CN108049668A - 用于500kV HGIS变电站的联合构架 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及变电站构架领域，具体涉及用于500kV HGIS变电站的联合构架，包括核心塔和设置在核心塔周边的钢管A柱组、单钢管柱，所述的核心塔位于整个HGIS构架体系中心位置，钢管A柱组位于整个HGIS构架体系中横向和纵向的中间位置，其余边缘构架均采用单钢管柱，所述的核心塔和钢管A柱组之间、钢管A柱组和单钢管柱之间，两个相邻单钢管柱之间均通过构架粱进行连接，所述的钢管A柱组由多个A柱单元依次间隔排列成一行，相邻两个A柱单元之间均通过构架粱进行连接。核心塔、钢管A柱组、单钢管柱和构架粱之间都进行刚性连接，构成整体刚接的构架受力体系，受力体系由排架结构转变为钢架，减小柱底弯矩，受力合理，节约钢材量。
Description
技术领域
本发明涉及变电站构架领域，具体涉及用于500kV HGIS变电站的联合构架。
背景技术
目前500kV变电站出线构架拉力通常≥50kN，出线构架的高度在26m左右。目前，当配电装置采用HGIS型式时，传统的构架方案通常采用设置端撑的受力体系。例如，《典型设计》中的构架柱全部采用钢管人字柱形式，构架在横向由3列人字柱形成抗侧力体系，在纵向由端撑提供抗侧力；《通用设计》中将横向边柱由人字柱改为单钢管柱，由中间人字柱提供抗侧力，在纵向由边柱端撑提供抗侧力。
此外，国网2015年新技术，提出采用角钢塔抗侧移，此方案虽取消端撑，但存在以下缺点：角钢结构连接复杂，安装周期长；中间跨根开较大，土地资源浪费；导线均架设情况下，结构体系中心受力较大，钢材用量相比传统方案减少不明显。
现有技术中的500kV出线构架均可看为梁柱铰接的空间排架结构，其中，人字柱或者端撑根开在6m左右。因此，常规500HGIS出线构架通过计算一般出线构架人字柱的上拔力在1000kN以上，受压力略大于上拔力。从受力上角度看，柱结构主材受力主要为轴力，抗弯能力没有得到合理利用；梁一般看做两端简支的桁架结构，最大弯矩集中在跨中位置，梁端抗弯能力也没有合理利用；从占地面积角度看，常规方案比无端撑体系要增加10％左右的用地面积，且由于端撑的存在不利于远景扩建。
因此，如果研究出一种既节省占地，又节约钢材的构架体系是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种节省占地，节约钢材的用于500kV HGIS变电站的联合构架。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种用于500kV HGIS变电站的联合构架，包括核心塔和设置在核心塔周边的钢管A柱组、单钢管柱，所述的核心塔位于整个HGIS构架体系中心位置，钢管A柱组位于整个HGIS构架体系中横向和纵向的中间位置，其余边缘构架均采用单钢管柱，所述的核心塔和钢管A柱组之间、钢管A柱组和单钢管柱之间，两个相邻单钢管柱之间均通过构架粱进行连接，所述的钢管A柱组由多个A柱单元依次间隔排列成一行，相邻两个A柱单元之间均通过构架粱进行连接。
由于采用以上技术方案，核心塔、钢管A柱组、单钢管柱和构架粱之间都进行刚性连接，构成整体刚接的构架受力体系，受力体系由排架结构转变为钢架，减小柱底弯矩，受力合理，节约钢材量；四周取消端撑，占地更小，且有利于扩建。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是核心塔的局部主视图；
图3是图2的俯视图；
图4是核心塔和构架粱装配状态图。
具体实施方式
