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1、,變電站構(gòu)支架安裝技術(shù),2013年7月,匯報內(nèi)容,一、內(nèi)容簡介 二、技術(shù)現(xiàn)狀 三、技術(shù)原理 四、先進性和創(chuàng)新點 五、工程應(yīng)用分析 六、技術(shù)發(fā)展趨勢,一、內(nèi)容簡介,1、本施工技術(shù)適用于1000kV以上變電站格構(gòu)式構(gòu)架安裝的施工 。 750kV變電站格構(gòu)式構(gòu)架可參照安裝施工 2、施工特點 構(gòu)架柱采用“組片安裝、單根桿件安裝、單節(jié)或多節(jié)組裝成籠后整體吊裝組立”的方案； 構(gòu)架梁采用“地面分節(jié)依次組裝成整體、然后整體吊裝”的總體方案。組裝采用“先組裝側(cè)面，再連接水平桿和腹桿，從中間依次向兩端組裝”的方式進行。,,構(gòu)架組裝采用輪胎式起重機在地面進行組裝。構(gòu)架柱上部組裝成籠后的多節(jié)柱吊裝和構(gòu)架梁吊裝均采

2、用大噸位的起重機。 每節(jié)柱、梁組裝完后，嚴格按照規(guī)程規(guī)范的要求進行質(zhì)量檢查，確保結(jié)構(gòu)的安裝精度。安裝過程中,桿件采用CAD實物放樣后進行安裝，做到分層分級控制；同時加強對螺栓、墊片安裝質(zhì)量的過程控制，確保構(gòu)架的安裝質(zhì)量。,特高壓技術(shù)，我國不僅擁有完全的有自主知識產(chǎn)權(quán)，而且這項技術(shù)在世界上是唯一的。-----------國家電網(wǎng)公司黨組書記、總經(jīng)理劉振亞 大型構(gòu)架安裝技術(shù)，屬于新技術(shù)、新工藝。 當前已有的特高壓工程： 鳳凰山特高壓試驗基地 晉東南-南陽-荊門1000kV特高壓試驗示范工程 皖電東送淮南-上海1000kV特高壓交流輸電示范工程（在建）,二、技術(shù)現(xiàn)狀,三、技術(shù)原理,1、技術(shù)原理

3、1.1 構(gòu)架柱組立采用“單根桿件安裝、組片安裝、單節(jié)或多節(jié)組裝成籠后整體吊裝”等多種方式相結(jié)合的方案；構(gòu)架梁采用“地面分節(jié)依次組裝成整體、采用履帶式起重機整體吊裝”的方案。 1.2 進行相關(guān)理論計算，主要包括不同吊件的起吊高度、起重量、吊點等計算，確定不同吊件的起重機選型、吊繩等選擇，以及起重機回轉(zhuǎn)半徑及起重機位置。 1.3 構(gòu)架梁采用4點綁扎起吊的方式，吊點位置經(jīng)計算確定，其計算以“鋼梁起吊過程中所承受的正彎矩和負彎矩的絕對值最小”為原則，綜合考慮鋼梁節(jié)點情況，確定吊點位置，一般對稱設(shè)置在下弦節(jié)點處附近。 1.4 構(gòu)架安裝過程中，盡量減少高空作業(yè)，在地面組裝成籠或整體，然后采用大t位起重機進

4、行單節(jié)、多節(jié)或整體吊裝，確保安全，提高效率。,,2 施工工藝流程圖 3 主要施工方法及步驟 3.1起重機分解組立構(gòu)架柱方案 （1）構(gòu)架組裝順序及方法。,,,,（2）起重機分解組立構(gòu)架柱方案采用組片安裝、單根桿件安裝、單節(jié)或多節(jié)組裝成籠后整體吊裝等多種方式相結(jié)合的施工方法。構(gòu)架柱組立方法及起重機選擇具體見下表：,,,（ 3) 構(gòu)架柱安裝現(xiàn)場實物圖片,,,3.2 構(gòu)架安裝過程中的精度控制及質(zhì)量檢查 精度控制是特高壓構(gòu)架安裝過程中的一個技術(shù)難點。構(gòu)架螺栓需不完全緊固，用纜風繩將各個根開尺寸調(diào)整至設(shè)計尺寸。對構(gòu)架四個方向的垂直度分別進行測量，用纜風繩調(diào)整至設(shè)計要求后，緊固至終擰值一半，完成該節(jié)的安

