提高變電站建（構(gòu)）筑物使用壽命措施

徐皇岡

（國(guó)核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，北京 100095）

目前，我國(guó)不少已建變電站運(yùn)行二三十年后，建（構(gòu)）筑物就出現(xiàn)諸如裂縫、風(fēng)化、腐蝕等問(wèn)題，被迫花費(fèi)大量資金進(jìn)行維修、加固直至拆除重建，嚴(yán)重影響變電站的正常運(yùn)行。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，變電站建（構(gòu)）筑物使用壽命短的問(wèn)題，在某種程度上嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展。

為滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的電力需求，提高電網(wǎng)建設(shè)工程質(zhì)量和社會(huì)效益，建設(shè)世界一流電網(wǎng)，國(guó)家電網(wǎng)基建[2011]1515號(hào)《國(guó)家電網(wǎng)公司關(guān)于進(jìn)一步提高工程建設(shè)安全質(zhì)量和工藝水平的決定》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《決定》）明確提出：“新設(shè)計(jì)建設(shè)的輸變電工程建（構(gòu)）筑物使用壽命達(dá)到60 a以上?！?/p>

提高變電站建（構(gòu)）筑物的使用壽命對(duì)整個(gè)電網(wǎng)有著非常重要的意義。變電站建（構(gòu)）筑物作為變電站安全可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)設(shè)施，提高變電站建（構(gòu)）筑物的使用壽命，就是提高電網(wǎng)設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行、維護(hù)的水平，就是提高變電站和全網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，就是降低社會(huì)資源的消耗、提升社會(huì)綜合效益。從國(guó)家發(fā)展的大局來(lái)看，這一課題也符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要。

1 使用壽命概述

1.1 使用壽命的涵義

建（構(gòu)）筑物的使用壽命可分為自然壽命和無(wú)形壽命。自然壽命（或稱(chēng)物理壽命）是結(jié)構(gòu)在正常使用及正常維護(hù)的情況下，仍具有其預(yù)定使用功能的時(shí)間。無(wú)形壽命是結(jié)構(gòu)在尚未達(dá)到其自然壽命之前，由于種種原因，終止了其原有使用功能的時(shí)間[1-2]。

與使用功能及管理等密切相關(guān)的使用壽命應(yīng)涉及到技術(shù)、功能和經(jīng)濟(jì)等方面，因而建（構(gòu)）筑物的使用壽命主要可劃分為3類(lèi)，即：

1）技術(shù)性使用壽命。是結(jié)構(gòu)使用到某種技術(shù)指標(biāo)（如結(jié)構(gòu)整體性、承載力、變形、裂縫等）進(jìn)入不合格狀態(tài)時(shí)的期限，這種狀態(tài)可因混凝土剝落、鋼筋銹蝕引起。

2）功能性使用壽命。與使用功能有關(guān)，是結(jié)構(gòu)使用到不再滿(mǎn)足功能實(shí)用要求的期限。如社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使橋梁的行車(chē)能力不能適應(yīng)新的需求，結(jié)構(gòu)的功能用途發(fā)生改變等;有時(shí)甚至可能是美觀性的功能要求，如結(jié)構(gòu)因外觀陳舊達(dá)到了不能接受的程度等。

3）經(jīng)濟(jì)性使用壽命。指結(jié)構(gòu)使用到繼續(xù)維修和保留已不如拆除或更換更為經(jīng)濟(jì)時(shí)的期限[3]。

1.2 設(shè)計(jì)使用年限與使用壽命

設(shè)計(jì)使用年限是指在設(shè)計(jì)時(shí)選定的一個(gè)時(shí)期，在這一規(guī)定的時(shí)期內(nèi)，建（構(gòu)）筑物只需進(jìn)行正常的維護(hù)而不需進(jìn)行大修就能按預(yù)期目的使用，完成預(yù)定的功能，即建（構(gòu)）筑物在正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù)下達(dá)到的使用年限，如達(dá)不到這個(gè)年限意味著在設(shè)計(jì)、施工、使用與維護(hù)的某一環(huán)節(jié)上出現(xiàn)了非正常情況，應(yīng)查找原因[4-5]。

