王建中 安徽電力工程監(jiān)理有限公司

在城市建設(shè)和電網(wǎng)飛速發(fā)展的背景下，變電站建設(shè)的步伐也在不斷加快，在過(guò)去變電站進(jìn)行建設(shè)過(guò)程中，其基本的施工需要在施工現(xiàn)場(chǎng)將混凝土進(jìn)行攪拌和澆筑成型，這種形式本身的建設(shè)周期長(zhǎng)且施工速度較長(zhǎng)。而目前所使用的構(gòu)件建設(shè)是以直接拼接的形式來(lái)構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)，建設(shè)效率大大提升。鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用基于其強(qiáng)度高和承重力較大等特點(diǎn)，在目前變電站建筑施工中有著十分重要的作用。

一、變電站鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

當(dāng)前，變電站內(nèi)的構(gòu)架、配電裝置樓GIS 室、換流站閥廳主體鋼結(jié)構(gòu)及樓承板、墻面圍護(hù)系統(tǒng)安裝等普遍采用鋼結(jié)構(gòu)工程。變電站構(gòu)架鋼結(jié)構(gòu)主要采取的是人字柱和結(jié)構(gòu)式，而配電裝置樓GIS 室、換流站閥廳主體鋼結(jié)構(gòu)主要采用地下部分鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)，地上部分鋼框架結(jié)構(gòu)，地上部分樓板和屋面板鋼筋桁架的結(jié)構(gòu)體系，在下地下室的頂板上固定上部框架結(jié)構(gòu)，然后柱腳利用預(yù)埋螺栓進(jìn)行連接，控制二者質(zhì)量，可利用超聲波對(duì)其連接的質(zhì)量進(jìn)行檢查。而變電站的樓板一般都是組合結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)，具體為壓型鋼板，澆筑混凝土。墻體主要采用纖維水泥板夾發(fā)泡混凝土輕質(zhì)復(fù)合板墻體。

二、鋼結(jié)構(gòu)在變電站中應(yīng)用的特點(diǎn)

（一）承載力較高

在相關(guān)試驗(yàn)對(duì)比中發(fā)現(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)本身所產(chǎn)生的重力較強(qiáng)，有著較高的承載能力，并且本身鋼材的抗拉強(qiáng)度和各項(xiàng)性能指標(biāo)都要由于傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)，由于本身的截面較小也同時(shí)減輕了結(jié)構(gòu)的重量[2]。基于數(shù)據(jù)調(diào)查和研究表明，鋼結(jié)構(gòu)自重一般在，而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑的自重一般在，二者自重具有的差異性較大。且在承受何在期間，鋼結(jié)構(gòu)本身的自重輕也會(huì)減低基礎(chǔ)的工程造價(jià)，并可有效縮短建設(shè)周期。

（二）抗震性能較好

鋼結(jié)構(gòu)以其本身獨(dú)特的抗震性，目前在各個(gè)地震頻發(fā)地區(qū)已經(jīng)被廣泛使用，保障變電站的高效與穩(wěn)定運(yùn)行。并且鋼結(jié)構(gòu)在韌性、延性等指標(biāo)上也有著明顯的優(yōu)勢(shì)，有著較為良好的安全性。一般強(qiáng)度都需要能夠抵抗Ⅷ級(jí)別的地震。

（三）可實(shí)現(xiàn)靈活布置來(lái)減少空間利用率

在變電站使用傳統(tǒng)的建筑材料期間，由于本身材料的重量其所占據(jù)的空間也會(huì)相對(duì)較大，并且也會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)各種結(jié)構(gòu)尺寸不符合要求的情況。而目前所使用的鋼結(jié)構(gòu)本身自重較輕，這樣在占地面積上會(huì)小于其他材料，可以給予施工靈活作業(yè)創(chuàng)造更多的施工空間[3]。另外鋼結(jié)構(gòu)在被應(yīng)用到跨度較大的空間時(shí)，建筑平面本身的分隔效果也會(huì)的體現(xiàn)，以此來(lái)滿(mǎn)足變電站建筑的實(shí)際建設(shè)需求。

（四）可有效縮短施工工期

鋼結(jié)構(gòu)可以在現(xiàn)場(chǎng)裝配和工廠(chǎng)預(yù)制，這樣可以減少影響因素的破壞，并且也可簡(jiǎn)化質(zhì)量監(jiān)管的難度，可實(shí)現(xiàn)施工機(jī)械化開(kāi)展的目標(biāo)。并且從變電站的建設(shè)特點(diǎn)類(lèi)分析，一般都是在2-3 層，作業(yè)流程較為簡(jiǎn)單，各個(gè)分項(xiàng)工程之間并不會(huì)產(chǎn)生影響，可以減少時(shí)間成本和勞動(dòng)力成本的支出。

三、案例背景

本文以安徽合肥地區(qū)的長(zhǎng)臨河500kV變電站2、3 號(hào)主變擴(kuò)建工程、珠江路變電站為分析對(duì)象，這兩個(gè)變電站均廣泛應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)。其中利用鋼管制作構(gòu)架柱，利用三角鋼桁架作為橫梁，鋼管之間采取法蘭連接或者焊接的方式來(lái)進(jìn)行連接。配電裝置樓主體鋼結(jié)構(gòu)主要受力構(gòu)件有箱型鋼柱、焊接H型鋼梁及樓承板，鋼柱與鋼梁、鋼梁與鋼梁連接采用10.9 級(jí)高強(qiáng)螺栓連接，主鋼梁與鋼柱高強(qiáng)螺栓連接加焊接連接形式，采取單層、多層的框架結(jié)構(gòu)，且柱腳和柱頂采取固定連接的方式。

