预制式钢结构

预制式钢结构（共7篇）

预制式钢结构 篇1

基于以后张法预应力混凝土先简支后连续桥梁上部结构为中心进行本文的总体阐述, 首先我们要对其有个基本的了解, 主要是采用装配式梁板, 分为以下三类:a.后张法预应力混凝土先简支后桥面连续空心板;b.后张法预应力混凝土先简支后结构连续小箱梁;c.后张法预应力混凝土先简支后结构连续T形梁。

1 桥梁为什么要连续

一般我们在大跨度的桥梁上多会采用连续型的桥梁设置, 它既有他的优点也有缺点, 我们要充分利用它的缺点, 尝试避免并解决缺点问题。而这里的连续又包括桥面的连续和结构性的连续两种。桥面连续:通过将相邻跨径之间的桥面现浇层用钢筋连接起来 (类似一个铰) , 以达到行车变形的连续性要求。相邻两跨桥梁梁体之间并未产生任何接触。结构连续:通过将相邻跨径之间的梁体和桥面现浇层用钢筋或预应力钢束连接起来, 以达到行车变形的连续性要求。主要优点:a.从力学的角度上不仅可以改善梁体受力;b.合理的结构安排减少跨中的高度, 增强结构安全;c.受力均匀, 在力度传送中提高抗震能力;d.连续性能够使路面更为平整, 减少坑洼感, 提高行车舒适性;e.节省建筑材料。主要缺点:a.要保证每个部分相连接, 工程总量提高, 任务量繁琐, 涉及的比例和参数规定较严格, 直接导致总的施工工艺相对较为复杂;b.由于施工的过程比较复杂涉及的机械人员较多, 增加了指挥和操作的难度, 而且要保证同设计图的匹配度极高, 每个部分都影响着总体工程, 任何地方都不能出现纰漏, 需要的是一个连贯性的施工, 也就是说对质量方面要求高。

2 模板制作

2.1 制作底座:

座作业, 山区的公路同平原的公路有着明显的区别, 要通过调整梁的长度来改变受限制的部分。因此, 制作底座时必须考虑跨端支座预留钢板能够适应梁长变化。钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构底座均需设置反拱, 其方向相反, 另外底座需保证有足够的强度, 尤其在北方, 遇有冬季施工情况时, 底座的强度对于预制梁的质量来说显得尤为重要。2.2调整坡度:对待特殊的地理环境, 我们需要改变原始的施工方式, 要针对不同的地势地形改变梁体和横坡与地势走向相协调。一般情况下我们借助可调螺栓来平衡不同量度下使顶面保持水平的方法。2.3订做定型模板 (侧模和端模) :模板订做的原因是调节中断来与梁长做搭配。翼缘特别是T形梁翼缘底板宜做成可旋转式, 以满足超高横坡变化的要求。同时要考虑加宽翼缘底板。

2.4 模板支撑构件:基于模板是起到一个调节的工作, 所以对位置的选择工作就是施工的重点。

3 钢筋、钢绞线、波纹管

3.1 钢筋:

钢筋施工要注意以下关键点, 钢筋直径是否符合设计要求;钢筋强度试验是否符合设计要求;钢筋焊接性能是否满足设计要求;钢筋加工尺寸是否与设计目标相符。钢筋加工应采用机械化加工方式, 减少人工操作环节。3.2钢绞线:钢绞线施工要注意一下关键点, 钢绞线直径是否符合设计要求;钢绞线强度试验是否符合设计要求。钢绞线不能焊接, 因此下料长度是否满足施工需求。钢绞线穿束时是否打转, 必须编号并适当用细扎丝捆绑。3.3波纹管:波纹管安装注意的关键点, 锚具与波纹管是否保持同轴;为防止漏浆造成穿束困难, 梁体钢筋焊接后应检查预埋的波纹管是否有孔洞, 防止水泥浆进入波纹管内。

4 混凝土

4.1 混凝土的拌合。

混凝土是桥梁建筑工程的主要施工材料, 整个的大的肢体和外部都是由混凝土来填充, 所以应对其搅拌的过程也特别需要注意, 混凝土浇筑前的坍落度要控制适宜, 并要严格按照相关规定和技术参数来完成。特别是是否能够达到设计的承受力。4.2保护层:选取始终合理的保护层才能真正起到对桥梁路面的保护, 现在通过多年的施工经验一般会采用PVC卡扣式以最能满足对钢筋保护层的控制工作。4.3振捣:振捣时应尽量保证振动棒不接触钢筋骨架, 一般情况下要有附着式振动器共同配合使用完成振捣工作。

5 模板安装拆除

5.1 模板安装时注意的关键点:

在安装之前要对模板进行全面检查, 包括尺寸、损伤度、完整度、稳定性和连接性等方面。5.2模板拆除:应严格控制拆模时的混凝土强度, 一般不早于50%或3天强度;拆除后的模板应涂刷保护剂 (一般可用脱模剂代替) ;

6 预应力张拉

6.1 钢束放样与定位:

施工时, 在精确放样的同时, 应做好波纹管的敷设和定位钢筋的设置工作, 一般直线段定位钢筋间距可采用1m、曲线段为0.5m。6.2锚下加强筋预埋:通常锚具生产厂家提供锚下螺旋钢筋, 施工时必须预埋, 同时做好锚下钢筋网片的预埋工作, 保证钢筋之间的净距与混凝土配合比相适应。以免因此造成张拉端混凝土局部承压破坏。6.3锚具:这是工程物料中最容易产生问题的部分, 所以需要特别的注意, 特别是可能引起施工的安全问题, 所以对质量的要求和物料的选取要专人来负责, 防止假冒伪劣品出现, 以免造成人员损伤, 延误工期。6.4张拉:张拉前应对张拉用千斤顶和油泵进行校核, 符合要求方可使用, 钢绞线的张拉严格执行"双控"指标。6.5压浆:张拉完毕应及时进行压浆, 压浆过程中应注意水泥浆的稠度以及孔道内水泥浆的饱满度符合要求。

7 封锚完成预应力钢束张拉之后应及时封锚。

7.1 连续端:

可采用简易的临时性封锚措施, 以防锚具和钢绞线锈蚀破坏。7.2简支端:必须按照设计图纸提供的封锚端配筋设计要求进行永久性封锚施工, 以防锚具和钢绞线锈蚀破坏。

8 梁板安装

8.1 准备工作:

墩台帽梁的定位是否正确;支座垫石的定位是否正确;支座垫石的强度是否符合设计要求;支座垫石的顶面高程是否符合设计要求;梁体预埋支承钢板定位是否满足设计要求;架设后梁体预埋支承钢板与垫石顶面一致保持水平。8.2支座安装:一般宜采用四氟滑板或盆式支座, 采用成套采购、安装模式。

9 现浇整体化混凝土

9.1 现浇湿接缝:

梁板吊装就位后, 应及时固定;整跨桥梁吊装就位后即可现浇湿接缝, 注意预留负弯矩孔道和锚具。9.2现浇连续段:当上一步工序完成后, 可以直接进入现浇连续段, 混凝土强度达到设计要求后, 方可张拉负弯矩钢束。9.3现浇桥面混凝土:现浇连续段张拉完成之后, 即可现浇桥面混凝土调平层。

1 0 安全生产

1 0.1 预应力钢束张拉时的安全;

10.2起重吊装时的安全;10.3架桥机行走与制动的安全;10.4相关机械设备的安全;10.5台前填筑完成之前不宜架梁;10.6运输:桥面整体化施工完成之前不得在桥上运输。

摘要：预制梁式桥梁建筑的特点是桥梁的上部多为不同长度的预制箱梁、T梁, 即由预制厂在前期先制造成形, 然后运到施工现场进行吊运与安装工作, 与之相对的现场浇筑为现浇梁式。从后张法预应力混凝土先简支后连续桥梁上部施工入手, 详细的阐述工艺、工序、质量三方面的控制的关键点。

关键词：预制梁式,上部结构,施工要点

参考文献

[1]方圆, 惠卓, 刘钊.预制装配式简支梁桥支座更换设计方法[J].现代交通技术, 2007 (1) .

[2]徐明.先张法张拉台座结构设计及受力验算分析[J].2008 (6) .

[3]任耘云, 伍宁长.栖莱高速公路后张预应力板梁预制及质量控制[J].水利水电施工, 2000 (3) .

预制式钢结构 篇2

预制式钢结构的安装过程中,高强度大六角头螺栓连接的预拉力是衡量螺栓连接可靠性的重要指标,为了使螺栓达到所要求的预拉力,目前国内普遍采用的方法是力矩法(也是相关规范中首要要求采用的方法)。

力矩法的原理是:通过使用专用的测力扳手或是定力扳手,在螺母一侧对螺母施拧,令其旋转并向螺栓方向紧固,最终达到将拧紧力矩转化为螺栓的轴向力(预拉力)的目的。

从国外的现况来看,还有一种普遍采用的紧固螺栓的方法-转角法(Turn-of-Nut Installation Method)。只是国内行业内采用扭矩法多年,当采用转角法时,绝大多数人还会用扭矩法的思想去衡量转角法,且对转角法的拧紧效果不放心。实际上,该方法符合AISC(美国钢结构协会)规范的要求,同时安装与检查等也满足该规范所附RCSC(Research Council on Structural Connection/结构连接构造协会)的规定。(见图1)

2转角法原理

转角法理论系由螺栓的伸长量来确定螺栓的轴向力(预拉力),而螺栓的伸长量则由螺帽的转角量来判断。螺栓轴向拉力之计算法如下:

N=C.δ=Co.δo

δ-螺栓伸长量

δo-连接钢板压缩量

C-螺栓弹性常数

Co-连接钢板弹性常数

螺帽总移动量为δ+δo,螺帽的转角位移量θ则可由下式求得:

P-螺距

转角法需先将螺栓锁紧至“密贴”状态(snug position),消除板叠缝隙的影响,然后再在此基础上,通过施加螺帽旋转量来对螺栓施加预拉力,此时螺帽旋转等同于对螺栓施加轴向伸长量。这里“密贴”状态指的是节点板叠之间刚好达到紧密贴合的临界阶段。此时螺栓被适度地拉紧并产生轻微的弹性变形,将板叠压紧在一起。其紧力大小同接点板叠的刚度和初始平直度有关。有试验表明“密贴”工况下的螺栓预拉力约为设计预拉力的15%,此数据可供参考。

3转角法的操作过程

3.1初紧阶段

正确装配螺栓连接副,首先初紧到“密贴”工况,这可以通过一个人用短扳手,单手施以全力获得,或者使用冲击扳手冲击几下即可(可以观察到螺母转动由快变慢)。初紧的目的是使接点板叠的摩擦面紧密接触,拧螺栓应从节点刚性最大的部分到自由边顺序地进行。先紧的螺栓可能会因后紧的螺栓而松弛,因此,有必要按同样的次序复拧一遍,以使所有的螺栓最终都达到“密贴”工况,对大型接点尤其应当如此。

3.2终紧阶段(图2)

3.2.1在螺母和螺栓上面通过圆心画一条直线(标志线),这样终紧之后螺母转过的相对角度可通过标记很直观地加以控制,同也便于进行转角角度的检查;

3.2.2 a.根据表1的要求,用扳手转动螺母至一个角度,使连接副达到终拧要求。b.所指的圈数为螺母相对于螺栓转过的角度,对于规定转角不超过1/2圈的,公差为±30°;规定转角不超过2/3圈的,公差为±45°;c.对于L>12d的螺栓,应预先在轴力计上进行试验以确定螺母的旋转角度。

3.3检查阶段

检查终紧后的螺栓连接副的螺母转角是否达到要求。确认无误后使用色笔做处明显标记,以防止漏拧或重拧。

3.4一些说明

3.4.1“过拧”问题

RCSC的规范指出,按“转角法”安装的螺栓的实际预拉力可能大大超过其设计值。以L≤4d的螺栓为例,从“密贴”开始,螺母再转1.5~3圈,螺栓也不会失效(断裂)。在±120°的转角范围内,螺栓轴力会达到设计值。当螺栓被进一步拧紧时,轴力将增加,超过一圈后,在某一点轴力开始减小直到在另一点螺栓被破坏。显然,有可能在拧多圈后,螺栓紧力低于设计值却未断裂,因此,不妨保守地将“密贴”之后螺母转角超过1圈作为“过拧”。