我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50068-2001）第1.0.5條提出：結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)按表1采用。

表1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限分類(lèi)Tab.1 Classification of structure design working life

在國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中，英國(guó)建筑物的設(shè)計(jì)使用年限分為臨時(shí)（10 a以下），短壽命（不小于20 a），中壽命（不小于30 a），正常壽命（不小于60 a）和長(zhǎng)壽命（不小于120 a）等5類(lèi)，并可按要求確定專(zhuān)門(mén)的期限如70 a或其他，并不像我國(guó)所規(guī)定的那么強(qiáng)制和固定[6]。日本建筑學(xué)會(huì)規(guī)范明確規(guī)定建筑物的設(shè)計(jì)使用年限分為3個(gè)等級(jí)：

1）長(zhǎng)期等級(jí)，規(guī)定不需大修的年限約100 a。

2）標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)，指多數(shù)房屋建筑物，規(guī)定不需大修的年限約65 a，使用年限100 a。

3）一般等級(jí)的低層私人住宅，規(guī)定不需大修的年限約30 a，使用年限65 a[7]。

根據(jù)《變電站建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》（DL/T 5457-2012）第8.1.1條規(guī)定：變電架構(gòu)及設(shè)備支架的最低設(shè)計(jì)使用年限如表2所示。

從表1、表2可以看出，我國(guó)變電站建（構(gòu)）筑物的設(shè)計(jì)使用年限一般不超過(guò)50 a，而《決定》中明確要求新設(shè)計(jì)建設(shè)的輸變電工程建（構(gòu)）筑物使用壽命達(dá)到60 a以上，但需要指出的是，設(shè)計(jì)使用年限不等同于使用壽命。中國(guó)建筑科學(xué)研究院總工程師趙基達(dá)曾說(shuō)過(guò)：我國(guó)的一般性建筑設(shè)計(jì)使用年限為50 a，這50 a是我們希望建筑能夠使用的50 a，過(guò)了50 a仍然能繼續(xù)使用，可以通過(guò)采取一些措施延長(zhǎng)建筑使用壽命，達(dá)到百年建筑的目標(biāo)。

表2 變電架構(gòu)及設(shè)備支架的最低設(shè)計(jì)使用年限Tab.2 The minimum design working life of substation frame and equipment support a

我國(guó)已有的一些一般性建筑，設(shè)計(jì)使用年限為50 a，但使用不到50 a就已老化嚴(yán)重，這是因?yàn)檫^(guò)去的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、建筑材料和施工質(zhì)量比較低，結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的耐久性差，導(dǎo)致建筑的使用壽命達(dá)不到50 a及以上的標(biāo)準(zhǔn)要求。此外，不正常的運(yùn)行維護(hù)、不合理的規(guī)劃導(dǎo)致的拆遷、地震、火災(zāi)及爆炸事故等，均有可能導(dǎo)致建筑的使用壽命縮短。

因此，建（構(gòu)）筑物的設(shè)計(jì)使用年限不等于使用壽命，可以通過(guò)提高建（構(gòu)）筑物的可靠性和耐久性，延長(zhǎng)建（構(gòu)）筑物的使用壽命。

2 提高建（構(gòu)）筑物使用年限措施

根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50068-2001）第1.0.7條，結(jié)構(gòu)在規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)應(yīng)滿(mǎn)足下列功能要求：

1）在正常施工和正常使用時(shí)，能承受可能出現(xiàn)的各種作用。

2）在正常使用時(shí)具有良好的工作性能。

3）在正常維護(hù)下具有足夠的耐久性能。

4）在設(shè)計(jì)規(guī)定的偶然事件發(fā)生及發(fā)生后，仍能保持必需的整體穩(wěn)定性[4]。

簡(jiǎn)而言之，即結(jié)構(gòu)在規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)應(yīng)滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)可靠性的要求。結(jié)合建（構(gòu)）筑物使用壽命的涵義，變電站建（構(gòu)）筑物設(shè)計(jì)中可按“可靠性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性協(xié)調(diào)統(tǒng)一”的總體原則，采取提高建（構(gòu)）筑物使用壽命的措施。

