電力設備裝配式基礎研究現狀

周劍峰

【摘??要】電力工程的不斷發展，對工程投資、建設周期及社會環境都提出較高的要求，傳統的建筑工藝以無法滿足現今的需求，預制裝配式基礎的設計與應用是變電站的基礎性改革，其將變電站的設備基礎建設與施工模式進行轉變。目前裝配式基礎在電力設備中應用取得了一定的成效。本文主要對電力設備裝配式在國內外的研究現狀及應用進行分析。

【關鍵詞】電力設備;裝配式基礎;研究現狀

變電站裝配式基礎采用混凝土預制與裝配相結合的設計理念，通過結合電力設備基礎的建設要求，將力學進行優化與應用，從而制造出便捷、低價、可重復使用的裝配式電力基礎，有效彌補澆筑鋼筋混凝土的不足，從而有效縮短電網建設周期，提高功效，從而取得良好的經濟效益，為生產改造、電力建設及電力搶修提供重要保證。

1.裝配式基礎設計原理及實現方法

裝配式基礎的設計原理首先需要清楚了解構支架的受力情況，將結構力學及材料力學作為基礎所在，在此基礎上使用鋼筋及混凝土做成便捷、精度高的小型構件，將這些小型構件進行組合從而用其替代現澆混凝土，在建筑中運用裝配式構建在日后的搶修、施工及停電過度中都將發揮較好的作用。

裝配式基礎實現的方法主要是將傳統的基礎建筑進行模型，對其進行測算分析，依照分析結果將其分解成為小型構件模塊，以此滿足今后的施工要求。對于變電站而言，由于其有著長期運行的特殊性，有幾種裝配式的基礎方案，其中基礎組裝的形式各不相同，從而能夠更好的滿足裝配式基礎的運行要求。通過對建筑的剛性和強度進行考慮，在進行構建設計的時候應設置合理的連接方式，從而能夠更好的滿足強度的需求。在進行混凝土構建模具設計的時候，首先需要對模具進行設計，然后對其進行強度試驗和力學驗算，使其更好的滿足現場的要求。在進行安裝的時候，應選擇合適的場地，同時也應對構建進行定位以及對場地進行防腐設計，對場地進行破壞性加載、正常靜態及負載組合等試驗，對試驗結果進行記錄，根據實驗結果選出最佳的裝配方案，最終完成產品構型[1]。

2.電力設備裝配式基礎國內研究現狀

中國電力科學研究院輸變電工程力學研究所的魯先龍與中國地質大學工程技術學院的乾增珍曾提出組成裝配式基礎所需要的模具分別包括預制混凝土橫梁、鋼支架及條板，并認為以上三種部件組成裝配式基礎構建之后其將具有良好的工作性能，但是也存在缺點，就是承載性能將會受到水平負荷的影響。

國家電網江蘇省電力公司的李志明設計了能夠在變電站現場進行快速組裝的鋼結構構建。其主要是通過空間桁架組合而成的，鋼架內部采用焊接的方式進行連接，單元與單元之間采用螺栓的方式進行連接，這樣的連接方式不僅能夠對建筑的整體剛度進行保證，同時在安裝前后的拆裝環節也更加便捷，有效的緩解運輸困難的問題。其可在短時間內實現新舊設備更換，能夠對設備基礎進行重復利用，從而提高基礎建筑的利用率[2]。

中國礦業大學的王梓源對裝配式塔桅的結構基礎進行研發。主要由內容、配重環及底板組成的此基礎，其中內環的外形為圓錐臺型，自上而上其皆套有若干的配重環，可將其自鎖在內筒之上，然后將內筒坐落在底板之上，從而使得配重環、內筒與底板之間連接成一個整體，同時底板與配重環之間皆留有豎向間隙。同時通過相應的實驗表明，此種構件方式能夠有效提高基礎的抗傾覆能力。