四、鋼結(jié)構(gòu)在變電站建筑施工應(yīng)用中常見(jiàn)的問(wèn)題和解決辦法

在一般變電站建筑結(jié)構(gòu)施工期間，常見(jiàn)的問(wèn)題主要有以下三種：

（一）防火問(wèn)題

在鋼結(jié)構(gòu)中，其耐火性較弱是存在的主要缺陷，變電站的防火要求高，一般設(shè)計(jì)防火等級(jí)為一級(jí)，鋼柱耐火3.0h，鋼梁耐火2h，樓梯和樓板耐火1.5h，防火措施不當(dāng)這對(duì)于整個(gè)建筑的安全性會(huì)造成不良影響。一般在溫度變化中，鋼結(jié)構(gòu)本身的平衡性和承載力會(huì)隨之降低，并且如果溫度較高，鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力也會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性失衡[4]。結(jié)合相關(guān)理論計(jì)算得知，在鋼結(jié)構(gòu)全負(fù)荷狀態(tài)下，其結(jié)構(gòu)失衡的臨界溫度為，但是如果真的發(fā)生火災(zāi)，火場(chǎng)溫度可能會(huì)達(dá)到，也因此在塑性變形的影響下，很容易使鋼結(jié)構(gòu)倒塌。而要想解決這種問(wèn)題，目前主要采取的水淋冷卻法、包覆法和噴涂法來(lái)保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)。實(shí)際操作中可選擇適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)方法，如噴涂法效果相對(duì)較為顯著，施工前進(jìn)行與底漆的相融性試驗(yàn)并根據(jù)要求現(xiàn)場(chǎng)送檢，最終按送檢品牌的產(chǎn)品參數(shù)進(jìn)行施工；作業(yè)前要了解當(dāng)天和第二天乃至其后一周雨日、風(fēng)力等情況，涂刷溫度5°-38°范圍內(nèi)均可施工，涂刷時(shí)相對(duì)濕度應(yīng)低于85%，涂刷24 小時(shí)內(nèi)必須嚴(yán)防淋雨。但噴涂可能會(huì)增加鋼結(jié)構(gòu)的承受力，其表面的平整性很難控制，因此需要結(jié)合實(shí)際情況來(lái)選擇適合的方法，確保涂裝均勻，無(wú)明顯起皺、流掛。

（二）防腐問(wèn)題

目前大多數(shù)變電站建設(shè)的區(qū)域都在戶(hù)外，基于外界環(huán)境的影響，很容易導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)變形，所以必須要采取長(zhǎng)期防腐的方法來(lái)保障鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

目前熱噴鋁復(fù)合涂層法是變電站鋼材防腐的主要方法，其可結(jié)合相關(guān)工藝在建筑鋼結(jié)構(gòu)的表面形成復(fù)合涂層，以此來(lái)保障結(jié)構(gòu)的防腐效果[5]。該種方法的主要優(yōu)勢(shì)在于：本身的構(gòu)件尺寸不會(huì)受到影響，在溫度變化下也不會(huì)發(fā)生變形情況。同時(shí)在防腐作業(yè)中，還需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的表面做好科學(xué)處理，保障其構(gòu)件本身的防腐效果，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的使用壽命。

（三）焊接問(wèn)題

鋼結(jié)構(gòu)在施焊過(guò)程中由于外部熱力作用容易引起外部應(yīng)力的變化，造成焊接變形異常，因此，在對(duì)其本身的焊工操作期間需要保障焊縫的致密性，盡量減少焊接收縮應(yīng)力的數(shù)值，避免發(fā)生局部應(yīng)力集中和應(yīng)力分布不均勻的情況。焊工技術(shù)水平低，同樣會(huì)造成焊接裂紋、氣泡等不良現(xiàn)象。另外焊接工人本身的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和焊接技能對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和質(zhì)量有著十分密切的聯(lián)系，因此，施工前應(yīng)對(duì)焊工進(jìn)行考核和焊接工藝質(zhì)量評(píng)定，選擇焊接工藝水平高的焊工，同時(shí)內(nèi)部也需要做好高級(jí)焊工的培養(yǎng)工作，保障變電站整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)變電站的可持續(xù)發(fā)展。

（四）鋼結(jié)構(gòu)特殊性的問(wèn)題

在變電站建設(shè)過(guò)程中，其所擁有的特點(diǎn)就表示必須要根據(jù)大量的埋管和線(xiàn)纜敷設(shè)來(lái)滿(mǎn)足變電站的運(yùn)行需求，這樣則需要很多設(shè)備開(kāi)洞來(lái)滿(mǎn)足這些線(xiàn)管的安裝要求。目前主要使用的是在板材內(nèi)包裹住鋼梁的方法，這樣可以在墻體上敷設(shè)管線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)暗敷埋設(shè)的效果，后續(xù)采取抹灰的方式來(lái)保持墻面的平整度要求，包裝整體墻面的清潔度和美觀(guān)性，在滿(mǎn)足變電站實(shí)用功能的背景下，保障其長(zhǎng)期使用的效果。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文結(jié)合安徽合肥地區(qū)的兩所變電站建筑施工中鋼結(jié)構(gòu)施工需要注意的問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出相關(guān)的解決措施，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)工程的建設(shè)和質(zhì)量防護(hù)工作提供一些有效的建議和意見(jiàn)，促進(jìn)變電站長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展與運(yùn)行。