唐世奇++孫建峰++畢立伍

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.25.029

摘 要：隨著東北電網(wǎng)總裝機(jī)容量、社會用電量的增加，同時為了減少征占地數(shù)量，加大電網(wǎng)通道的利用率，變電站的改擴(kuò)建工程也隨之增加。研究探索，A型鋼管構(gòu)架柱十字拉線式外加固，這種施工作業(yè)面小、耗時較短的施工方法。本文以本期科爾沁500kV變電站的三期擴(kuò)建工程為例，結(jié)合施工經(jīng)驗及相關(guān)理論依據(jù)制定出確保加固后A型鋼管構(gòu)架柱的質(zhì)量、強(qiáng)度、剛度滿足生產(chǎn)需求，供施工同行參考借鑒。

關(guān)鍵詞：A型鋼管構(gòu)架柱 十字拉線式外加固 施工方法及措施

中圖分類號：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（a）-0029-02

目前應(yīng)用較廣的構(gòu)架種類有塔架柱和構(gòu)架柱兩種。塔架柱，制造工藝復(fù)雜，節(jié)點處應(yīng)力集中較大，但是結(jié)構(gòu)的自重輕，便于吊裝，易于拆建；A型柱，采用兩鋼管組成人字型，并在距柱頂約1/3處設(shè)水平腹桿與人字型鋼管剛接，降低柱肢長細(xì)比，平衡整體受力情況，提高縱向柱體的穩(wěn)定性。正因A型柱的較高穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，使得A型構(gòu)架柱在變電站內(nèi)有較廣的應(yīng)用。

1 變電站構(gòu)架外加固方式的選定

科爾沁變電站三期擴(kuò)建工程，出線采用主變間隔向西側(cè)向出線，原構(gòu)架相應(yīng)進(jìn)線及挑線梁柱不滿足此方案掛線荷載及構(gòu)造要求，因此，需在本次施工中做出相應(yīng)的調(diào)整。共加固中間柱3個、母線柱5個、新建出線梁5個、梁走道5個以及爬梯8個；原基礎(chǔ)可利用不變。

變電站內(nèi)500kV構(gòu)架采用全聯(lián)合鋼結(jié)構(gòu)，柱采用鋼管人字柱，梁采用三角形梁（鋼管主材、角鋼斜材），梁柱鉸接，熱鍍鋅防腐，基礎(chǔ)采用混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，柱與基礎(chǔ)采用杯口連接。

1.1 混凝土抱箍式A型鋼管桿外加固

在A型鋼管桿外，利用鋼管桿外壁為模板，綁筋澆筑混凝土，并設(shè)置橫向拉筋為實現(xiàn)橫向聯(lián)接的目的；同時使加固鋼管混凝土墩柱與基礎(chǔ)實現(xiàn)底部錨固，增加A型鋼管桿的橫向抗剪切約束力。

此方法，有利于新增鋼管柱的橫向穩(wěn)定性，具有構(gòu)造簡單、受力明確合理等優(yōu)點。但對于擴(kuò)建工程施工，無法滿足國家電網(wǎng)公司要求的整體統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)工藝，影響變電站美觀效果。

1.2 混凝土內(nèi)灌式A型鋼管桿加固

在A型鋼管桿第一個法蘭上方開孔，利用高壓泵送設(shè)備將自密實混凝土注入鋼管桿內(nèi)，逐層緩慢注入，并震動鋼管外壁，根據(jù)鋼管震動頻率的差異確定混凝土澆筑的高度直至設(shè)計高度。常溫下齡期達(dá)到14d后，利用超聲法檢測混凝的密實度是否滿足設(shè)計要求。

此方法，利用鋼管混凝土在結(jié)構(gòu)上能夠?qū)ⅰ颁摴?、混凝土”二者的?yōu)點結(jié)合在一起，但是其造價高，且施工作業(yè)區(qū)域臨近高壓帶電體，給施工帶來難度。

1.3 十字拉線式A型鋼管桿外加固

選用M25一端留有絲扣，一端平頭的圓鋼，并于兩端加工上帶有孔洞的鋼板，有絲扣側(cè)為調(diào)節(jié)端，無絲扣側(cè)與構(gòu)架本體中端的抱箍相連接。加固一個A型鋼管桿需用四根圓鋼連接件，中間由張力線夾聯(lián)系。張力線夾由4個U型螺栓與一個緊固夾板連接，兩側(cè)有耐候橡膠墊，既起到保護(hù)的作用，也起到加強(qiáng)兩種部件緊固的作用，防止錯位滑動。