2.1 提高建（構(gòu)）筑物結(jié)構(gòu)可靠性

結(jié)構(gòu)可靠度是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定條件下，完成預(yù)定功能的能力。結(jié)構(gòu)可靠度采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法分析確定。我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域采用的是以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，以可靠指標(biāo)度量結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度，采用分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.1.1 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期

設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期是為確定可變作用及與時(shí)間有關(guān)的材料性能取值而選用的時(shí)間參數(shù)，是在對(duì)可變作用效應(yīng)進(jìn)行概率模型轉(zhuǎn)換時(shí)所采用的一個(gè)參考時(shí)間坐標(biāo)，本質(zhì)上屬于可靠性分析范疇的一個(gè)時(shí)間概念[8]。

我國(guó)荷載規(guī)范考慮的荷載統(tǒng)計(jì)參數(shù)，都是按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年確定的，如設(shè)計(jì)時(shí)需采用其他設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期，則必須另行確定在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大荷載的概率分布及相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。

2.1.2 設(shè)計(jì)使用年限調(diào)整系數(shù)γL

設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期不同于設(shè)計(jì)使用年限。我國(guó)建（構(gòu)）筑物的設(shè)計(jì)使用年限一般為50 a，與其對(duì)應(yīng)的各類(lèi)活荷載設(shè)計(jì)代表值的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50 a。由于結(jié)構(gòu)上的各種可變作用均是根據(jù)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期確定其標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期不同時(shí)，應(yīng)通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限調(diào)整系數(shù)對(duì)可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行調(diào)整。不同的設(shè)計(jì)使用年限，不同的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期，應(yīng)取不同的可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值[9]。

我國(guó)《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50153-2008）中引入了結(jié)構(gòu)使用年限的可變荷載調(diào)整系數(shù)，考慮可變荷載調(diào)整系數(shù)的基本組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值可按下式確定：

式中，γL1、γLj為第1個(gè)和第j個(gè)考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限的荷載調(diào)整系數(shù)，對(duì)設(shè)計(jì)使用年限與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期相同的結(jié)構(gòu)，應(yīng)取γL=1.0[10]。

當(dāng)設(shè)計(jì)使用年限大于基準(zhǔn)期時(shí)，除在荷載方面考慮γL外，在抗力方面也需采取相應(yīng)措施，如采用較高的混凝土強(qiáng)度等級(jí)、加大混凝土保護(hù)層厚度或?qū)︿摻钭魍繉犹幚淼?，使結(jié)構(gòu)在更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)不致因材料劣化而降低可靠度。

2.1.3 設(shè)計(jì)使用年限調(diào)整系數(shù)γL取值

《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50153-2008）附錄A提出了房屋建筑考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限的荷載調(diào)整系數(shù)，如下表3所示。

表3 建筑考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限的荷載調(diào)整系數(shù)Tab.3 The load adjustment factor of building with the design working life considered

《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009-2012）首次引入了可變荷載考慮設(shè)計(jì)使用年限的調(diào)整系數(shù)，目的是為解決設(shè)計(jì)使用年限與與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期不同時(shí)對(duì)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的調(diào)整問(wèn)題。

可變荷載調(diào)整系數(shù)可以通過(guò)2種方法確定：

1）使結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)的可靠指標(biāo)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的可靠指標(biāo)相同。

2）使可變荷載按設(shè)計(jì)使用年限定義的標(biāo)準(zhǔn)值與按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（50 a）定義的標(biāo)準(zhǔn)值具有相同的概率分位值。按第二種方法進(jìn)行計(jì)算比較簡(jiǎn)單，當(dāng)可變荷載服從極值Ⅰ型分布時(shí)，調(diào)整系數(shù)可由式（2）確定：

式中，xQ為可變荷載設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大值的平均值與標(biāo)準(zhǔn)值之比；δQ為可變荷載設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期最大值的變異系數(shù)[11]。

