韓根偉

（四川電力設計咨詢有限責任公司，四川成都 610041）

構架是變電站中很重要的構筑物，但構架的結構型式多種多樣，如何根據(jù)其電壓等級、構架柱梁的高度和跨度、導線拉力選擇合理的結構形式以達到安全、經(jīng)濟的效果是很重要的一個工作，本文主要針對750kV 變電站中的構架進行分析。

1 結構選型

某750kV 變電站中的750kV 配電裝置構架為雙層出線構架，底層出線構架高31m，上層出線構架高51.5m，梁跨度45m。

對于本工程中的構架梁和柱采用管桁架結構，管桁架結構是指用圓桿件在端部相互連接而組成的結構，結構中的桿件在節(jié)點處均采用焊接連接，而在焊接前，需預先按將要焊接的各桿件焊縫形狀進行腹桿及弦桿的下料切割，這就是需要對腹桿端頭進行相貫線切割及弦桿的開槽切割。管桁架中的桿件大部分情況下只受軸線拉力或壓力，應力在截面上均勻分布，所以更容易發(fā)揮材料的用途，如圖1、2、3、4 所示。

圖1 常規(guī)鋼管格構式柱節(jié)點

圖2 管桁架構架柱節(jié)點

鋼管直接相貫焊連接具有傳力路徑明確，構造簡單，建筑效果美觀等優(yōu)點。相比以往的構架梁柱，其取消了節(jié)點板及螺栓。將構架梁腹桿直接相貫焊接于弦桿上，格構梁某一平面的節(jié)點改為相貫線工廠焊接、整段運至現(xiàn)場進行組裝，現(xiàn)場無焊接工作量，同時取消節(jié)點板后節(jié)點處的風荷載也會減小，減少了構架梁節(jié)點板的用鋼量、降低了工程造價、加快了施工組裝進度。

相比以往的構架，管桁架結構取消的節(jié)點板和螺栓連接，構造簡單，支座安裝方便，結構穩(wěn)定性好。根據(jù)其受力特點，建立以下三種受力模型。

圖3 節(jié)點板螺栓連接梁

圖4 管桁架梁

2 全格構式模型

對其建立全格構式模型。根據(jù)已往經(jīng)驗綜合比較了各種因素，最終51m 高格構式柱根開尺寸選擇柱腳尺寸為3m×6m，梁截面尺寸為2.2m×2.2m，內力計算結果見表1，構架梁柱截面及重量見表2，計算模型見圖5。

3 人字柱+單根柱結構模型

對其建立人字柱+單根柱模型。對于最高的51m 柱采用直+加斜的型式，截面采用的φ720×10 鋼材；單根柱采用φ720×10 鋼材，梁截面尺寸為2.6m×2.6m，梁柱鉸接。內力計算結果見表3，構架梁柱截面及重量見表4，計算模型見圖6。

4 人字柱、單根柱和格構式柱組合結構模型（以下簡稱組合結構）

對其建立組合結構模型。51m 高的格構式構架柱弦桿采用φ377×6，腹桿φ219×6；單根柱截面為φ720×10，人字柱采用φ478×8 鋼材，梁截面尺寸為2.6m×2.6m，內力計算結果見表5，構架梁柱截面及重量見表6，計算模型見圖7。

表1 全格構式模型柱內力及位移

表2 全格構式模型梁及柱用鋼量

表3 51m 柱內力及位移

表5 組合模型內力及位移

圖5 全格構式計算模型

表4 梁及柱用鋼量

圖6 全格構式計算模型

表6 單根柱模型用鋼量

5 分析及結語

根據(jù)以上分析結構可知，三種結構型式的模型相比，可以得出以下結論：

（1）組合結構模型的梁和柱的用鋼量均比其他兩種模型有所減少，組合結構型式相比全格構式型式更加簡潔，相比人字柱+單根柱，由于人字柱+單根柱在51m 處為雙層出線，上層的出線拉力使該柱在31m 處的節(jié)點處受力很大，而把此柱設計成格構式柱可以把彎矩轉換成軸力，受力更加合理。

（2）組合結構相比全格構式模型構件數(shù)量少，相比人字柱+單根柱結構在51m 高柱處跟開較小，節(jié)省占地，為電氣的設備布置及帶電距離提供了更大的空間，因此本工程中的750k 構架型式推薦采用組合結構。

通過以上的三種不同模型的分析得出最合理的結構型式。這樣不僅可以達到保證安全性和經(jīng)濟性的效果，同時還可以保證實用性、美觀性。

圖7 組合結構計算模型