在2018年1月25日由于受到暴風雨的影響，宜興一回線為500kV的輸電線工程發生冰災倒塔事故。在發生此事故之后，國家電網湖北送變電工程有限公司的姚鵬、趙琦等人對此風險進行研究分析，并提出此線路可采用鋼構成的三角桁架裝配式基礎，而這樣配件方式在湖北省為首次應用，當運用之后不僅該線路恢復正常運行，同時也可為今后抗冰救災提供相應的經驗。

福建永福電力設計股份有限公司的陳彬和國家電網福建省電力有限公司科學研究院的王健以等人對高壓輸電設備的裝配式基礎進行研究與分析，通過采用力學分析基礎對受力模型進行分析，通過對構件之間的連接方式以及材料的強度進行考慮，以此為基礎，其提出一套預制基礎設計方案，其有良好的協同工作性能，主要是將原臺階進行分體。在此設計中，混凝土柱是由兩個基礎模塊拼接而成的并將其放置在底板的下方，然后將模塊的頂部進行預埋，最后使用槽鋼對模塊進行固定從而形成一個整體[3]。

福建電力培訓中心的工程師陳宗華結合福建裝配式基礎的施工現狀，并結合線路情況，對裝配式施工方法進行總結。

南京工業大學的蔣剛、張大長等人對不同基礎尺寸的裝配式鋼結構進行抗承載力、抗壓力以及變形實驗研究，對型鋼基礎與土體變形和破壞形式進行相應分析，并以此為基礎提出抗承載力與抗壓能力的相應計算理論。

3.電力設備裝配式基礎國外研究現狀

Edgar?L?Borreson發明能夠對吸收振動能量及調平的預制混凝土技術，搞基礎主要由5塊預制混凝土塊連接而成，通過對其進行角鋼調節，其能夠始終保持平衡以及對振動能量進行吸收。

Aloys?Wobben設計多段式的風力渦輪機塔架的裝配式基礎。該裝配式基礎采用多段式的方式，所以此基礎可通過支撐桿將其固定在底部，也可通過調整螺栓將其調平。

Carasten?Thrue對變電站的基礎模塊進行介紹與研究，該基礎主要是通過多個長方形模塊合并而成的靜態基礎，然后用插頭將相鄰的兩個長方形模塊進行連接[4]。

Dae?Hong?KIM等人對微型樁輸電塔基礎進行研究設計，其中包括與輸電塔主桿相連接的錨構建以及與錨構建基礎件相連接的微樁。此構建基礎中各構件皆是通過螺栓進行連接，所以在出現問題的時候可通過調節螺栓來解決問題。

Adams對半樁配化的砌塊混凝土基礎進行研究，首先需要預制混凝土塊，然后將鋼筋放在相應的位置并澆筑混凝土，采用緊密拼接的布置方式從而形成搶下基礎體系，使其與墻澆筑在一起。

4.總結

現今，電力設備裝配式基礎在國內外研究及應用較多的是裝配式階型基礎，其中包括全混凝土預制獨立基礎、全鋼預制獨立基礎及鋼筋混凝土預制獨立基礎。全混凝土預制獨立基礎是通過若干塊混凝土預見連接而成的，此種較為簡單，并且造價便宜，所以具有良好的應用于推廣價值。全鋼筋預制獨立是由若干型鋼組合連接而成的，此類構建較輕，但是對防腐要求較高，所以使其造價過高。鋼筋混凝土預制具有較好的綜合效益。

參考文獻：

[1]榮洋，王小平，曾華益，尹磊.電力設備裝配式基礎研究現狀[J].建材世界，2019，40（03）：63-66.

[2]金濤，雷雨，王京波，鐘燃，肖海濤.裝配式基礎在輸電線路搶修中的應用和造價分析[J].湖北電力，2018，42（03）：26-29.

[3]賈克音，衛軍輝，韓見超，楊洪濤，賈大鵬，董立新.變電站設備裝配式基礎的設計及應用[J].科技展望，2016，26（25）：89-90.

[4]楊梅，趙鋼.電力設備裝配規劃虛擬數學建模分析[J].電氣應用，2014，33（16）：83-86.

（作者單位：浙江雙成電氣有限公司）