3.4.2“欠拧”问题

“密贴”之后的转角角度不够视为“欠拧”。但从前述“过拧”的问题可以看出,“密贴”之后螺母达不到规定的转角角度而螺栓却能达到设计预拉力的概率非常小。所以,RCSC规范中也指出,“密贴”之后螺母转角不超过上表规定的角度的未镀锌螺栓可以重新使用。

3.4.3“密贴”之后再拧规定的圈数后总会达到接近的紧力值,这也是“螺母转角法”施工工艺的一个特点。但是,应该指出,在同等旋转角度的情况下,干净的、润滑的螺栓副达到的轴向力值要比脏的、生锈的、未润滑的螺栓副的要小。

3.4.4“密贴”状态的控制

螺帽转角量与螺帽与钢板间接触的紧密度有极大的关系。接触松,则旋紧螺帽所需的转角量增大;接触紧,则旋紧螺帽所需的转角量减小。因此,在采用转角法之前,必须先将螺帽旋紧至一定的紧密程度,然而因在实际安装中并不容易控制,因而有“过拧”或“欠拧”的情况。由高强度螺栓在旋紧半圈、放松、再旋紧后的试验资料,显示累积塑性变形量会导致高强螺栓的变形能力出现越来越低的情况。

3.4.5本法的控制依据是螺栓略微进入非弹性阶段,出现屈服变形,其夹紧力由螺栓材料本身的性能决定,与扭矩-拉力比无关,比之扭矩法,它在螺栓群内形成的预拉力更为一致。

3.4.6按照常规要求,螺栓连接副终拧之后,螺杆应伸出螺母2~3扣,也就是说,螺杆的长度是有一定限制的。但是在BSI的供货方法上,为了避免现场螺栓规格品种太多(以减少错用几率并减少现场见证取样检测的数量),一般来说会在一定的长度范围内尽量将螺栓连接副归类。因此,对于本文3.2.2的转角要求,虽然取值的范围较为宽松,但是严格说来,应考虑到螺杆外露过长的影响(即螺杆外露超过5mm左右的长度就不宜计入表中的L值取值范围)。

4转角法与扭矩法的比较

4.1紧固轴力的绝对数值

实验数据表明,采用转角法施拧的高强螺栓,但常常出现预拉力比设计值高的情况。而采用扭矩法施拧的高强螺栓,会常常出现预拉力比设计值低的现象。

4.2紧固轴力的离散性

高强螺栓出现松动的重要原因是预拉力不足,防止螺栓松动的有效措施,就是确保预拉力。前面已经提到过,在转角法施工中,因为对于“密贴”状态的控制的误差,会出现“过拧”或“欠拧”的情况。

但是实际上,采用扭矩控制法旋紧的高强螺栓,一般只有10~20%左右的拧紧力矩能转为螺栓的轴向力(这也就是扭矩系数“K”值的含义,它是反映螺栓拧紧过程中的扭矩与轴力之间关系的经验参数)。由于每隔螺栓连接副的k值都不相同,故相同的拧紧力矩会得到不同的预拉力,并最终导致轴向预拉力的离散性。

国外试验资料表明:预拉力的实际值与预期值之间的偏差可达40%。许多与螺栓拉力无关的因素对扭矩均有影响,如螺栓和螺帽上的螺纹的光洁度与误差,螺栓与螺帽是否由同一制造商供货,润滑程度,螺纹是否生锈,工地是否遭到尘埃污染,螺帽与支承面之间摩擦力的变化等。当上述因素变化时,施加同样的扭矩,螺栓内产生的预拉力也随之变化,有时差别很大,常常引起争议。

RCSC高强度螺栓规程各版本的变化就反映出这一情况。第一版(1951年)规程中列有不同直径高强度螺栓预拉力与对应扭矩的关系表,1954年版该表被取消,扭矩扳手法仍保留作为一种拧紧螺栓的工具及施加预拉力的方法,但要求对扭矩扳手每天标定;1980年版把扭矩扳手法全部取消,当时认为该方法为所有安装方法中可信度最低且最有争议的方法;1985年版又恢复了本方法的使用,但增加了更多的控制措施,除每天标定扭矩扳手外,增设硬质垫圈,现场保管应防尘防潮,充分润滑螺栓螺帽等。相对而言,我国规范要求则较为宽松。

有关试验数据表明,采用转角法得到的螺栓轴向力值比较集中,而采用力矩法则比较分散。从标准偏差值来看,转角法测得数据的标准偏差要远远小于力矩法所得到的结果。

4.3操作的简便性

毫无疑问,采用转角法施工的工艺更为简单、可靠,也不必控制螺栓连接副的扭矩系数。因其建立起来的螺栓预拉力通常比设计值高,故能够充分地利用材料的储备强度。

4.4广泛的适用性

采用扭矩法施工的高强螺栓连接副的表面需要采用一定的工艺手段,经过严格控制的表面加工处理过程,才能达到扭矩系数的要求。

而经过热镀锌处理的高强螺栓连接副由于表面锌层的不均匀性,其个体螺栓的扭矩系数值偏高且离散型相当大,按照由样本确定的扭矩值施工,将很难保证螺栓达到按照扭矩系数要求确定的预拉力。因此,表面镀锌的高强螺栓连接副只能够采用转角法施工。

除此之外,实际操作中还可会遇到表面镀铬处理的高强螺栓连接副等,只要能确保螺栓连接副的扭矩系数值及标准偏差,则无论采用扭矩法还是转角法均可。

5镀锌高强螺栓连接副的转角法试验及施工安装

本文3.2.2节中所提到的“密贴”之后的终紧旋转角度值为RC-SC的要求,实际上已经经过大量的实践检验证明,且与螺栓表面处理情况无关,故一般来说,并不需要现场再做试验确定实际项目个案的转角值。但是在国内项目的实际安装过程中,客户或者监理往往可能会要求现场见证取样,并通过试验使用轴力计来进行镀锌高强螺栓连接副旋的转能力试验。国内可以做这方面试验的机构有上海紧固件和焊接材料技术研究所、上海金艺材料检测技术有限公司(原上海钢铁工艺技术研究所测试中心)等。

