浅谈变电站装配式建筑的应用

浅谈变电站装配式建筑的应用

韩长磊

国网甘肃省电力公司白银供电公司甘肃白银730900

摘要：传统变电站建筑主要以钢筋混凝土结构为主，这种建筑不仅工程量大，而且对环境有较大的影响，同时不易保证施工整体质量。伴随着我国钢结构技术的日益成熟，建筑工业已成为我国建筑业未来发展的主流方向。本文就变电站装配式建筑结构与传统的钢筋混凝土结构进行对比，进而更加有力的说明装配式建筑在将来变电站中的应用。

关键词：变电站；装配式；应用

引言

装配式结构是指所有零构件均由工厂内部实施全工业流水化生产架构，加工完成后再配送至现场进行装配成型。在国外装配式建筑已经非常成熟，法国埃菲尔铁塔早在1889年就通过装配式结构完成建造[1]。当前，受到其施工进度快、抗震性能强、绿色安全等方面优势的推动，我国对装配式建筑的认可程度日益增加。对于上述大环境的改变，作为城市不可取代的重要角色，变电站也应朝着装配式建筑的大方向改变。当前，我国变电站主要以钢筋混凝土结构为主，在建设工程中工程量较大、同时对周边环境造成一定的影响，而使用装配式建筑则能很好的解决这些问题，极大推动变电站朝着绿色环保方向迈进。

1钢结构和钢筋混凝土结构对比

1.1钢筋混凝土框架结构体系与钢结构体系的区别

钢筋混凝土框架结构体系，受力的合理性受到约束，所以梁柱截面大多使用矩形，在受压和受弯的情况下，鉴于截面压力分布不同，材料强度很难发挥，构建截面大自重也大，一般框架结构体系承重量约为30%，使得钢筋混凝土结构较为极大，不仅外观单一，而且占用了大量的空间[2]。此外，户内站需提前预埋好相关埋件，若出现埋件错误，补埋较为困难，同时使得工艺安装质量受到影响。而钢结构体系截面较小，整体较为轻盈，很好的解决了以上钢筋混凝土框架结构体系的难题。

1.2抗震性对比

钢筋混凝结构极大延伸性较为一般，而钢结构自身较轻，延伸性极强，同时有很强的抗震效果。参照建筑抗震设计规范，对于VII级别的地震带区域，如果使用钢筋混凝土结构，抗震方法需根据当地抗震预防度再提高一个级别，即为VIII度预防[3]。这使得钢筋混凝土结构需要增加一定的成本，而使用钢结构不存在提高I级别问题，其仅需要针对框架进行基本焊接、增加控制即可。

1.3施工质量对比

钢结构零构件均可在工厂内部完成，既可以保证构件质量，又不受外界自然环境的影响，保证构件在规定时间内，根据施工现场吊装工序要求，在工程内加工生产，满足现场组装需要，可一边加工一边运送同时进行安装，避免了施工现场材料堆砌的情况出现。混凝土结构由于施工周期较长，同安装交叉工业的冲突较多，受到外界环境的影响，在环境恶劣的情况下工程质量很难保证。

1.4施工工期

钢结构内部构造的生产加工均可在工厂内部完成，并不受到外界环境因素的影响，施工工期较短，正常情况下要比钢筋混凝土结构工期少3个月以上。如果出现恶劣的天气，钢筋混凝土结构的施工会受到严重制约，尤其是在我国南部地区，暴雨、台风较为频繁，往往使得变电站施工工期难以控制。

2钢结构变电站的应用

钢结构变电站在国外已经非常成熟，多数国家工业厂房都是使用钢结构组建。新中国成立后受到经济发展的限制，钢铁工业发展水平不高，工业厂房建造仍然以钢筋混凝结构为主。随着改革开放以来我国经济水平的日益紧张，使用全钢结构厂房日渐增多。对于抗震设防裂度超过VII级别地区的110V~220KV户内变电站，使用钢结构比较有利。当前，例如上海已经完成110KV钢结构户内变电站建造。

3实际案例

本案例是以上海某变电为例，其采用的是110KV户内变电站钢结构进行设计、建造和安装，设计使用年限为30年[4]。构造方案：选型主体构造均使用预制钢构造为框架，楼板使用压型板为底部模板。外墙使用国内统一转配式ASLOC板，内墙使用转配式埃特板。构造力量传输路径：钢柱和基础的连接使用铰链，梁和柱使用刚接进行连接，次梁和主梁、支撑和框架梁、柱全部使用铰链。使用材料：梁柱和垂直支撑为H型钢，都使用Q345-B钢；地脚螺栓使用Q235-B钢建造，全部使用C级螺栓。零件连接使用10.9级的摩擦型高强度螺栓，材料为20MnTiB；楼梯板材料和轧制型钢使用Q235-B钢建造，钢框架梁柱和次梁柱均在工厂内加工制造，预制转配率达94.8%，并不需要支模施工。本次方案钢结构和钢筋混凝土结构上方估算，钢结构柱底轴力为2517kN，钢筋混凝土底部最大轴力为4000KN，轴力约小了40%。所以，能够有效避免不必要的地基浪费和其它费用支出。结合相同方案两个体系进行费效比估算，装配式变电站费效比约为39.1%，而钢筋混凝土结构费效比约为40.2%。因此，装配式变电站费效比要少于钢筋混凝土结构费效比，装配式经济性价比更高。

4结语

整体而言，钢结构变电站与传统钢筋混凝土结构变电站对比优势较多，能够很好的弥补传统变电站不足之处的同时，避免不必要的经济成本浪费，缩短施工工期，降低不必要的基础地基浪费，同时降低变电站费效比，并满足居民用户的实际用电需求。

参考文献

[1]张立奎,张英敏,苗淼.多端柔性直流输电系统协调控制策略[J].现代电力.2016，02(01):44-45.

[2]郭小鹤,靳宝宝.预制舱式二次组合设备在高海拔地区的应用[J].科技创新与应用.2013，03(35):59-60.

[3]周曙琛,刘西中,朱勇等.电站设备外绝缘全复合化趋势[J].电网与清洁能源.2013，05(08):69-70.

[4]张恩铨,唐国仁.1000kV特高压同塔双回线路钢管塔施工质量控制[J].青海电力.2013，04(04)：59-90.

作者简介：韩长磊，男，（1985.3-），毕业于中国人民解放军工程兵指挥学院，本科学历，主要从事于110kV及以下输变电工程中变电站土建专业的设计工作。