裝配式鋼結構在變電站建設中的應用

朱瑞玲

摘要：隨著我國社會發展速度的持續加快，我國社會生產與居民生活對于電力資源的需求量持續增加，這使得變電站的建設也成為了基礎設施建設的重點。裝配式結構變電站以其建設周期短、現場濕作業少、對周邊環境影響較小等優勢，近年來逐步成為國家大力推廣的一種建站形式。本文主要針對裝配式鋼結構在變電站建設中的應用進行詳細分析。

關鍵詞：變電站;建設;裝配式結構;鋼結構

1. 裝配式鋼結構在變電站建設中的優勢

（1）減小環境破壞與污染

在變電站建設中，選擇裝配式鋼結構就代表著工程中有許多構件可以提前在工廠直接加工生產，不但構件質量容易控制，而且可以減少現場各種模板等原材料的使用，從而減少對環境的破壞。該結構形式建筑內外墻體可采用一體化墻板，無需砌筑抹灰，在構件提前搭建時可以完成對管道的預埋，裝修準備也可以提前完成。另外，與傳統的施工方案相比，這種裝配式鋼結構模式在施工過程中產生的噪音很小，可以減少對周邊居民影響，更不會產生太多的揚塵和垃圾，從而能夠有效地保護環境，符合目前我國關于可持續發展的標準。

（1）縮短工期

事實上，對于建設項目來說，建設周期非常重要，而變電站的建設時間進程往往要求在比較短的時間內完成。變電站建筑的提前完工意味著其他相關工作可以提前進行，無論是對于供電企業來說，還是對于社會居民來說都是非常有意義的。但是，當變電站按照傳統的結構形式（現澆鋼筋混凝土框架結構）進行施工時，工程竣工時間往往比較長。如果選用裝配式鋼結構，工人只需在規定的時間內將零件組裝好，然后將其運到施工現場進行組裝，就可以完成變電站的施工。這樣，在一定程度上可以縮短工期，減少不必要的時間損耗。

（3）降低建設成本

目前，大多數建筑公司在進行變電站的施工時都更傾向于選擇裝配式鋼結構形式，其主要的原因在于，裝配式鋼結構施工能夠大大降低工程的資金投入。據了解，有部分環境比較惡劣的地區，變電站的施工難度較大，資金的需求較高，再加上長途物資運輸成本、人力資源成本、機器設備使用及運輸成本的增加，公司將面臨嚴重的資金短缺問題。在此情況下，使用裝配式鋼結構的公司，由于該結構在施工過程中不需要使用大型機械設備，也不需要投入太多的員工，這使得公司節省了大量的時間和成本，從而大大縮短了建設周期，有效增加公司的經濟效益。

2. 變電站建設使用裝配式鋼結構的具體形式

（1）輕型門式剛架

輕型門式剛架結構主要是指承重結構為單跨或多跨實腹門式剛架，主要以單層廠房鋼結構為主。該結構形式具有受力簡單、傳力路徑明確、構件制作快捷等特點，其主構架包括許多零部件，比如：剛架柱、斜梁、側向支撐、檁條、拉桿以及山墻框架等。該建筑結構的工藝技術施工發展很快，就目前行業中的建筑企業來說，絕大部分企業員工都能夠很好的掌握該建筑施工方式。就實際施工效果而言，該結構受力性能好，再加上制作起來相對簡單、工期短，在變電站建造單層建筑時可以選擇該結構形式，如獨立布置的GIS室。

（2）冷彎薄壁型鋼結構體系

冷彎薄壁型鋼結構體系由墻體、樓板和屋面三個體系組成。所用零件必須在室溫下由鍍鋅薄壁鋼制成。最好選擇C形或U形截面。冷彎薄壁型鋼結構的應用不需要柱，在一定程度上節省了大量的空間。而且這種結構體系施工完成后，具有很強的抗震、抗風能力。對于變電站結構來說非常適合。另外，冷彎薄壁型鋼結構體系中的鋼材為輕鋼，比較適合單層建筑或小型建筑，不適用含GIS室等重載建筑的多層建筑。

（3）鋼框架結構

具體地說，鋼框架是鋼框架與壓型鋼板組合樓蓋結構體系的結合體，即空腹梁、柱支撐的鋼框架體系。該結構體系目前是深圳地區近年來普遍推廣采用的一種多層結構形式。考慮到結構防腐蝕的問題，變電站配電裝置樓的建設方式主要仍然以室外地面以下部分采用傳統的鋼筋混凝土結構、地上部分采用鋼框架形式為主。

在截面選擇上，鋼框架柱主要以箱型截面為主，此截面形式無強、弱軸剛度之分，主次方向布置比較靈活。鋼框架梁主要以熱軋H型鋼為主，強軸方向受彎性能較好，同時可以節約鋼材。樓板主要以組合樓板為主，可采用“壓型鋼板-混凝土組合”施工技術，壓型鋼板作為澆灌混凝土的模板，節省了大量的木模板及其支撐，為各工程施工提供了寬廣的工作面，并可取得一定的經濟效益。

鋼框架梁柱節點通常選用柱貫通型剛接節點，鋼框架梁通過懸臂梁段與柱剛性連接，懸臂梁段與柱為全焊接連接，該部分均在工廠制作完成。梁的現場拼接采用全螺栓連接，施工方便、快捷。螺栓均采用摩擦型高強螺栓，該節點為全固接節點，抗震性能好，同時焊接工作在工廠完成，焊縫質量容易得到保證。樓層次梁支座均采用鉸接節點，梁腹板通過連接板與支座梁加勁肋全螺栓連接，節點構造簡單、施工方便。

鋼框架柱采用外包型剛接柱腳，基礎施工時先預埋短柱，短柱與上部框架柱采用全螺栓連接，施工方便，避免現場焊接作業，施工質量容易得到保證。采用外包型剛接柱腳可實現柱腳的完全固接，能可靠傳遞柱底彎矩，保證結構的整體穩定，同時可節省柱腳螺栓及加勁板鋼材。柱腳外包混凝土與地下室外墻及底板進行整澆，防水性能好，同時解決鋼柱地下部分的防腐問題。

3. 結語

總之，隨著社會的發展，各行業都在持續的進步當中。當今社會，無論是社會生產，還是居民生活，對于電力資源的需求都是呈現出持續上升的狀態，而變電站作為提供電力資源的主要場所，其建設周期及工程質量尤為重要。對于傳統的鋼筋混凝土框架結構，由于工期長、投資大，其弊端逐漸顯露。裝配式鋼結構屬于建設發展的新技術，具有工期短、投資少、操作簡單等特點，可以有效地縮短工程建設周期，使變電站盡快投入使用，盡早滿足社會和用戶需求。

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