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钢结构变电站的发展与应用

发表时间：2020/10/10 来源：《基层建设》2020年第17期作者：华伟明

[导读] 摘要：伴随着经济的发展，以及电站的基层建设水平的不断提升，导致国家队其的要求也更加严格，不再是紧紧作为发电使用，也应该要在抗震、美观等方面做出贡献。

        国网江苏省电力有限公司无锡供电分公司江苏无锡 214061
        摘要：伴随着经济的发展，以及电站的基层建设水平的不断提升，导致国家队其的要求也更加严格，不再是紧紧作为发电使用，也应该要在抗震、美观等方面做出贡献。在当前社会，钢结构以一种新型材料问世，在使用功能和材料性能等方面均展现出极大的优势。就目前来看，它的抗震性能极佳，安装周期也比其他结构的电站要短。并且，还可以作为一种较绿色环保体系，减少电力污染。自从问世以来，钢结构电站就具有良好的应用空间与发展前景，被行业内各个公司所看好。有这么好的前景，也得取决于钢结构建筑与混凝土或者是砖混等传统的建筑材料的不同点——实用。选择钢结构作为电站材料时，主要考虑到它们的有效承载力能够很好地承担建筑自身的重量。因此，近年来，研究与开发适合我国建筑行业需要的电站钢结构材料，队当前社会具有十分重要的意义。在本文中，主要介绍了钢结构在变电站建设工程里的应用，分析了其基本优势和不足，也在最后提出了解决措施，希望能为广大研究者提供帮助。
        关键词：钢结构；变电站；优缺点
        1、钢结构电站的优势
        众所周知，钢铁材料组织均匀，内部的构造细腻，类似于各项同性匀质体，是工程建设中理想的弹塑性材料。目前在在我国，钢结构设计一般采用计算机操作，这样会大大增加电站的建造功能，故使用的可靠性比较高。钢铁结构与其他材料相比较而言，具有承载能力高、自重轻、且产生污染较小的特点。根据相关数据显示，钢结构材料强度重量极其之高，有的特殊结构比混凝土材料高出好几倍，极大地方便了运输过程，减少对时间的延缓，这一数据也充分展现出其轻质高强的特点[1]。由于钢材具有良好的可塑性，能够使结构不发生断裂，即使是荷载十分严重，一般条件下也不会出现任何问题，所以在我国被广泛采用。除此以外，钢结构材料在受到破坏之前会发生变形增大，留心注意就会有明显的征兆，利于局部的应力分布。对于电站建设而言，钢材良好的韧性，也加大了自身入选的保障。不是所有材料都会在冲击荷载或者动力荷载下仍然保持稳定性，只有像钢材这种材料，才会保持这种优势。尤其是在国内外历次地震中，钢结构建筑屡次未倒，始终完整地伫立在原地的事实，成了钢材稳定性良好的重要证明。
        2、使用钢结构材料的缺点
        钢结构变电站优势明显，会带给新兴建筑许启发，但这种材料也有一个缺点——不耐高温。在正常温度环境下还好，一旦温度达到20℃以后，其强度会在短时间内降低，更会产生断裂现象和变色特征，改变原有的材料特征；而当结构突然间上升温到300℃时，材料的强度和弹性也都急剧下降；另一方面，温度上升到600℃以后，结构就完全进入了塑性状态，丧失承载外部荷载的基本能力，无法再使用。所以在选择钢结构材料的时候，我们也要求采用具有防火材料的钢结构，以此避免受到高温的损害。另外，很多学者还发现，钢结构在潮湿的环境和具有腐蚀介质的物品里，也容易发生腐蚀，技术人员必须定期对其进行维修，及时处理表层材料的损害问题，避免材料进一步恶化。

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        3、常见的问题及解决措施
        在实际施工过程中，钢结构绝不是单独存在，而是会由其他小构件相连接起来。而在这些零件中，高强螺栓直接影响钢结构的稳定，是衡量其力学性能的重要因素，它所表现出的扭矩系数是一个公认的标定值。即使这个系数会受环境温度和拧紧速度等因素影响，当温度过高或过低，都会使钢结构发生变化，影响材料最后都使用，但无论怎样，也都不会改变钢材料的基本性能。当在零下温度下施工时，就必须对扭矩系数进行重新设定，不能仅仅依靠过往的数据。而另外一个大问题，不少设计人员对钢结构材料的认识还不够多，对施工的把握基本上从图纸得知，缺乏深入性的探索，由此造成工程结构操作起来十分困难。这些问题主要是因为很多工程设计图纸的技术人员搞不清楚图纸所造成。图纸不可能完全正确，如果完全按照软件生成的图纸，直接采用上面的数据，就会出现柱底的数据比图上的数据大5mm的情况。而针对预埋螺栓的偏位问题，更不值得一提。有些时候，因为其他原因，两个部件之间的连接不能完全一致，要想柱子与螺栓完全镶合，也只需要将柱子底板做适当的扩孔，使其与轴线的相对位置满足必要的精度即可。
        研究人员还通过比较各类钢结构图集，尤其是各地官方发行的参考书籍中螺栓与其底孔的要求，得出了钢结构的一般要求：在常规的钢结构建设中，柱底板螺栓孔应该比螺栓直径大15～30mm左右，超过或低于这个数字，都会导致钢结构受到损害。而想要打造完美的钢结构产品，也不用做太多的努力，只需要采用这样的设计，绝大部分柱都可以安装到位，一次性施工即可完成，不需再进行工地扩孔，耽误施工进度[2]。
        3.1柱脚间隙二次填
        柱子脚底与上部空间的空隙有自己的规定，但不是所有设计都会遵守，在实际施工中，有的时候这个值会过小，使得灌浆料无法准确地填入到其中。此外，一般二次灌料皆要求比柱混凝土强度高一个等级，不可能跟其平级。由于二次灌料强度高、用量少，这也导致实际配合比、强度等现场均无法很好控制，常使二次灌入料强度、密实度不能符合建设要求[3]。因此，专家们建议在使用二次填充料时，在条件允许的前提下，可以优先选用高强度自流平成品灌浆料。
        结束语：传统变电站主要是混凝土主要有混凝土和钢筋参与，由于受力构件需要在现场进行搅拌和施工，这会导致施工现场声污染和光污染极其严重，且施工周期较长，生产效率低下，污染严重的问题，对周围环境也产生了极大的影响。建筑材料很多都是一次性使用，不能够作为新生材料去使用，工人的劳动强度大，现场材料的消耗多，质量控制难已得到保障等问题，严重影响了具体施工。而新一代钢结构变电站的出现，则改变了传统的变电站电气系统布局，融入了新型材料，规避了以往的许多困难，这种新型的设计和施工模式，通过工厂的模式化施工，现场技术人员的进一步完善，为我国电站建筑行业建设走向科技含量高、能源消耗低、经济效益大做出了不可磨灭的贡献。
        参考文献：；
        [1]杨家林 - 《工业b》，发表于2018年
        [2]王雅雯，欧阳普英 - 《通讯世界月刊》，发表于2016年
        [3]武庆祥，邓志国，任汇东.钢结构在变电站中的应用分析[J].农村电气化，2019（2）：78-78.