连接副旋转能力试验具体方法如下(参照ASTM A 325M-09标准)。

首先向螺栓连接副施加一定的预拉力(使用轴力计测定),预拉力值不小于10%的螺栓试验负荷(见表2);

初拧之后,按照表3的要求旋转螺母以完成终拧。

上述试验只是在实验室条件下进行的前期抽样试验方法来测定螺栓连接副的旋转能力,并不是现场安装使用的方法,主要原因如下:

施工现场没有轴力计,也不可能使用轴力计对每一个螺栓预拉后再旋转螺母;

若将这个轴力转化为扭矩值来进行控制,则镀锌螺栓的扭矩系数的较大离散型,又很难来确定这个10%扭矩值的控制值(当然这个偏差会比较小)。这个方法实际上又回到了使用扭矩法来控制转角法的老路上来了;

最为关键的是,市场上可能购买不到力矩如此之小的适合大六角头高强螺栓的扭矩扳手。

故最为可靠的办法,仍然是按照转角法的标准步骤来施工。

摘要：在充分研究国内外相关技术资料的基础上,对高强度大六角头螺栓转角法的原理进行了研究,并与传统的扭矩法施工做了比较,认为转角法是更为可靠的施工方法。在分析转角法施工中可能存在的问题的同时,也提出了详细的施工工艺要求。

关键词：高强度大六角螺栓,转角法,扭矩法

参考文献

[1]钢结构工程施工质量验收规范GB 50205-2001.

[2]侯兆新,何乔生等.钢结构工程施工质量验收规范实施指南.

[3]ASTM A325M-2009-6.3 Rotational Capacity Test

浅谈预制式二次组合设备 篇3

预制式二次组合设备由预制式二次组合设备舱、舱体辅助设施、二次设备屏柜 (或机架) 、二次设备等组成, 并在工厂内完成相关配线、调试等工作, 作为一个整体运输至工程现场。

预制式二次组合设备舱采用集装箱式构造, 可由1个或多个分舱体拼接而成, 舱内可根据需要配置消防、安防、暖通、照明、通信等辅助设施, 其环境满足变电站二次设备运行条件及变电站运行调试人员现场作业要求。

2 预制式二次组合设备与传统变电站二次设备的优缺点

传统变电站, 二次设备均布置在二次设备室或继电器小室内, 需要土建专业完成设计、施工、安装等工作, 现场施工量较大;二次设备必须等到土建专业完工后方可进场安装调试, 周期较长, 不利于工程进度控制;变电站中土建需要完成场地平整、道路铺设、设备基础制作等工作, 施工人员繁杂, 现场施工队伍较多, 质量难以保证;变电站内二次设备安装接线工作量大, 尤其是智能变电站中, 屏柜间主要采用光缆连接, 而光缆较电缆更容易受损, 导致二次设备接线任务繁重。

预制式二次组合设备, 通过工厂生产预制、现场装配安装两大阶段缩短土建施工周期, 减少工程建设人员, 简化检修维护工作。通过探索实践, 完善出设计、加工、施工、管理、定额等标准, 从而有效地控制工程质量、建筑周期和工程造价。其标准化设计、模块化组合、工业化生产、集约化施工, 使变电站建设走向科技含量高、资源消耗低、环境污染少、精细化建造的道路。

3 预制式二次组合设备舱研究现状

在应用方面, 预制舱在20世纪80年代中期在美国就已经应用在整体模块化的33 k V变电站, 20世纪90年代在日本出现的整体模块化的66 k V变电站也应用了预制舱。

集装箱式变电站在低电压等级变电站中应用不断扩大, 国内主流设备厂家如南瑞科技、国电南自、南瑞继保、许继电气等均已开展预制式二次组合设备的研究。部分厂家如南瑞科技等已有设备的样机。

4 许继电气预制式二次组合设备舱性能特点

预制式钢结构 篇4

智能变电站中光缆需求量显著增多, 在光缆选型、标识、敷设、布线等过程中均暴露出一系列问题, 特别是光纤的现场熔接, 工序繁琐, 对工作人员技术水平、外界环境要求较高, 施工费用高、施工周期长, 且质量难以保证, 严重影响了智能变电站的有序建设发展。为此, 预制式光缆的出现极大的解决上述问题, 在专用生产设备上将光缆和连接器连接在一起, 实现即插即用, 省去现场熔接过程, 从而提高光缆连接质量, 缩短现场工期, 减少光缆维护工作量。

1 预制式光缆

预制光缆是指定制光缆时, 出厂前就在光缆单端或双端预制光缆连接器的技术。光缆连接器是实现光缆之间活动连接的光无源器件, 具有光缆与有源器件、光缆与其它无源器件、光缆与系统和仪表之间等进行活动连接的功能。

光缆连接器主要由光纤加固、光纤对准、弹性对接、头座锁紧、光缆固定、插针防转、光缆缓冲等部分构成。如图1所示。

预制光缆通过用光纤连接器替代传统的熔接断点, 需要通信的两段光缆, 只需将接口匹配对接, 并以可靠方式加以固定保护即可。如图2所示。

目前, 光缆连接器技术日渐成熟, 生产商可生产出不同芯数、不同接口类型及适用于不同环境的光缆连接器, 并广泛应用于长途干线网、城域网、接入网、光纤CATV网、光纤数据网、DWDM系统等光通信、光传感器、航空、军事以及其它光纤应用领域, 是目前使用数量最多的光无源器件。

对于国内智能变电站, 目前应用较普遍的仍是光纤现场熔接方式, 预制光缆连接器很少应用。

2 预制式光缆在智能变电站的应用分析

2.1 需求分析

变电站二次设备布置于二次设备室, 智能终端、合并单元就地布置于智能控制柜。按照该方案, 装置之间的光缆连接可分为以下几类:

(1) 户外至户内

①智能终端———线路 (母联/母分) 保护、母线保护

②智能终端———过程层交换机

(3) 智能终端———对时

④合并单元———线路 (母联/母分) 保护、母线保护

⑤合并单元———过程层交换机

⑥合并单元———对时

(2) 户外至户外

母线PT合并单元———各间隔合并单元

(3) 户内至户内

各间隔过程层交换机———中心交换机

各间隔过程层交换机———各间隔保护装置、测控装置、计量装置

中心交换机———母线保护、公用测控装置、故障录波网络分析一体化装置、PMU

2.2 应用分析

2.2.1 预制方式

光缆预制方式可分为双端预制和单端预制。

(1) 双端预制

双端预制指的是在出厂前将光缆的两头预制接口。该方案的优势在于完全省去熔接环节, 实现现场即插即用, 缺点是必须精确控制长度, 如果长度不够, 将造成光缆的报废, 如果长度过长, 给柜内盘线带来很大压力。

(2) 单端预制

单端预制可避免双端预制长度难以控制的缺点, 单端预制即一端预制, 另一端现场熔接, 可根据现场情况采取场地端预制, 控制室熔接, 也可以是场地端熔接, 控制室预制。一般场地施工环境更恶劣, 熔接较困难, 控制室环境较好, 熔接条件好, 因此推荐采用场地端预制, 控制室熔接方案。

上述两种方案的比较如表1所示。

鉴于智能控制柜至户内屏柜的长度很难精确计算, 推荐采用单端预制方案。

2.2.2 连接方式

根据相同去向的光缆是否整合可将连接方式分为直连方式和转接方式。

(1) 直连方式

直连方式指的是需要连接的两个柜全部采用点对点连接。其优点是省去了中间转接的环节, 缺点是光缆用量多, 敷设工作量大。如图3所示:

(2) 转接方式

转接方式指的是首先将至户外同一屏柜的不同光缆整合为一根光缆, 再在户内屏柜间进行转接。可设一面已有的屏柜作为转接屏柜, 也可专门设一面屏柜作为转接屏柜, 分别如图4、图5所示:

对上述几种方式进行比较:

通过比较可知, 转接方式相对于直连方式可节省光缆, 避免电缆沟过于拥挤, 同时减少施工工作量, 因此推荐采用转接方式。

3 结论

通过对以上两种方式进行分析, 可得如下结论:

(1) 户外至户内、户外至户外光缆采用单端预制方式, 其中户外智能控制柜至户内柜的接线采用转接方式接线。

(2) 考虑到预制光缆需增加转接头, 增加损耗, 因此户内屏柜间的接线采取尾缆连接。

摘要：随着国内智能变电站的大力推广, 光缆在变电站中的应用越来越普遍, 光缆熔接方式仍以现场熔接为主, 根据智能变电站的建设, 提出了光缆单端或双端预制的技术, 并比较分析了光缆预制方式及连接方式, 得出了其在智能变电站中的应用方案。

关键词：预制式光缆,单端预制,转接方式,尾缆连接

参考文献

[1]国家电网公司.Q/GDW 383-2009智能变电站技术导则[S].北京:中国电力出版社, 2009.

[2]方志豪, 朱秋萍, 方锐.光纤通信原理与应用[M].北京:电子工业出版社, 2010.

装配式钢结构深度预制施工技术 篇5

1. 1 技术名称

装配式钢结构深度预制施工技术。

1. 2 形成过程

随着近年来公司海外市场不断扩大,钢结构预制与安装工作量与日俱增,施工人力、装备等资源持续处于紧张状态,钢结构预制生产急需在工艺创新、设备使用、工序组合、质量控制方面探索出全新有效的生产模式。为满足国外工程钢结构预制的需要,在管廊架等钢结构的预制中改变传统钢结构预制方式,采用装配式深度预制技术,运用Tekla等软件对设计图纸进行三维建模、二次设计和工艺详图出图,并采用先进数控化设备将加工信息转换为二维机代码,使排料、切割、钻孔等工序达到程序化、批量化,提高了预制深度、生产效率,保证了产品质量。

1. 3 主要特点

装配式钢结构深度预制施工技术最大特点是建模精细化、下单快速化、生产工序化、作业流水化、预制优质化。运用Tekla等软件通过对图纸二次建模分析,快速建立三维立体模型,将钢结构的节点构造细化,自动生成详细的二维加工零件图和组装详图,快速列出各类钢材的规格型号用量表,实现快速材料计划下单采购; 数控设备投入使用,优化布置,有机组合,编制数控操作执行文件,各工序作业优化组合,轻松实现下料、钻孔、组对、焊接等工序流水化作业,实现了预制生产快速化、优质化。

Tekla Structures是芬兰公司开发的钢结构详图设计软件,在一个虚拟的空间中搭建一个完整的钢结构模型,模型中不仅包括结零部件的几何尺寸,也包括了材料规格、横截面、节点类型、材质、用户批注语等在内的所有信息,而且能自动生成钢结构工艺详图和各种报表。

1. 4 适用范围

装配式钢结构深度预制施工技术适用于以下七个方面钢结构预制生产:

( 1) 场站系统管廊架,如输气管网、热力管网、污水管网等。

( 2) 塔架类如烟囱塔架、通讯塔架、跨河桁架等。

( 3) 常压非标设备制造,如常压水罐、常压油罐、水泥仓等。

( 4) 烟囱类成套设备制作,如尾气烟囱、锅炉房烟囱、灼烧炉烟囱等。

(5)设备梯子、栏杆、检修通道钢格板成套制造。

(6)钢结构的厂房、仓库、办公楼的预制。

( 7) 装配式管廊架、设备框架成套制造。

2 技术详细特色介绍

2. 1 技术流程

2. 2 创建构件

( 1) 参照设计图纸,利用Tekla三维立体模拟软件创建定位管廊桁架位置的全局轴线。先大致浏览全套施工图后,打开软件,点击新建模型按钮,在弹出的对话框中输入模型名称,进入新建模型,按照施工图轴线参数修改默认轴线,再创建各轴的视图,以方便在各视图之间进行模型建立。

( 2) 创建定位单榀桁架杆件位置的局部轴线和辅助线、点,在此基础上依次创建立柱、横梁、边梁、次梁、挑梁等杆件。

( 3) 在软件截面库中选择合适的截面,软件截面库里面有各种H型钢、工字钢、槽钢、角钢、钢板等,根据设计要求为创建的零部件选取材料。

(4)使用复制、镜像等功能创建相同构件。

注意事项:

①单榀桁架的标高,横向、纵向坐标统一按毫米计量,同一模型内要统一坐标单位。

②计算梁柱标高时候要扣除设计图纸的基础标高。

2. 3 创建节点

( 1) 选择合适的节点类型,先利用Tekla软件默认的参数创建节点,再调节参数,使节点形式与设计图纸相符。柱脚、梁柱连接的连接板与螺栓创建出来后,按需进行焊接连接,再做成节点,然后运用节点去创建相同的连接形式,从而建立起整个三维模型。

( 2) 在创建节点时,要加强碰撞检查,利用碰撞校核,避免构件相碰和螺栓间距过小等问题。

注意事项:

①在复制生成节点前,先单个节点的校核碰撞,以免成批的创建节点后形成大量的碰撞。

②节点全部完成后,开启Tekla三维立体模拟软件自动碰撞校核功能,一定要进行三维碰撞再校核,修改完善模型。

2. 4 出构件详图和装配图

( 1) 选择合适的模板,设定图纸的大小、报表大小。

( 2) 修改图纸的属性,设定标注类型和标注精度,设定文字大小等。

( 3) 选择所有构件,由软件自动出构件图和零件图。

( 4) 手工修改图纸标注,创建剖面、标高,插入视图,加注图纸说明。

2. 5 提出料单

模型完善后,自动生成零件、构件流水编号,所有编号唯一,不重复,方便生产后标记编号。快速创建零件清单,螺栓清单,型材清单等材料用量清单,提供材料排版图,导入Excel表格,提出材料采购和工厂加工计划,实现快速材料计划下单采购。

Tekla三维立体模拟软件创建的用量料单,相比以前预估买料,直接将施工图交班组,由班组边清算边干,缺料再补再干的传统方式有了技术和管理上的创新。该技术成熟运用,班组只需按加工任务书施工,由于软件对材料的统计正确率100% ,所以物资部门根据材料清单对材料的管控能力大大加强,不易出再因增补材料而影响工期,同时不易产生库存积压,利于资金流转,提高企业效益。

2. 6 形成加工任务单

创建出零件图、构件图,经过调整后便可形成车间预制生产任务书。任务书可按零件图、构件图生产、综合生产和按照生产工序安排生产。

操作人员拿到任务清单后,通过键盘输入单个零件规格、尺寸、角度等参数,设备电脑自动转换为机代码,编制好数控操作执行文件,借助吊运辅助设备,操作台面控制按钮可实现材料进退,红外线定位,物件上下抬起,左右横移等功能,可实现切割、钻孔等工序作业,加工产品尺寸准确,零偏差。操作人员直接根据任务单组织生产,省去看图时间,提速提效,缩短工期。

2. 7 物料的进出形式

所有物料进出和转运主要通以下几种途径:

①平板轨道车运输; ②送料辊滚传送; ③天车直接吊装行走; ④拖挂车拉运。

将原材料用天车吊装放到带锯床的送料辊滚上,操作数控台面,实现型钢上下抬起和横向移动进入进料平台,通过上下左右定位,操作切割台面按钮,可轻松实现多角度切割下料。完成的下料胚通过送料平台送出切割间,通过天车吊装放到钻床的送料辊滚上,实现出料,并输送到组对焊接工艺区块组对焊接。

2. 8 主要数控设备配备

2. 9 主要生产工序介绍

钢结构预制生产主要工序如下:

( 1) 三维建模,编制零件、构件生产图,派发任务单,标识清楚单个零件材质、外形尺寸、眼孔直径、中心距,边角处理方式等。

( 2) 按照生产任务单对立柱、横梁等型钢用数控带锯床下料,连接板用数控火焰切割机下料,并按任务单上号码对零件进行打钢印编号。

( 3) 用数控三维钻床对型钢上立柱、横梁的连接螺栓孔进行钻孔,用平面数控钻床对连接钢板进行钻孔,保证立柱和横梁孔位的制作精度。

( 4) 把钻好孔的连接板与立柱、横梁每榀对应点焊好,并完成组对工序。

( 5) 按照施焊工艺,采用手工焊或CO2半自动保护焊焊接每个节点,先焊接筋板焊缝,后焊接螺栓连接板与柱、梁的连接焊缝。

( 6) 焊接完毕后,将横梁、立柱等单根构件分离出来,按任务单上号码对构件进行打钢印编号。

( 7) 构件经过抛丸除锈后,用封口胶将钢印密封,防止油漆、防火涂料、锈蚀等外界因素影响钢印清晰度。

( 8) 按货运要求进行打包产品,每个包架唛头用喷涂标识,字迹清楚,以便发运和现场组装。

2. 10 科技应用,高科技保质量

在原有质量管理体系的基础上,项目部技术人员利用Tekla三维软件建模,细化节点构造,模拟现场组拼装效果,从三维效果上查找错、漏、缺,并及时与设计沟通,达成修改共识。软件自动生成详细的二维加工零件图和组装详图,快速列出各类钢材的规格型号用量表,实现快速材料计划下单采购,避免了手工操作出现的纰漏。

数控设备的应用,编程操作,轻松实现排料、切割、钻孔等工序程序化,批量化,其操作简单,进料、退料、起刀、收刀等自动定位,自动控制,切口小,切割面光平,能很好地确保零件尺寸,孔径、孔距、孔眼垂直度等主控项目的偏差值在允许偏差值范围内,确保高精度高效率地完成施工任务。

3 工程实例及效果

四川油建新疆项目部在承接的土库曼南约洛坦100 亿商品气产能建设项目、土国B区处理厂工程、土国A区处理厂扩建工程、阿富汗AD项目等工程中均运用该技术对管廊架、设备平台等钢结构进行预制生产,克服了钢结构预制量大,结点结构复杂,螺栓连接多,任务重、工期短等难题,高效优质地完成了各项任务,取得了全部钢结构预制深度达到98% 的好成绩,并使系统管架横梁轴心线、标高、节点位置等精度控制在3mm以内,突破千榀管架无返工,数十万螺栓孔坐标、孔径、组装位置等与现场安装匹配率100% 等惊人成绩。