一种用于500kV HGIS变电站的联合构架，包括核心塔10和设置在核心塔10周边的钢管A柱组20、单钢管柱30，所述的核心塔10位于整个HGIS构架体系中心位置，钢管A柱组20位于整个HGIS构架体系中横向和纵向的中间位置，其余边缘构架均采用单钢管柱30，所述的核心塔10和钢管A柱组20之间、钢管A柱组20和单钢管柱30之间，两个相邻单钢管柱30之间均通过构架粱40进行连接，所述的钢管A柱组20由多个A柱单元21依次间隔排列成一行，相邻两个A柱单元21之间均通过构架粱40进行连接。
在整个HGIS构架体系中，在中心处搭建核心塔10，然后在核心塔10的周边搭建一行和一列钢管A柱组20，两组钢管A柱组20组成十字结构，核心塔10位于十字中心点，然后在钢管A柱组20的旁边根据需求搭建单钢管柱30，单钢管柱30的具体数量根据实际情况而定。核心塔、钢管A柱组、单钢管柱和构架粱之间都进行刚性连接，构成整体刚接的构架受力体系，受力体系由排架结构转变为钢架，减小柱底弯矩，受力合理，节约钢材量。同时，四周取消了纵向端撑，构架整体抗侧力构件横纵向分别为钢管A柱组20和核心塔10，整体刚度更加集中，整个构架长度和宽度均有所减少，占地更小，且有利于扩建。整个构架体系受温度影响较小，温度作用下变形主要由中间往两边扩，变形能力得到提升。综上所述，本发明中的联合构架体系，梁柱刚接连接，共同形成抗侧力体系。与传统500kV构架相比，取消了端撑，缩减了间隔宽度，节省了占地面积与用钢量；与角钢、钢管格构式全联合构架相比，具有分段少、连接快的优点，符合本站快速一体化施工的特点。
所述的钢管A柱组20和其旁侧的构架粱40之间固定有斜向布置的拉杆50；单钢管柱30和其旁侧的构架粱40之间固定有斜向布置的拉杆50。
所述的核心塔10包括支腿11和固定在支腿11上的柱顶板12，所述的支腿11由三根及三根以上的支腿单元111组成，各支腿单元111的顶端均固定在柱顶板12上，各支腿单元111的脚部向四周叉开分布，所述的柱顶板12的上端固设有立式布置的柱顶短柱13，柱顶短柱13上固接有水平布置的梁柱刚接连接接头14，梁柱刚接连接接头14包括焊接固定在柱顶短柱13上的钢管141和固定在钢管141上的刚性法兰142，所述的构架粱40的上主材41固接梁柱刚接连接接头14，构架粱40的下主材42固定在柱顶板12上。
所述的支腿11和柱顶板12之间连接有加强板15。
所述的核心塔10还包括十字交叉型剪力板16，十字交叉型剪力板16位于各支腿单元111之间区域，各支腿单元111均刚性固接十字交叉型剪力板16。
所述的柱顶板12上端面上固设有连接法兰17，柱顶短柱13通过连接法兰17与柱顶板12进行连接。
所述的柱顶板12上设有用于连接构架粱40的下主材42的条形孔，下主材42放置在柱顶板12上且两者通过螺栓进行固定。
所述的核心塔10、钢管A柱组20和单钢管柱30组合呈矩阵状，其中核心塔10位于中心位置，钢管A柱组20构成中间行、中间列，其余构架采用单钢管柱30。
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
如图1所示，本发明所述室一种用于500kV HGIS站的刚接A柱-核心塔全联合构架，包括的主要由三种竖向支撑构件：核心塔10、钢管A柱组20和单钢管柱30。其中，核心塔10位于整个构架体系中心，而钢管A柱组20位于横纵向跨中间部位，其余构架竖向支撑均采用单钢管柱30。水平受力构件主要为三层不同高度的构架粱40，分别为母线梁高度一般为20m，出线梁高度一般为26m，侧出线梁高度34m。
所有竖向支撑结构通过构架粱40和梁柱刚接连接接头14连接成全联合的整体构架受力结构。构架梁、柱采用现场装配式螺栓固定在构架柱顶板12上预留螺栓孔(条形孔)。整个体系取消端撑设置，梁柱采用刚接，侧向力完全依靠平面钢管A柱20或者核心塔10去抵抗。