5、裝。 每節(jié)構(gòu)架柱組立完后，均應(yīng)用測量儀器和尺等進行檢查，嚴格控制構(gòu)架柱垂直度、法蘭頂面是否在同一水平標高等，遇超標情況時應(yīng)進行調(diào)整，直至滿足設(shè)計和規(guī)程規(guī)范的要求為止。通過驗收后進行下一步的安裝工作。 構(gòu)架柱組立完成后，通過纜風繩來調(diào)整構(gòu)架柱位移，再將螺栓擰緊。,,構(gòu)架柱分節(jié)對接時可采用構(gòu)架安裝調(diào)節(jié)裝置進行操作，該裝置作用主要有： 1、控制每個法蘭盤所有螺栓安裝后的相對位置和四個柱腳中心彼此間的距離，由于所有螺栓之間的距離基本固定，誤差全部有效控制在允許偏差范圍內(nèi)。 2、操作簡易方便，并能進行微調(diào)，有效調(diào)節(jié)和控制立桿與立桿之間的中心距離。,,3.3鋼橫梁組裝方法 （1）橫梁組裝順序

6、,,(a)第3段兩側(cè) 組裝成片,,,,,（2）鋼橫梁組裝方法,,（3）組裝完后的鋼橫梁實物照片,組裝完成的鋼橫梁實物相片,,3.4鋼梁質(zhì)量檢查驗收 鋼梁全部組裝完后，應(yīng)進行組裝質(zhì)量檢測和檢查。檢查鋼梁組裝后起拱值（設(shè)計要求）、長度、高度；合格后，進行螺栓的終擰緊固。完后，對螺栓安裝緊固程度進行檢查，全部合格后，方可進行吊裝。,,3.5吊裝鋼橫梁方案 (1) 采用大噸位起重機進行整體起吊。吊裝前，先進行試吊。試吊時，待鋼梁吊離地面約100mm時，停止起吊。安全、技術(shù)和吊裝指揮負責人仔細檢查桿件情況,檢查饒曲度是否在允許范圍內(nèi)，起重機平穩(wěn)性是否符合要求，檢查全部合格后方能正式起吊。否則，

7、需采用加固或其它措施進行處理。 (2)起吊時，應(yīng)盡量勻速向上提升。當起吊至56m高度時，停止起吊，然后采用2臺25t起重機配合安裝兩端斜支撐。鋼斜撐一端固定在鋼梁節(jié)點上，另一端用手扳鏈條葫蘆掛在鋼橫桿上。完后，繼續(xù)勻速向上提升。,,(3)當構(gòu)件起吊高度升至安裝高度以上500mm時，停止升高，然后再慢慢落下。落位過程中，用纜風繩控制橫梁縱橫水平位置，直至對準螺栓安裝孔。鋼梁就位時，先就位一端，用臨時安裝螺栓暫時固定；然后再進行鋼梁另一端的就位。待鋼梁全部落位后，進行連接處鋼梁螺栓的初擰安裝。 (4)鋼梁就位以后，利用手扳葫蘆和小型工具將鋼斜撐的另一端固定在構(gòu)架柱上。斜撐安裝完后，將連接

8、處的螺栓進行終擰安裝。 (5)所有鋼梁全部安裝完成后，對所有安裝螺栓進行100%安裝質(zhì)量檢查，直至全部符合規(guī)定要求為止。,,斜撐隨鋼梁一起起吊,,3.6 構(gòu)架整體質(zhì)量檢查校正 構(gòu)架全部組立完成后，從全部測點的x，y，z三個方向測量構(gòu)件的安裝偏差或變形。如發(fā)現(xiàn)誤差大于驗收規(guī)范要求則需要進行處理，直到合格。 3.7 構(gòu)架保護帽施工 構(gòu)架整體質(zhì)量驗收合格后即可進行構(gòu)架保護帽的施工。保護帽具體樣式依據(jù)設(shè)計圖紙確定，其模板施工優(yōu)先采用定制鋼模板。 1000kV荊門站二次灌漿采用GY高強無收縮灌漿料是以高強度材料為骨料，以水泥作為結(jié)合劑，輔以高流態(tài)、微膨脹、防離析等物質(zhì)配制而成。在

