唐世奇++孙建峰++毕立伍
DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.25.029
摘 要：随着东北电网总装机容量、社会用电量的增加，同时为了减少征占地数量，加大电网通道的利用率，变电站的改扩建工程也随之增加。研究探索，A型钢管构架柱十字拉线式外加固，这种施工作业面小、耗时较短的施工方法。本文以本期科尔沁500kV变电站的三期扩建工程为例，结合施工经验及相关理论依据制定出确保加固后A型钢管构架柱的质量、强度、刚度满足生产需求，供施工同行参考借鉴。
关键词：A型钢管构架柱 十字拉线式外加固 施工方法及措施
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）09（a）-0029-02
目前应用较广的构架种类有塔架柱和构架柱两种。塔架柱，制造工艺复杂，节点处应力集中较大，但是结构的自重轻，便于吊装，易于拆建；A型柱，采用两钢管组成人字型，并在距柱顶约1/3处设水平腹杆与人字型钢管刚接，降低柱肢长细比，平衡整体受力情况，提高纵向柱体的稳定性。正因A型柱的较高稳定性和经济性，使得A型构架柱在变电站内有较广的应用。
1 变电站构架外加固方式的选定
科尔沁变电站三期扩建工程，出线采用主变间隔向西侧向出线，原构架相应进线及挑线梁柱不满足此方案挂线荷载及构造要求，因此，需在本次施工中做出相应的调整。共加固中间柱3个、母线柱5个、新建出线梁5个、梁走道5个以及爬梯8个；原基础可利用不变。
变电站内500kV构架采用全联合钢结构，柱采用钢管人字柱，梁采用三角形梁（钢管主材、角钢斜材），梁柱铰接，热镀锌防腐，基础采用混凝土独立基础，柱与基础采用杯口连接。
1.1 混凝土抱箍式A型钢管杆外加固
在A型钢管杆外，利用钢管杆外壁为模板，绑筋浇筑混凝土，并设置横向拉筋为实现横向联接的目的；同时使加固钢管混凝土墩柱与基础实现底部锚固，增加A型钢管杆的横向抗剪切约束力。
此方法，有利于新增钢管柱的横向稳定性，具有构造简单、受力明确合理等优点。但对于扩建工程施工，无法满足国家电网公司要求的整体统一的标准工艺，影响变电站美观效果。
1.2 混凝土内灌式A型钢管杆加固
在A型钢管杆第一个法兰上方开孔，利用高压泵送设备将自密实混凝土注入钢管杆内，逐层缓慢注入，并震动钢管外壁，根据钢管震动频率的差异确定混凝土浇筑的高度直至设计高度。常温下龄期达到14d后，利用超声法检测混凝的密实度是否满足设计要求。
此方法，利用钢管混凝土在结构上能够将“钢管、混凝土”二者的优点结合在一起，但是其造价高，且施工作业区域临近高压带电体，给施工带来难度。
1.3 十字拉线式A型钢管杆外加固
选用M25一端留有丝扣，一端平头的圆钢，并于两端加工上带有孔洞的钢板，有丝扣侧为调节端，无丝扣侧与构架本体中端的抱箍相连接。加固一个A型钢管杆需用四根圆钢连接件，中间由张力线夹联系。张力线夹由4个U型螺栓与一个紧固夹板连接，两侧有耐候橡胶垫，既起到保护的作用，也起到加强两种部件紧固的作用，防止错位滑动。
此方法，拆装方便快捷，紧固件生产周期短，耗材需求量少，节约生产成本，符合国家电网公司标准工艺的成品要求；同时，成品质量便于检查，为日后运维生产单位也提供了便利。
2 荷载效应的计算及原理
2.1 工艺荷载
变电站500kV配电装置，500kV构架导线荷载如表1所示，其中耐张串与悬垂串均布置在一个横梁上，同时考虑设置V型悬垂串挂点，悬垂串同V型悬串只挂一种，耐张串挂点高20.5m，横梁采用三角形梁。
构架安装过程应考虑如下几点。
（1）每个构架均可能单侧拉线，不允许设临时拉线。
（2）短路附加拉力为正常的2倍，作用时间0.35s。
（3）施工时，横梁考虑上人200kg，绝缘子串考虑上人150kg。
2.2 荷载效应组合
500kV构架安全等级为二级，重要性系数为1.1；荷载分项系数一般可按下列数值取用：（1）永久荷载的荷载分项系数G取1.2；（2）可变荷载的荷载分项系数Q取1.4，对温度变化作用取1.0，对地震作用取1.3；（3）偶然荷载的荷载分项系数A取1.0。
复冰气象条件下的导线张力，结构风压计算风速取V=10m/s，不考虑其他附加荷载。
最大风气象条件下的导线张力，最大风速作用下的结构风压，风向与导线作用方向垂直，则不考虑其他附加荷载。结构风压计算风速取V=10m/s，考虑紧线产生的垂直荷重，同时梁上的紧线相有2kN的人及工具重的集中荷重一般只考虑单相紧线（任意相），不考虑三相同时紧线。
其他需要考虑计算依据包含检修工况、计算长度、变形和裂缝的控制等。
2.3 构架计算
在计算以十字拉线式外加固方法是否满足现阶段构架荷载，设计单位选择应用SAP2000结构分析软件。利用CAD软件绘图编辑，导入SAP2000中，填写已知荷载数据并建模，从而确定十字拉线式外加固方法是否能满足现场A型构造柱的加固需求。
2.4 工艺原理
由于本次工程改造，导致站内上层线路出线方向由南北方向，变为东西方向。因原构架柱管壁偏薄，柱子腰部受力时人字柱结构成了几何可变体，当柱子双侧挂线时，横担与柱的焊口的主应力不满足要求，所以，采用柱子平面内加拉线约束，将人字柱分两段用交叉拉线约束，构架柱上做抱箍用来做斜拉线的支座。
3 施工方法及措施
十字拉线式外加固方法，因其方法新颖。安装前需预调丝扣长度、安装过程中有固定组装顺序等施工特性决定，并且是加固必须消耗时间。所以，应在准备作业耗时方面提高效率。另外，构架加固属于吊装作业，由专门的作业班组完成，同时要与高空作业人员衔接配合。
4 结语
在施工过程中要强化吊装作业班组组织建设、保持班组人员稳定性、提高组织纪律性和配合意识。同时，本文针对变电站改扩建工程的构架柱提出了新型高效率的加固措施，并在科尔沁500kV变压站三期扩建工程中进行了应用实践，取得了良好的效果，确保了国家电网公司要求的工艺质量，极大提高了构架加固工作的施工效率，為工程的构架二次加固施工进度提供了有力的保障。
参考文献
[1]中华人民共和国建设部编.GB 50205-2001，钢结构工程施工质量验收规范[S].中国计划出版社，2001：195-196.
[2]国家能源局.DL/T 5457-2012，变电站建筑结构设计技术规程[S].中国计划出版社，2012：132-133.
[3]QGDW 1183，2012，变电（换流）站土建工程施工质量验收规范[S].国家质量监督检验检疫总局，2012.endprint