4 结论

装配式钢结构深度预制施工技术在预制生产中把Tekla三维模拟软件和数控设备成熟地配套应用,不但缩短了技术人员拿出零件加工图的时间,还节省了统计材料的时间,提高了技术人员的工作效率; 数控设备的投入,使得各工序施工轻松化、简单化,不但很大程度上提高了零件制作质量,同时也降低了劳动强度,提高了工效为公司赢得了效益。

这种全新的生产模式,形成了建模简洁化、下单快速化、生产工序化、作业流水化、加工快速化、预制优质化等特色,并适用于场站系统管廊架、塔架钢结构、常压非标设备制造、烟囱类成套设备制作、设备梯子、栏杆、检修通道钢格板成套制造、钢结构的厂房、仓库、办公楼的预制、设备框架成套制造等大多数钢结构深度加工预制,是我国钢结构预制的发展趋势与进步。

摘要：装配式钢结构深度预制施工技术是四川油建为保障海外市场发展和高质高效完成钢结构预制而探索出来的一种新型施工技术。在将传统的钢结构焊接形式改为高强度螺栓连接,减少现场焊接工作量的基础上,在业内首次运用Tekla软件对图纸进行深度建模分析、二次设计和工艺详图出图,并建立了装配化钢结构数控预制生产线对其加工生产,在软件、工艺和机具设备上都实现了创新,并取得了骄人的成绩和经济效益。

预制式钢结构 篇6

2013年, 国家电网公司创新变电站工程建设模式, 开展标准配送式智能变电站建设[1,2], 大力推行“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”理念, 全面提升电网建设能力。变电站二次系统作为智能变电站的重要组成部分, 由继电保护、调度自动化、系统通信、站内通信、变电站自动化系统等组成[3~6]。变电工程中, 二次设备现场接线、调试工作量大, 且需在土建及电气一次施工完毕后才能进行, 工程建设周期较长, 人力物力耗费较高[7~11]。

对于采用户内GIS配电装置的变电站, 一次和二次设备联系紧密, GIS本体二次回路及设备、保护测控装置、多功能电度表及合并单元智能终端集成装置、柜内辅助设备等均布置在就地控制柜。这些设备和回路的组成、连接和组柜, 以及在工厂内完成相关配线、调试等工作, 是实现预制式智能控制柜的重要内容[12,13]。

1 预制式二次设备应用现状

1.1 传统一次设备汇控柜

传统一次设备汇控柜由GIS厂家成套生产, 一般是指变电站隔离开关和断路器的汇控柜。汇控柜将单相机构的信号和操作电源等都集中在一个就地柜内[14~16]。GIS的每个间隔都有一个汇控柜, 它是一个间隔里所有设备二次回路的集合。汇控柜内所有设备都设有铭牌, 并用大的黑体字标记, 电缆采用下进线, 电缆进线孔处设有盖板。汇控柜内有就地操作用的模拟接线盘、操作开关、模式切换开关以及电源开关等, 并有断路器机构、合分闸指示窗、与隔刀地刀机构接插端子以及接地铜排、柜内照明、加热器、凝露器、空开等设备。

不同一次设备厂家的GIS就地汇控柜尺寸不一, 柜体结构和形式也不一致, 没有一个标准化的要求, 导致设计单位必须在GIS设备订货后根据厂家资料提供建基础等资料。这样, 有可能因订货周期长、厂家资料提供不及时、厂家资料反复修改等而延长现场施工和设计配合过程中的时间。很显然, GIS一次设备厂家配供的GIS就地汇控柜已不适应现在标准配送式智能变电站建设和标准化设计的理念, 需要对其屏柜尺寸进行标准化要求。

1.2 智能控制柜应用现状

目前, 户内变电站智能控制柜配置主要是“传统一次设备+智能控制装置”模式, 智能控制装置就地布置, 与一次设备集成安装。智能控制装置包括合并单元、智能终端, 还可以包括就地化的保护、测控、录波设备。

以110kV智能控制柜为例, 介绍柜内布置情况。智能控制柜左上方安装线路保护测控装置、电度表屏、智能控制装置以及对应的压板、端子排等;右上方为就地操作用的模拟接线盘、操作开关、模式切换开关及电源开关等;下方为断路器机构、合分闸指示窗、电缆进线口、与隔刀地刀机构接插端子以及接地铜排等。柜体安装于GIS底架。

1.3 智能控制柜存在的问题

目前, 智能变电站建设一般要求GIS汇控柜与智能控制柜整合, 但一体化设计中存在一些问题。在工程实施中, 一二次厂家需要配合设计, 在一次设备厂内完成一次接线和部分二次接线 (一次设备与二次过程层设备间) , 在现场完成剩余二次接线 (二次过程层与间隔层设备间) 。一二次接口不清晰, 常造成设计过程中需反复确认修改。这样的设计模式显然不能满足配送式智能变电站的建设要求, 因此改进配送式智能控制柜建设模式迫在眉睫。

2 预制式智能控制柜方案

户内GIS智能一次设备整体可分为一次设备本体 (带机构箱) 、传统汇控柜、智能控制柜过程层部分、智能控制柜间隔层部分。要实现预制、配送, 就需要实现各分块的模块化以及模块间的标准化连接。按照模块组合的不同, 本文提出以下方案。

2.1 分离式智能控制柜

不考虑集成整合要求, 将原由一次厂家负责的设备本体 (带机构箱) 、传统汇控柜作为一个模块, 将原由二次厂家负责的智能控制柜过程层部分、智能控制柜间隔层部分作为一个模块。

按照一二次分离模式, 第一部分完全由一次厂家负责, 实现完全配送式较为困难;但是汇控柜独立, 内部接线完全可实现工厂化加工, 对外接线采用航空插头, 也易于标准化。第二部分完全由二次厂家负责, 将过程层、间隔层设备一并布置在统一的智能控制柜中。由于二次设备外形、接口标准化程度较高, 因此实现整个模块的配送式较为容易。