9、施工現(xiàn)場加入一定量的水，攪拌均勻后即可使用。具體灌漿材料按圖紙要求進行選用。,,3.8 構(gòu)架完工驗收 構(gòu)架安裝完工后，施工單位先進行自檢和復檢，完后報建設(shè)單位/監(jiān)理單位申請驗收。建設(shè)單位/監(jiān)理單位收到工程驗收申請驗收報告后， 應(yīng)在建設(shè)單位（項目） 負責人組織施工（含分包單位）、設(shè)計、監(jiān)理等單位（項目）負責人進行單位（子單位）工程驗收。,,4 技術(shù)性能指標 以荊門站為例，對1000kV特高壓變電站構(gòu)架安裝進行分析，主要技術(shù)參數(shù)如下： 1、構(gòu)架安裝高度：77m（含避雷針） 2、橫梁安裝最大高度：55m，橫梁最大跨度：57m，最大吊裝質(zhì)量： 33t（57m跨橫梁） 3、吊

10、車：構(gòu)架柱吊車選型：第1、2節(jié)采用25t吊車；第3節(jié)采用50t吊車；第4、5節(jié)采用300t吊車；第6-8節(jié)采用300t吊車。鋼橫梁采用300t吊車。 4、吊點位置，主要指鋼橫梁，按鋼橫梁最小擾度理論計算的結(jié)果確定吊點位置。,四、先進性和創(chuàng)新點,1.本成果屬于技術(shù)創(chuàng)新，在實際施工過程中，施工速度快、高空作業(yè)明顯減少等顯著優(yōu)點，本成果采用了多項創(chuàng)新技術(shù)，主要創(chuàng)新點如下： （1）構(gòu)架采用分段組立、吊裝； （2）橫梁采用分節(jié)依次組裝成整體、然后整體吊裝。,,2.本成果為企業(yè)標準委員會提供了1000kV配電構(gòu)支架制作施工及驗收規(guī)程的基本素材。 3.配套施工工藝已申報行業(yè)級電力建設(shè)工法1

11、000kV構(gòu)架吊裝、檢驗典型施工方法。 4.本成果于被國家知識產(chǎn)權(quán)局授予兩項實用新型專利，專利名稱：輸變電構(gòu)架柱的立桿間距調(diào)節(jié)裝置，高壓構(gòu)架組裝平臺。,,,五、工程應(yīng)用分析,,1、實例工程 一：特高壓交流試驗示范工程 荊門變電站工程 1000kV荊門站工程1000kV構(gòu)架是由9根構(gòu)架柱和11條鋼橫梁（二期為12根鋼梁）組成的全鋼管空間結(jié)構(gòu)。構(gòu)架柱采用矩形變截面的鋼管組合格構(gòu)式塔架鋼結(jié)構(gòu)，柱身分為8節(jié)（第8節(jié)為避雷針）。柱根開為4m10m。構(gòu)架梁采用矩形等截面鋼管格構(gòu)式結(jié)構(gòu)，主腹桿均為無縫鋼管，螺栓連接，斷面為4.0m4.0m的等截面。合計構(gòu)架重量：797t。構(gòu)架柱單根桿件最重約為1

