也可以应用到排污井盖板中。在雨天积水的时候，打开盖板排水，内部网格依然可以起到保护作用，避免发生意外。

（四）电缆井盖板创新应用应该注意的问题

在电缆井盖板应用的时候，也应该注意多个方面的问题。第一，做好准备工作。本设计是电缆井盖板的创新应用成果，区别于传统类型的电缆井盖板。因此在实践应用的时候，施工团队应该做好准备工作，结合设计图纸明确电缆井盖板的设计细节，并做好技术交底工作，保证现场施工安装人员可以掌握新型电缆井盖板的各项细节内容，不存在争议问题，使得后续安装工作可以顺利进行。第二，做好现场的监管。在新型电缆井盖板安装的时候，施工安装团队也要做好现场监督工作，派遣技术人员进行旁站监督，积极处理现场出现的各类技术问题，保证电缆井盖板安装工作可以取得预期的效果。第三，进行后期调试。在电缆井盖板安装完毕以后，现场施工人员也要做好调试工作。调试内容主要集中在装置稳固性检查、契形自锁装置的有效性、拉环杆的使用效果等，保证电缆井盖板的各项优势可以得到较好体现。

结束语

综合来看，传统混凝土预制件电缆井盖板在实践应用过程中存在较多的困境与不足，需要在后续时间里进行积极创新拓展。本文结合当前不同类型电缆井盖板的应用现状，在明确这些电缆井盖板缺陷的基础上，设计了一种新型的电缆井盖板。新型的电缆井盖板不仅满足了承重、耐用等多种性能，同时还具有较强的防盗功能，可以取得较为显著的应用效果。后续城市地区在设计应用电缆井盖板的时候，可以考虑使用本文所提及的新型电缆井盖板，推动城市电力基础设施的稳定运作。

参考文献

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[4]张敏,吴英杰,包莹. 某供电公司电缆通道盖板现状及整治方案探讨[J]. 中国设备工程,2019,428(16):24-25.

第一作者：陈泽坤（1996-）男，广东潮州人，本科，助理工程师，研究方向电力生产应用。

第二作者：梁仁杰（1991-）男，广东中山人，本科，工程师，研究方向电力工程技术。