變電站鋼結(jié)構(gòu)全螺栓連接技術(shù)應(yīng)用與定額現(xiàn)狀

鄭懷華

摘要：電網(wǎng)裝配式變電站站內(nèi)建筑通常采用鋼結(jié)構(gòu)體系，全螺栓連接技術(shù)是對(duì)二次加工及焊接的優(yōu)化，可以實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)免焊。該文主要從施工節(jié)點(diǎn)、工藝流程、施工難點(diǎn)、使用范圍及注意事項(xiàng)等方面對(duì)變電站鋼結(jié)構(gòu)全螺栓連接技術(shù)進(jìn)行介紹，并將其與常規(guī)裝配式結(jié)構(gòu)施工節(jié)點(diǎn)進(jìn)行比較，闡述全螺栓連接結(jié)構(gòu)在施工技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)，同時(shí)基于對(duì)電力行業(yè)2018年版定額現(xiàn)狀研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前概算及預(yù)算定額消耗量中均按焊栓連接考慮。全螺栓連接技術(shù)在變電站鋼結(jié)構(gòu)體系中的應(yīng)用普及趨勢(shì)下，對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充定額前期相關(guān)基礎(chǔ)研究具有重要意義。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu) ?全螺栓連接 ?定額 ?變電站

中圖分類號(hào)：TM63 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? 文章編號(hào)：1672-3791（2022）01（a）-0000-00

Application and Norm Status of Steel Structure Bolt Connection Technology in Transformer Substation

ZHENG Huaihua

（Zhe jiang electric transmission & transformation Co.，Ltd.， Hangzhou，Zhejiang Province，310016 China）

Abstract：The all-bolt connection technology is the optimization of the secondary processing and welding， which can realize the on-site welding-free of the steel structure. This article mainly introduces the all-bolt connection technology of substation steel structure from construction nodes， process flow， construction difficulties， the scope of use， and precautions. It compares it with the construction nodes of conventional assembly structures and elaborates that the all-bolt connection structure is in construction. Technical application characteristics， and based on the research on the current status of the power industry's 2018 edition quota， it is found that the current budgetary estimate and budget quota consumption are all considered by the welding bolt connection. Under the trend of application and popularization of all-bolt connection technology in the steel structure system of substations， it is of great significance to carry out related basic research on additional quotas.

Key Words：Steel structure; Full bolt connection; Quota;Substation

該文調(diào)研變電站鋼結(jié)構(gòu)全螺栓連接工程現(xiàn)狀，梳理現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和措施方案，以推廣應(yīng)用變電站建設(shè)工程新技術(shù)，同時(shí)研究電力行業(yè)鋼結(jié)構(gòu)定額現(xiàn)狀，為提出滿足實(shí)際工程需要的鋼結(jié)構(gòu)全螺栓連接定額標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)費(fèi)用度量統(tǒng)一、依據(jù)可查、投資精準(zhǔn)，完善模塊化變電站建設(shè)計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)提供參考。

1 ?變電站鋼結(jié)構(gòu)全螺栓連接工程技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

目前在電網(wǎng)工程建設(shè)中，鋼結(jié)構(gòu)體系是裝配式變電站工程的站內(nèi)建筑物結(jié)構(gòu)比較常用的一種方式，為了減少或避免現(xiàn)場(chǎng)焊接，采用全螺栓連接結(jié)構(gòu)體系是二次加工及焊接首選方式。

1.1 變電站鋼結(jié)構(gòu)全螺栓連接主要施工節(jié)點(diǎn)

一般變電站鋼結(jié)構(gòu)中主體結(jié)構(gòu)采用的連接方式是栓-焊混合作;樓面及屋面采用的構(gòu)造形式是鋼-砼組合結(jié)構(gòu);中鋼梁和鋼柱分別采用H型鋼和箱形截面柱;圍護(hù)結(jié)構(gòu)安裝方式是體化墻板加鋼龍骨，現(xiàn)場(chǎng)施焊大都體現(xiàn)在主體結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)中[1]。具體結(jié)構(gòu)類型和施工方式選擇的通行工法見表1。

1.2 ?變電站鋼結(jié)構(gòu)全螺栓連接工藝流程

全螺栓鋼接結(jié)構(gòu)及高強(qiáng)螺栓的安裝工藝流程分別如圖1（a）、（b）所示。

1.3 ?全螺栓連接施工難點(diǎn)