如图2所示，所述钢管核心塔包括柱顶板12、十字交叉型剪力板16、加强板15、柱顶短柱13，梁柱刚接连接接头14。其中，柱顶板12的厚度取常规A柱单元21的1.5倍，为保证柱头部分连接的稳定性，柱头处钢管间距宜选用支腿单元111直径的0.6～0.8。各支腿单元111与十字型交叉剪力板16焊接后，再与柱顶板12焊接，局部设置加强板15。柱顶板12通过螺栓与柱顶短柱13相连，柱顶短柱13根据梁高度水平焊接钢管结构形成梁柱刚接连接接头14。该梁柱刚接连接接头14可与构架粱40的上主材41连接。
如图3所示，为了形成梁柱刚接作用，将构架粱40的上主材41与柱顶短柱13通过刚性法兰142连接，下主材42通过装配式螺栓连接在柱顶板12。但为了避免加工中出现的误差，柱顶板12开孔的形状可以为条形孔。梁柱法兰对接可通过高强螺栓和垫片调节，以解决加工和安装中出现的误差问题。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (8)
1.一种用于500kV HGIS变电站的联合构架，其特征在于：包括核心塔(10)和设置在核心塔(10)周边的钢管A柱组(20)、单钢管柱(30)，所述的核心塔(10)位于整个HGIS构架体系中心位置，钢管A柱组(20)位于整个HGIS构架体系中横向和纵向的中间位置，其余边缘构架均采用单钢管柱(30)，所述的核心塔(10)和钢管A柱组(20)之间、钢管A柱组(20)和单钢管柱(30)之间，两个相邻单钢管柱(30)之间均通过构架粱(40)进行连接，所述的钢管A柱组(20)由多个A柱单元(21)依次间隔排列成一行，相邻两个A柱单元(21)之间均通过构架粱(40)进行连接。
2.根据权利要求1所述的用于500kV HGIS变电站的联合构架，其特征在于：所述的钢管A柱组(20)和其旁侧的构架粱(40)之间固定有斜向布置的拉杆(50)；单钢管柱(30)和其旁侧的构架粱(40)之间固定有斜向布置的拉杆(50)。
3.根据权利要求1或2所述的用于500kV HGIS变电站的联合构架，其特征在于：所述的核心塔(10)包括支腿(11)和固定在支腿(11)上的柱顶板(12)，所述的支腿(11)由三根及三根以上的支腿单元(111)组成，各支腿单元(111)的顶端均固定在柱顶板(12)上，各支腿单元(111)的脚部向四周叉开分布，所述的柱顶板(12)的上端固设有立式布置的柱顶短柱(13)，柱顶短柱(13)上固接有水平布置的梁柱刚接连接接头(14)，梁柱刚接连接接头(14)包括焊接固定在柱顶短柱(13)上的钢管(141)和固定在钢管(141)上的刚性法兰(142)，所述的构架粱(40)的上主材(41)固接梁柱刚接连接接头(14)，构架粱(40)的下主材(42)固定在柱顶板(12)上。
4.根据权利要求3所述的用于500kV HGIS变电站的联合构架，其特征在于：所述的支腿(11)和柱顶板(12)之间连接有加强板(15)。
5.根据权利要求4所述的用于500kV HGIS变电站的联合构架，其特征在于：所述的核心塔(10)还包括十字交叉型剪力板(16)，十字交叉型剪力板(16)位于各支腿单元(111)之间区域，各支腿单元(111)均刚性固接十字交叉型剪力板(16)。
6.根据权利要求5所述的用于500kV HGIS变电站的联合构架，其特征在于：所述的柱顶板(12)上端面上固设有连接法兰(17)，柱顶短柱(13)通过连接法兰(17)与柱顶板(12)进行连接。
7.根据权利要求6所述的用于500kV HGIS变电站的联合构架，其特征在于：所述的柱顶板(12)上设有用于连接构架粱(40)的下主材(42)的条形孔，下主材(42)放置在柱顶板(12)上且两者通过螺栓进行固定。
8.根据权利要求7所述的用于500kV HGIS变电站的联合构架，其特征在于：所述的核心塔(10)、钢管A柱组(20)和单钢管柱(30)组合呈矩阵状，其中核心塔(10)位于中心位置，钢管A柱组(20)构成中间行、中间列，其余构架采用单钢管柱(30)。
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