對(duì)不同的荷載作用類(lèi)型和設(shè)計(jì)使用年限TL，由式（2）計(jì)算可得相應(yīng)的調(diào)整系數(shù)γL，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4。表4中所列以外的其他設(shè)計(jì)使用年限對(duì)應(yīng)的調(diào)整系數(shù)，可按線(xiàn)性?xún)?nèi)插計(jì)算確定。

表4 考慮設(shè)計(jì)使用年限的可變荷載調(diào)整系數(shù)計(jì)算值Tab.4 The calculated value of variable load adjustment factor for building with the design working life considered

考慮到橋梁、隧道、電力等生命線(xiàn)工程進(jìn)行修理、拆除所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失和干擾，國(guó)際上對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限有進(jìn)一步延長(zhǎng)的趨勢(shì)。同時(shí)，我國(guó)的混凝土原材料資源已面臨短缺，需要避免大規(guī)模的頻繁修理、拆除和重建。因此，為順應(yīng)《決定》要求，變電站建（構(gòu)）筑物的設(shè)計(jì)使用年限可按60 a考慮，即在設(shè)計(jì)中考慮相應(yīng)的可變荷載調(diào)整系數(shù)以提高建（構(gòu)）筑物的結(jié)構(gòu)可靠性。

2.2 提高建（構(gòu)）筑物的耐久性能

2.2.1 耐久性定義及影響因素

耐久性是指材料抵抗自身及自然環(huán)境雙重因素長(zhǎng)期破壞作用的能力。

變電站建（構(gòu)）筑物的主要材料有鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)的耐久性影響因素主要是防護(hù)隔熱問(wèn)題；混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性影響因素主要有外部因素（凍融、裂縫、氯離子）和內(nèi)部因素（堿-骨料反應(yīng)、抗凍性、體積穩(wěn)定性、鋼筋銹蝕、施工因素和養(yǎng)護(hù)因素）。

2.2.2 混凝土結(jié)構(gòu)新規(guī)范對(duì)耐久性修訂

混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)是混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。國(guó)內(nèi)外大量的工程實(shí)例表明，許多混凝土結(jié)構(gòu)在遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限時(shí)，就出現(xiàn)了整體或局部達(dá)到耐久性極限狀態(tài)的情況，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)自身的適用性和安全能力降低[12]。耐久性問(wèn)題一旦暴露往往已為時(shí)過(guò)晚，就得被迫花費(fèi)大量資金進(jìn)行維修、加固直至拆除重建，嚴(yán)重影響工程的正常運(yùn)行，縮短了工程的使用壽命[13-14]。

隨著耐久性問(wèn)題的凸出，國(guó)際上一些混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范均不斷地修改混凝土的最低強(qiáng)度等級(jí)、最大水膠比和最小保護(hù)層厚度的限制并增添新的要求[15]。我國(guó)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011-2010）也對(duì)耐久性設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了修訂，具體如下：

1）在環(huán)境類(lèi)別中引入了三a、三b，環(huán)境類(lèi)別更加細(xì)化。

2）對(duì)不同環(huán)境類(lèi)別中結(jié)構(gòu)混凝土材料的最低要求更加嚴(yán)格，如最大水膠比、最低混凝土強(qiáng)度、最大氯離子含量。

3）對(duì)處于三類(lèi)環(huán)境中混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，明確提出可采用阻銹劑、環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋或其他具有耐腐蝕性性能的鋼筋、采取陰極保護(hù)措施等等。

4）修正了混凝土保護(hù)層的最小厚度?；炷帘Ｗo(hù)層的最小厚度從受力縱筋改為最外層鋼筋外邊緣至混凝土外表面的距離，鋼筋的保護(hù)層更加嚴(yán)格和合理[16]。

2.2.3 提高建（構(gòu)）筑物耐久性的措施

為了滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展的需要，必須提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，從而提高建（構(gòu)）筑物的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