（1）地腳螺栓精確預(yù)埋后，面對(duì)澆筑混凝土所產(chǎn)生的沖擊力，會(huì)產(chǎn)生一定量的位移。

（2）安裝臨時(shí)螺栓較為繁瑣，實(shí)際施工工藝中直接安裝高強(qiáng)螺栓。

（3）當(dāng)鋼柱校準(zhǔn)完畢后，由于一般的螺栓孔直徑與螺栓直徑僅僅相差2 mm，會(huì)導(dǎo)致梁柱節(jié)點(diǎn)施工時(shí)并非所有螺栓都能自由穿入孔中。

（4）由于技術(shù)制約，基本是等整體框架形成后才會(huì)去緊固高強(qiáng)螺栓，可能在施工期間，部分高強(qiáng)螺栓的螺桿會(huì)承受剪力，降低其受力性能。

1.4 ?變電站鋼結(jié)構(gòu)全螺栓連接適用范圍及注意事項(xiàng)

1.4.1 ?變電站鋼結(jié)構(gòu)全螺栓連接適用范圍

全螺栓接結(jié)構(gòu)主要適用于不同地區(qū)不同電壓等級(jí)的戶內(nèi)、戶外變電站工程中的單層、多層建筑物，適用范圍較廣，方式靈活。具體來說，不同建筑形式所匹配的結(jié)構(gòu)也不一樣，需要針對(duì)性選擇。

1.4.2 ?變電站鋼結(jié)構(gòu)全螺栓連接注意事項(xiàng)

（1）主體結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)連接相對(duì)復(fù)雜，對(duì)施工安裝精度較高，因此為了保證施工安裝不出錯(cuò)，需要重點(diǎn)對(duì)主體結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)廠家一一深化設(shè)計(jì)，以達(dá)到其相互匹配，并考慮到這兩者之間的相互協(xié)同關(guān)系。

（2）做好上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工相協(xié)同，做到在施工中對(duì)各結(jié)構(gòu)成品的妥善保護(hù)，避免出現(xiàn)損傷或變形等影響使用壽命，造成事故;為避免鋼柱底部螺栓孔不對(duì)位的情況，鋼結(jié)構(gòu)施工單位及土建施工單位應(yīng)協(xié)同完成基礎(chǔ)預(yù)埋件工程。

（3）落實(shí)專人專管政策，尤其是涉及成品保護(hù)和螺栓安裝，要從施工前、中、后期對(duì)各環(huán)節(jié)進(jìn)行檢查驗(yàn)收，例如在鋼結(jié)構(gòu)安裝全過程中要避免螺栓出現(xiàn)碰傷、撞擊、污染等，使其螺栓扭矩系數(shù)發(fā)生變化;在存放過程中優(yōu)先要注意防潮、防腐蝕等，優(yōu)選環(huán)境條件良好的地點(diǎn)進(jìn)行存放[3]。如果在施工過程中檢查發(fā)現(xiàn)連接板螺孔誤差較大，應(yīng)及時(shí)停工進(jìn)行檢查，做好相應(yīng)措施處理;在控制施擰過程中要做到完整、準(zhǔn)確，在第一次完成后要對(duì)鋼柱或鋼梁軸線進(jìn)行精度校準(zhǔn)，然后再對(duì)其進(jìn)行終擰;在對(duì)安裝工藝要求高的鋼結(jié)構(gòu)全螺栓連接部位要選用優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商，尤其要注重供應(yīng)商資質(zhì)和供應(yīng)商技術(shù)純熟度[4]。

2 ?鋼結(jié)構(gòu)定額現(xiàn)狀

2.1電力行業(yè)2018年版鋼結(jié)構(gòu)預(yù)算定額

《電力建設(shè)工程預(yù)算定額（2018年版）第一冊(cè) 建筑工程》“第6章金屬結(jié)構(gòu)工程”中關(guān)于螺栓連接的大致說明如下：

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接綜合考慮了焊接與螺栓連接，不考慮鉚接、擠壓連接方式。

構(gòu)件制作定額中包括分段制作和整體預(yù)裝配的費(fèi)用。整體預(yù)裝配用的螺栓及錨固桿件的螺栓，已經(jīng)包括在定額內(nèi)，不另行計(jì)算。