12、.236t；構(gòu)架柱吊件最重為第6-8節(jié)，為13.136t。橫梁最重33t，跨度最大57m。 二: 特高壓交流試驗示范工程 荊門變電站擴建工程 特高壓試驗示范工程荊門站工程1000kV構(gòu)架與擴建工程相比，其建設(shè)規(guī)模、結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)型式、安裝工程量都基本一致。,,1000kV荊門站擴建工程1000kV構(gòu)架是由9根構(gòu)架柱和12條鋼橫梁組成的全鋼管空間結(jié)構(gòu),,1000kV荊門站工程1000kV區(qū)域,,2 技術(shù)要點 在計算前，須將實物轉(zhuǎn)化為可計算的力學模型。在構(gòu)架橫梁吊裝理論計算中，一般做如下假設(shè)： 1、橫梁自重為均布荷載 2、橫梁為一根受力的桿件 3、吊點為一個集中受力點,,1、鋼橫梁吊點選擇與

13、受力計算 （1） 鋼梁吊點選擇原則 鋼橫梁吊點位置采用允許強度法和允許變形法確定，鋼梁實際的整體剛度應(yīng)按空間三維桁架考慮。每根鋼梁分別選擇了四個吊點，分別進行彎矩和撓度變形計算。計算過程中鋼梁按線性均勻分布考慮。 鋼橫梁吊裝采用四點綁扎起吊，綁扎點選在橫梁下弦距法蘭節(jié)點500mm開外的位置（以盡量減少鋼絲繩與法蘭節(jié)點處加勁板的磨擦）。,,鋼梁吊點位置示意圖,,（2） 允許變形法確定吊點 允許變形法就是根據(jù)鋼梁的最大允許變形，確定吊點的位置。當鋼梁四點起吊時，其等效彎矩荷載圖如下圖所示；鋼梁就位后在自重狀態(tài)下，其等效彎矩荷載圖如下圖所示。,Mij-1=0.125qiLi20.

14、5qiLiXij,Mi-max=0.125qiLi2,橫梁吊裝過程中等效彎矩荷載圖,橫梁正常工作狀態(tài)下等效彎矩荷載圖,,（3 ）等彎矩法確定吊點 等彎矩法選擇吊點就是選擇橫梁在起吊過程中，其最大負彎矩和最大正彎矩相等時的吊點，此時結(jié)構(gòu)受力最為合理。等彎矩法是允許變形法中的一種特殊情況。 1）等彎矩的驗算 鋼梁吊裝時，在不考慮吊繩水平力所產(chǎn)生的附加彎矩時, 根據(jù)（公式1），跨中最大彎矩為： 根據(jù)（公式2），在吊點處梁的最大負彎矩為： 當|Mij-1|=|Mij-2|時，得Xi1=0.207Li，此時鋼梁受力情況性屬于等彎矩受力狀況。,,2）撓度驗算,鋼梁吊裝時最大撓度 ：,其中，設(shè)計橫梁剛

15、度：,橫梁的最大撓度應(yīng)小于懸臂長的1%, 既：,,（5 ）計算結(jié)果分析及吊點選擇 1 ）計算結(jié)果分析 彎矩分析: a. 由以上計算式計算出結(jié)果,當每根鋼梁分別采用四個不同吊點時，其彎矩均小于鋼梁在兩端簡支自重狀態(tài)下的跨中彎矩，強度能夠滿足設(shè)計要求。 b. 當?shù)觞c位置正處于X=0.207L位置時，此時鋼梁承受的正彎矩值和負彎變矩值的絕對值相等，此時鋼梁承受的彎矩值最小。 撓度分析： 根據(jù)確定的吊點位置，進行擾度驗算，擾度驗算結(jié)果必須滿足規(guī)范及設(shè)計要求。,, 起吊高度分析： 根據(jù)吊點位置，及吊繩長度，確定吊繩與橫梁的夾角。計算起吊高度。 2） 吊點選擇 根據(jù)理論計算最

16、佳的吊點為X=0.207L位置，即鋼梁承受的正彎矩值和負彎變矩值的絕對值相等。 吊點設(shè)置在此處存在的問題主要有： 吊繩需要比較長； 起吊高度高。 尤其的起吊高度，在吊車選擇上，需要更大噸位或需減少作業(yè)半徑來吊裝。因此通過理論計算，并在滿足規(guī)范及設(shè)計要求的情況下，吊點位置的選擇盡量選擇橫梁中部。,,2、主吊車的計算與選擇,（1） 吊車起重量計算,依據(jù)設(shè)計施工圖紙，計算出構(gòu)架柱及鋼梁質(zhì)量，確定單件吊件最大起重量，吊車起重量的計算應(yīng)考慮動載系數(shù)。 吊車起重量G=(G1+N) 其中G1為吊件自重，N為附加重量（吊繩等），為動載系數(shù)，取=1.2。,（2 ）起吊高度計算,起吊