在實(shí)際工程中，可考慮采取如下措施提高變電站建（構(gòu)）筑物的耐久性：

1）在凍融環(huán)境中采用摻加引氣劑的混凝土，大量研究已經(jīng)表明引氣劑能顯著改善混凝土的抗凍性能。

2）提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)和混凝土保護(hù)層厚度，這一措施在氯鹽環(huán)境（如鹽漬土、除冰鹽、海水環(huán)境）中的作用效果更加顯著。

3）使用高性能混凝土如纖維混凝土，提高混凝土的強(qiáng)度和抗裂性能。

4）基礎(chǔ)混凝土中加入阻銹劑，采用不含或低含量氯離子的水泥。

5）在與有水環(huán)境接觸的混凝土中摻加抗?jié)B劑。

6）采用環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋或GFRP（玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂復(fù)合材料）替代傳統(tǒng)的鋼筋。GFRP具有強(qiáng)度高、耐腐蝕的特點(diǎn)，在強(qiáng)腐蝕環(huán)境中有很大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

7）加強(qiáng)混凝土的振搗及養(yǎng)護(hù)。振搗和養(yǎng)護(hù)不足直接損傷了表層混凝土的密實(shí)性與強(qiáng)度。

8）基礎(chǔ)外表面外刷環(huán)氧瀝青或其余優(yōu)質(zhì)的防腐材料防腐。

9）屋面防水采用優(yōu)質(zhì)的防水卷材并定期進(jìn)行維護(hù)更換；采用補(bǔ)償收縮混凝土防水層代替普通防水保護(hù)層。

11）墻體采用新型自保溫砌塊，墻面粉刷中采用鋼絲網(wǎng)并加入抗裂纖維。

12）鋼架構(gòu)設(shè)計(jì)中，采用鋅盾冷噴鋅技術(shù)鍍鋅，對(duì)鍍鋅涂層的厚度提出更嚴(yán)格的要求并要求進(jìn)行定期維護(hù)。

2.3 提高建（構(gòu)）筑物抵抗偶然事件發(fā)生整體穩(wěn)定性

根據(jù)近年來(lái)地震中積累的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)及最新試驗(yàn)研究成果，我國(guó)對(duì)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行了全面修訂，相對(duì)于舊版規(guī)范，新規(guī)范提出了不少新要求或改進(jìn)措施。例如：新增了對(duì)樓梯間的抗震計(jì)算要求；基本抗震縫寬度由原來(lái)的70 mm改為100 mm（當(dāng)高度不超過(guò)15 m時(shí)）；降低了現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋的抗震等級(jí)表中的建筑高度；調(diào)整了部分城市的地震設(shè)防烈度和設(shè)計(jì)基本地震加速度；抗震構(gòu)造措施更加嚴(yán)格等等。

眾所周知，電力系統(tǒng)的安全直接關(guān)系著國(guó)家的生產(chǎn)建設(shè)和人民的生活秩序，在現(xiàn)代社會(huì)生命線(xiàn)系統(tǒng)中占有重要的地位。地震對(duì)電力系統(tǒng)造成的破壞是災(zāi)難性的，不僅嚴(yán)重影響正常的生產(chǎn)生活和抗震救災(zāi)工作，而且高昂的設(shè)備維修、重建費(fèi)用以及停電造成的巨額損失，都將對(duì)國(guó)家和人民的生命財(cái)產(chǎn)造成巨大的損失[17]。2008年發(fā)生的5·12汶川大地震就對(duì)四川電力系統(tǒng)帶來(lái)了災(zāi)難性的打擊，其中地震造成5座500 kV變電站、13座220 kV變電站和2座220 kV用戶(hù)站停運(yùn)[18]。因此，提高變電站建（構(gòu)）筑物的抗震性能意義重大。

根據(jù)《決定》要求，設(shè)計(jì)可按設(shè)計(jì)使用年限60 a考慮，通過(guò)提高結(jié)構(gòu)的抗震作用和加強(qiáng)抗震構(gòu)造措施，從而提高變電站建（構(gòu)）筑物的抗震性能。設(shè)計(jì)中可采取如下措施：