成品金屬結(jié)構(gòu)安裝包括金屬結(jié)構(gòu)成品購置費(fèi)及安裝費(fèi)。

金屬結(jié)構(gòu)制作根據(jù)設(shè)計(jì)圖示尺寸按照成品質(zhì)量以噸為單位計(jì)算工程量，計(jì)算組裝、拼裝連接螺栓的質(zhì)量。不計(jì)列焊條、鉚釘質(zhì)量，不計(jì)算下料、加工等損耗量[5]。

成品鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)預(yù)算定額如表3。

從表3中可以看出：

（1）預(yù)算定額消耗量中按焊栓連接考慮，未考慮全螺栓連接，預(yù)算階段缺少相應(yīng)定額;

（2）成品鋼結(jié)構(gòu)鋼梁、鋼柱的預(yù)算定額水平與概算定額水平基本一致;

（3）其他鋼結(jié)構(gòu)的概算定額是按現(xiàn)場(chǎng)制作安裝考慮，缺少成品其他鋼結(jié)構(gòu)定額，其他鋼結(jié)構(gòu)的預(yù)算定額是按成品考慮，兩者沒有可比性;

（4）成品購置鋼結(jié)構(gòu)定額中普通六角螺栓消耗量較低，不滿足變電站采用全螺栓連接鋼結(jié)構(gòu)的用量，且鋼結(jié)構(gòu)重量不計(jì)算安裝螺栓重量，預(yù)算定額費(fèi)用不足。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)地方定額（以上海與浙江為例）

查閱相關(guān)定額規(guī)范，上海2016定額和浙江2018定額計(jì)量與計(jì)價(jià)思路相一致，焊縫、鉚釘、螺栓等不另計(jì)，但是對(duì)于鋼柱上的柱腳板、加勁板、柱頂板、隔板、肋板等需要計(jì)算重量，此外對(duì)于鋼管柱上的節(jié)點(diǎn)板、加強(qiáng)環(huán)、內(nèi)襯板（管）、牛腿等也同樣需要計(jì)算重量。高強(qiáng)螺栓，剪力栓釘、花籃螺栓是按重量計(jì)量，以設(shè)計(jì)圖紙節(jié)點(diǎn)工程量另外計(jì)算費(fèi)用。

上述定額均不區(qū)分施工工藝。以浙江2018定額為例，地方定額分預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)安裝與現(xiàn)場(chǎng)制作安裝兩類定額，場(chǎng)外運(yùn)輸已包含在材料信息價(jià)中，同時(shí)浙江定額中已取消場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸定額子目，故不再考慮額外運(yùn)輸費(fèi)用?，F(xiàn)場(chǎng)制作主材為中厚鋼板（綜合）、型鋼（綜合）根據(jù)地方材料信息價(jià)調(diào)整材料價(jià)差[6]。預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)作為未計(jì)價(jià)材料。

上海與浙江地方定額預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)計(jì)價(jià)體系與電力行業(yè)2018年版定額計(jì)價(jià)體系不一致。本課題建議將成品鋼結(jié)構(gòu)作為計(jì)價(jià)材料，與電力行業(yè)2018年版定額計(jì)價(jià)體系保持一致。

3 ?結(jié)語

變電站中對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)全螺栓連接新技術(shù)應(yīng)用，相關(guān)定額依據(jù)還未制定，但是為了控制電網(wǎng)投資，監(jiān)審電網(wǎng)成本，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)全螺栓連接技術(shù)的相關(guān)消耗進(jìn)行補(bǔ)充定額是有必要的。該文從其技術(shù)特點(diǎn)及定額現(xiàn)狀入手研究，為后續(xù)定額制定提供依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 田濤.北京市公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁養(yǎng)護(hù)定額編制前期研究[J]. 公路，2021，66（7）：292-299.

[2] 張永財(cái)，鐘勇華，李婕妤.港珠澳大橋鋼結(jié)構(gòu)工程加工預(yù)算補(bǔ)充定額研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2018，15（21）：68-70.

[3] 王曉波.帶懸臂段的箱形截面梁—柱全螺栓連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)及有限元分析[D].太原：太原理工大學(xué)，2021.

[4] 李國強(qiáng)，馬人樂，王偉，等.鋼結(jié)構(gòu)高效螺栓連接關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展[J].建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)展，2020，22（6）：1-20，28.

[5] 汪和龍，劉海洋，張祖瀧.模塊化變電站裝配式建筑物全螺栓連接研究[J].建設(shè)科技，2018（3）：84-86.

[6] 羅世謀.變電站鋼結(jié)構(gòu)建筑裝配式技術(shù)研究[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)：工學(xué)版，2018，51（S1）：58-62.