17、高度計算主要有2種情況： 構(gòu)架柱，計算方式與鋼梁一致； 鋼橫梁。,,（3 ）吊車選擇 根據(jù)起重量、吊裝高度，以及場地情況（考慮吊車的回轉(zhuǎn)半徑），選擇吊車。,3、吊繩的計算與選擇,吊繩有一般有2種，一為鋼絲繩，另一種為吊帶。 （1） 鋼絲繩受力計算 以單吊件最大起重量為計算依據(jù)，確定單根鋼絲繩的應(yīng)承受的最大拉力。以鋼梁為例，鋼梁采用4點起吊，吊點在鋼梁中部對稱布置，則 單根鋼絲繩的受力為：F= G/（4sin）,,根據(jù)計算得出單根鋼絲繩的受力大小，并按6倍的安全系數(shù)考慮，確定單根鋼絲繩應(yīng)承受的最大拉力。 （2） 鋼絲繩選擇 根據(jù)鋼絲繩承受的拉力計算結(jié)果，查找鋼絲繩對應(yīng)表，確定鋼絲繩。

18、（3 ）鋼絲繩長度計算 鋼絲繩長度計算公式：L=1+h3/sin。 （4） 吊帶的選擇 應(yīng)選用安全系數(shù)6：1以上的吊帶；吊帶材料為：進口杜邦絲、滌綸(聚酯)、錦綸 。,,3、注意事項,1 準備工作 （1） 技術(shù)準備 掌握設(shè)計施工圖，計算吊裝重量及高度；確定吊裝方法，組織編寫施工方案，并按要求進行報審。 施工前按要求進行三級交底，并作好書面交底記錄。 (基建安全管理規(guī)定超過一定規(guī)模的危險性較大的分部分項工程：C.3起重量300kN及以上的起重設(shè)備安裝工程。 施工方案應(yīng)按第四十七條要求進行。),,根據(jù)建設(shè)部87號文要求：,,（2）人員準備 現(xiàn)場主要管理人員一覽表,,（3） 機械設(shè)

19、備及工器具準備 構(gòu)架安裝所需要的主要機械設(shè)備及工器具配置 （4） 場地準備 構(gòu)件進場前施工場地及運輸?shù)缆窇?yīng)平整夯實。安裝前應(yīng)對起重機行駛路線的路基進行全面檢查，如發(fā)現(xiàn)有地基不夠牢固的應(yīng)進行適當處理。安裝前應(yīng)適當儲備一些地基處理材料（如鋼板或枕木等），以防起重機在行駛或吊裝過程中地腳下陷時臨時急用。 起重機行駛路線上，不得擺放構(gòu)件；路面應(yīng)清理干凈，無障礙物，確保行駛路線的暢通。行進道路的寬度和轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)滿足要求。 施工前，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定臨時拉線位置，臨時拉線位置應(yīng)不影響起重機行進線路和吊裝施工。,,,桿件堆放及場地要求 1）構(gòu)件在現(xiàn)場堆放時，高度不得超過三層，堆放的地面應(yīng)平整堅硬

20、，桿段下面應(yīng)支墊，兩側(cè)應(yīng)掩牢。 2）構(gòu)件在現(xiàn)場堆放時，宜采用機具裝卸，裝卸時應(yīng)用控制繩控制桿段方向；嚴禁采用直接滾動方法卸車。 3）利用棍、撬扛撥桿段時，應(yīng)防止滑脫傷人和破壞桿件表面鋅層。不得利用鐵撬插入預留孔轉(zhuǎn)動桿身。 4）構(gòu)件應(yīng)在組桿、組梁前應(yīng)將地面墊平、壓實。 5）現(xiàn)場依據(jù)圖紙布置軸線控制樁，用于過程中控制構(gòu)架柱軸線偏差。,,2 構(gòu)架柱組立 構(gòu)架柱分解組片、組籠及吊裝過程中，用方向控制繩控制片、籠提升過程中的平穩(wěn)性。片在吊裝過程中，設(shè)置兩根控制繩；籠在吊裝中，設(shè)置4根控制繩，以保證安裝過程中的平穩(wěn)性。 吊裝過程中，根據(jù)吊件吊重不同，合理選用不同的吊帶及吊車。 鋼梁組裝