1）提高建（構(gòu)）筑物結(jié)構(gòu)的抗震作用。根據(jù)已有的研究成果[19]，設(shè)計(jì)使用年限與地震作用的調(diào)整系數(shù)之間的關(guān)系如下表5所示。

表5 不同設(shè)計(jì)使用年限對(duì)應(yīng)的地震作用修正系數(shù)Tab.5 The seismic correction factor corresponding to the different design working life

2）加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施。根據(jù)已有的研究成果[19]，設(shè)計(jì)使用年限與地震構(gòu)造措施的調(diào)整系數(shù)之間的關(guān)系，如下表6所示。

表6 不同設(shè)計(jì)使用年限對(duì)應(yīng)的地震構(gòu)造措施調(diào)整系數(shù)Tab.6 The correction factor of the seismic structure measures corresponding to the different design working life

同時(shí)，火災(zāi)也是變電工程設(shè)計(jì)中必須認(rèn)真考慮的一個(gè)偶然因素，在建（構(gòu)）筑物的設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循國(guó)家相關(guān)的規(guī)程規(guī)范，做好火災(zāi)防護(hù)設(shè)計(jì)工作，比如防火門(mén)、消防滅火器、消防栓、消防報(bào)警器、自動(dòng)報(bào)警裝置等的設(shè)置和應(yīng)用等，爭(zhēng)取在發(fā)生火災(zāi)時(shí)有可靠的應(yīng)對(duì)措施，降低火災(zāi)帶來(lái)的結(jié)構(gòu)損傷。

2.4 提高建（構(gòu)）筑物的經(jīng)濟(jì)性

建（構(gòu)）筑物的投入遠(yuǎn)不止于一次建造的支出，還應(yīng)包括橫亙于整個(gè)壽命周期內(nèi)的各項(xiàng)支出，包括使用期間運(yùn)行費(fèi)用、維修費(fèi)用、更換及改造費(fèi)用等，這就是經(jīng)濟(jì)學(xué)家所稱(chēng)的“全壽命周期成本”[20]。

美國(guó)ISO標(biāo)準(zhǔn)（Standard 15686）對(duì)“全壽命經(jīng)濟(jì)分析（LCCA）”給出的定義是:“它是工程項(xiàng)目費(fèi)用的評(píng)估方法，旨在優(yōu)選、對(duì)比實(shí)現(xiàn)壽命目標(biāo)的不同措施，即包括初建成本也包括之后的一切運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用”。LCCA法既是政府法令，又是工程投資的評(píng)估、計(jì)算方法。設(shè)計(jì)、工程承包和投資方都要以“全壽命”為出發(fā)點(diǎn)，為保證規(guī)定的工程使用年限，采取技術(shù)、經(jīng)濟(jì)合理的戰(zhàn)略措施。我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)正處于高潮時(shí)期，國(guó)家必然將相當(dāng)數(shù)量的資源放在基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和維護(hù)上。因此，工程結(jié)構(gòu)實(shí)行全壽命周期設(shè)計(jì)將產(chǎn)生巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值，其意義也更為深遠(yuǎn)[3]。

設(shè)計(jì)人員應(yīng)以實(shí)現(xiàn)全壽命周期成本最優(yōu)為目標(biāo)，充分考慮到全壽命周期中各階段的投入及其在全壽命費(fèi)用中的比重，運(yùn)用加權(quán)平均法綜合平衡一次造價(jià)的關(guān)系，尋求一次造價(jià)與后期投入二者之間的最佳結(jié)合點(diǎn)，改變割裂二者關(guān)系、片面追求一次投資最低的做法，從整體上降低全壽命周期成本，使經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)更為科學(xué)化[21]。

3 結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)使用壽命的涵義和“可靠性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性協(xié)調(diào)統(tǒng)一”的總體原則，結(jié)合新理論、新材料、新技術(shù)及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)上提出了一些提高建（構(gòu)）筑物的使用壽命的措施。對(duì)變電站建（構(gòu)）筑物設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)意義。

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