此方法，拆裝方便快捷，緊固件生產(chǎn)周期短，耗材需求量少，節(jié)約生產(chǎn)成本，符合國家電網(wǎng)公司標(biāo)準(zhǔn)工藝的成品要求；同時，成品質(zhì)量便于檢查，為日后運(yùn)維生產(chǎn)單位也提供了便利。

2 荷載效應(yīng)的計算及原理

2.1 工藝荷載

變電站500kV配電裝置，500kV構(gòu)架導(dǎo)線荷載如表1所示，其中耐張串與懸垂串均布置在一個橫梁上，同時考慮設(shè)置V型懸垂串掛點，懸垂串同V型懸串只掛一種，耐張串掛點高20.5m，橫梁采用三角形梁。

構(gòu)架安裝過程應(yīng)考慮如下幾點。

（1）每個構(gòu)架均可能單側(cè)拉線，不允許設(shè)臨時拉線。

（2）短路附加拉力為正常的2倍，作用時間0.35s。

（3）施工時，橫梁考慮上人200kg，絕緣子串考慮上人150kg。

2.2 荷載效應(yīng)組合

500kV構(gòu)架安全等級為二級，重要性系數(shù)為1.1；荷載分項系數(shù)一般可按下列數(shù)值取用：（1）永久荷載的荷載分項系數(shù)G取1.2；（2）可變荷載的荷載分項系數(shù)Q取1.4，對溫度變化作用取1.0，對地震作用取1.3；（3）偶然荷載的荷載分項系數(shù)A取1.0。

復(fù)冰氣象條件下的導(dǎo)線張力，結(jié)構(gòu)風(fēng)壓計算風(fēng)速取V=10m/s，不考慮其他附加荷載。

最大風(fēng)氣象條件下的導(dǎo)線張力，最大風(fēng)速作用下的結(jié)構(gòu)風(fēng)壓，風(fēng)向與導(dǎo)線作用方向垂直，則不考慮其他附加荷載。結(jié)構(gòu)風(fēng)壓計算風(fēng)速取V=10m/s，考慮緊線產(chǎn)生的垂直荷重，同時梁上的緊線相有2kN的人及工具重的集中荷重一般只考慮單相緊線（任意相），不考慮三相同時緊線。

其他需要考慮計算依據(jù)包含檢修工況、計算長度、變形和裂縫的控制等。

2.3 構(gòu)架計算

在計算以十字拉線式外加固方法是否滿足現(xiàn)階段構(gòu)架荷載，設(shè)計單位選擇應(yīng)用SAP2000結(jié)構(gòu)分析軟件。利用CAD軟件繪圖編輯，導(dǎo)入SAP2000中，填寫已知荷載數(shù)據(jù)并建模，從而確定十字拉線式外加固方法是否能滿足現(xiàn)場A型構(gòu)造柱的加固需求。

2.4 工藝原理

由于本次工程改造，導(dǎo)致站內(nèi)上層線路出線方向由南北方向，變?yōu)闁|西方向。因原構(gòu)架柱管壁偏薄，柱子腰部受力時人字柱結(jié)構(gòu)成了幾何可變體，當(dāng)柱子雙側(cè)掛線時，橫擔(dān)與柱的焊口的主應(yīng)力不滿足要求，所以，采用柱子平面內(nèi)加拉線約束，將人字柱分兩段用交叉拉線約束，構(gòu)架柱上做抱箍用來做斜拉線的支座。

3 施工方法及措施

十字拉線式外加固方法，因其方法新穎。安裝前需預(yù)調(diào)絲扣長度、安裝過程中有固定組裝順序等施工特性決定，并且是加固必須消耗時間。所以，應(yīng)在準(zhǔn)備作業(yè)耗時方面提高效率。另外，構(gòu)架加固屬于吊裝作業(yè)，由專門的作業(yè)班組完成，同時要與高空作業(yè)人員銜接配合。

4 結(jié)語

在施工過程中要強(qiáng)化吊裝作業(yè)班組組織建設(shè)、保持班組人員穩(wěn)定性、提高組織紀(jì)律性和配合意識。同時，本文針對變電站改擴(kuò)建工程的構(gòu)架柱提出了新型高效率的加固措施，并在科爾沁500kV變壓站三期擴(kuò)建工程中進(jìn)行了應(yīng)用實踐，取得了良好的效果，確保了國家電網(wǎng)公司要求的工藝質(zhì)量，極大提高了構(gòu)架加固工作的施工效率，為工程的構(gòu)架二次加固施工進(jìn)度提供了有力的保障。

參考文獻(xiàn)

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