21、組裝前，構(gòu)件在運輸過程中產(chǎn)生的變形如超過規(guī)范要求應(yīng)先校正。組裝前，各部件應(yīng)進行檢查確認，以防有誤。 構(gòu)架組裝時組裝部分下部應(yīng)墊實，支點應(yīng)墊在節(jié)點處。支點應(yīng)打水平, 放在一個高度上。當設(shè)計無要求時，組裝體的支點宜為多點。 構(gòu)件堆放場地必須平整堅實，構(gòu)架按類別分區(qū)域進行堆放。 鋼梁組裝時應(yīng)起拱，根據(jù)設(shè)計要求，起拱高度小于(1/1000）L。 當鋼梁每一節(jié)組裝完后，應(yīng)及時將本節(jié)鋼梁走道板鋪設(shè)到位，待鋼梁全部組裝完后，再安裝固定走道板，除兩端頭的兩節(jié)走道板暫不固定外，其余走道板待鋼梁安裝就位后即可固定。,,3）螺栓安裝 鋼梁組裝：鋼梁每節(jié)組裝過程中，先初擰鋼梁相對的兩片主桿

22、法蘭連接處螺栓，然后再初擰底面、頂面腹桿和拉桿連接處的螺栓。完后進行質(zhì)量檢查，合格后進行終擰。終擰時，先擰緊主橫桿法蘭連接處螺栓，然后再擰緊腹桿及拉桿處螺栓。終擰完后，進行鋼梁螺栓安裝緊固程度檢查，全部合格后，方能進行吊裝。 螺栓安裝分初擰和終擰兩個階段，初擰和終擰時間不超過24小時。每個螺栓全部擰緊可分為23次進行。終擰值按設(shè)計要求確定，初擰值按50%終擰值考慮。 8.8級螺栓采用雙平墊圈雙螺母，6.8級螺栓采用單螺母平墊圈彈簧墊圈，所有螺栓應(yīng)確保裝好螺帽后螺桿出扣23絲扣。 螺栓穿向要求： （1）對立體結(jié)構(gòu)：水平方向由內(nèi)向外；垂直方向由下向上：斜向者宜由斜下向斜上穿，不便時

23、應(yīng)在同一斜面內(nèi)取統(tǒng)一方向。 （2）對平面結(jié)構(gòu)：順線方向，向負荷側(cè)穿入或按統(tǒng)一方向穿入；橫線方向，兩側(cè)由內(nèi)向外，中間由左向右（按順線方向）或按統(tǒng)一方向穿入；垂直地面方向者由下向上；斜向者宜由斜下向斜上穿，不便時應(yīng)在同一斜面內(nèi)取統(tǒng)一方向。,六、技術(shù)發(fā)展趨勢,,隨著國家電網(wǎng)公司實施“一特四大”戰(zhàn)略，從鳳凰山特高壓試驗基地，到特高壓晉東南-南陽-荊門示范工程，特高壓建設(shè)已進入快速車道。 面對特高壓的建設(shè)，給施工技術(shù)帶來一場技術(shù)革命，在試驗基地、荊門特高壓變電站的建設(shè)過程中，我公司通過多次討論，形成了本技術(shù)。其社會效益主要有： 1000kV特高壓構(gòu)架安裝施工，采用分節(jié)組立，分節(jié)吊裝具有如下優(yōu)越性： 1.施工速度快；縮短了工期；減少高空作業(yè)，降低了安全風險； 2.提高安裝精度，確保了構(gòu)架安裝質(zhì)量；降低勞動強度，節(jié)約了工程費用。,謝 謝！,