两模块间的接口可以采用定义好的航空插头, 实现标准化连接也较为容易。但是两面柜体联合布置需要仔细设计, 考虑间隔宽度和GIS室面积, 采用前后布置或并列布置。

在调试时, 仅需对第二部分进行模拟厂内调试, 再在现场进行联合传动。

2.1.1 分离式智能控制柜的优点

(1) GIS部分由一次GIS厂家独立成套, 提前预制好并在工厂内与一次设备接线联调, 省去了一二次厂家间的配合时间和环节。

(2) GIS厂家已有成型的汇控柜体和生产模式, 节约了研发设计时间。

(3) 保护厂家独立负责控制柜部分, 无需考虑一次设备的制约, 这样易于实现标准化和配送式。

(4) 方案技术成熟可靠、应用广泛, 已有运行经验。

2.1.2 分离式智能控制柜的缺点

(1) GIS部分与常规模式没有区别, 至汇控柜仍采用电缆。

(2) 二次厂家需要到施工现场或一次厂家进行联调, 增加了施工周期。

(3) 未集成整合, 导致传统控制柜内的许多功能与智能控制柜中的功能重复, 如防跳、压力闭锁、三相不一致等。

(4) 传统控制柜的宽度一般在1 000~1 200mm, 在其旁边再布置一面800mm宽的二次设备屏, 且GIS间隔间需预留至少2m宽的距离, 导致站内占地面积增加, 投资增加。

2.2 部分组合式智能控制柜

将一次设备本体 (带机构箱) 、传统汇控柜、智能控制柜过程层部分作为一个模块, 将智能控制柜间隔层部分作为一个模块。

按照一二次部分组合模式, 第一部分由一次厂家负责, 实现完全配送式较为困难;但过程层设备布置在汇控柜内, 与一次设备集成, 提高了整合程度。内部接线完全可实现工厂化加工, 对外需现场连接预制光缆。第二部分完全由二次厂家负责, 将间隔层设备布置在独立的智能控制柜中。由于二次设备外形、接口标准化程度较高, 因此实现整个模块的配送式较为容易。

两模块间的接口可以采用预制光缆, 实现标准化连接也较为容易。但两面柜体联合布置需要仔细设计, 考虑间隔宽度和GIS室面积, 采用前后布置或并列布置。

在调试时, 分两个阶段:第一阶段, 两模块内部在一二次厂家分别调试;第二阶段, 二次模块发至一次模块进行联调, 或一二次模块在现场联调。

2.2.1 部分组合式智能控制柜的优点

(1) 一次设备具有数字化接口, 具备智能一次设备形式。

(2) 保护厂家根据标准柜进行组柜, 提前预制好并在工厂内与相关设备进行联调, 节约了研发新柜型的时间。

(3) 方案技术成熟可靠、应用广泛, 已有运行经验, 且可统一现阶段户内、户外站的设计方式。

2.2.2 部分组合式智能控制柜的缺点

(1) GIS厂家需进行二次智能组件设计, 不同厂家需进行接口配合。

(2) 二次厂家需要到施工现场或一次厂家进行联调, 增加了施工周期。

(3) 传统控制柜的宽度一般在1 000~1 200mm, 在其旁边再布置一面800mm宽的保护测控屏, 且GIS间隔间需预留至少2m宽的距离, 导致站内占地面积增加, 投资增加。

2.3 组合式智能控制柜

将一次设备本体 (带机构箱) 作为一部分, 将传统汇控柜、智能控制柜过程层部分、智能控制柜间隔层部分作为一个模块。

按照一二次整体组合模式, 第一部分由一次厂家负责, 实现完全配送式较为困难;内部接线完全可实现工厂化加工, 对外由GIS本体上的各机构箱采用航空插头标准化连接。第二部分由一次和二次厂家配合负责, 将过程层、间隔层设备布置在智能汇控柜中。二次光缆和电缆接线均在内部完成。

两模块间的接口采用航空插头, 实现标准化连接较为容易, 一面柜体布置也较为方便, 但是仍需要一二次厂家进行联合设计。在联合设计时, 应按照集成优化要求, 取消重复的二次回路和模拟接线, 方便柜体的设计和生产。标准化柜内分工, 航空插头接至合并单元、智能终端的接线由一次厂家负责, 合并单元、智能终端至保护、测控间的接线由二次厂家负责;柜体的尺寸结构由一次厂家负责确定;柜体接线完成后的调试由二次厂家负责。

在调试时, 仅需对第二部分进行模拟厂内调试, 联合传动在现场进行。

2.3.1 组合式智能控制柜的优点

(1) 节省了电缆等设备投资以及相应施工投资。

(2) 节省了保护小室及主控室等的占地面积和投资。

(3) GIS智能控制柜优化了二次回路和结构。

(4) 联调在出厂前完成, 现场调试工作量减少。

(5) 基于通信和组态软件的联锁功能比传统硬接点联锁方便。

(6) 缩小了与互感器的电气距离, 减轻了互感器的负载。

(7) 丰富的变送器接入方式以及智能平台提供了强大的在线监测功能。

2.3.2 组合式智能控制柜的缺点

GIS厂家需进行二次智能组件设计, 接口需不同厂家进行配合。一二次不同厂家需集中联调, 设备出厂前工作量大。

2.4 预制式智能控制柜方案对比

方案优缺点对比见表1。

由表1可知, 变电站智能控制柜采用组合式智能控制柜方案实现工厂内生产、组装、调试, 标准化设计, 工厂化加工, 装配式建设, 能够满足国网公司标准配送式智能变电站的要求。

3 预制式智能控制柜的安装调试

预制式智能控制柜的一个问题是需要一二次厂家配合设计、调试, 配合工作量大, 而目前安装调试完全由一次厂家或二次厂家实现均不现实。对于一次厂家, 可以做到GIS本体回路至智能终端合并单元的连接和传动, 但是智能终端合并单元至保护的连接和调试需在现场进行, 不符合工程化生产的原则。对于二次厂家, 不同GIS厂家二次回路的配线、模拟接线的装配, 屏体和GIS设备的组装都是较难克服的问题。

基于现实考虑, 实现预制式智能控制柜的一个重要方面是对一二次厂家配合接口, 完成包括安装和调试在内的分工标准化, 以便各司其职, 快速有序地进行生产建设。

在设备安装方面, 推荐的标准化流程是由一次厂家进行柜体生产、二次设备开孔、设备安装。在设备安装完毕后, 先由一次厂家负责GIS本体回路至智能终端合并单元的电缆连接, 再由二次厂家负责智能终端合并单元至保护的光缆连接。以智能终端合并单元为中线进行区分, 界面清楚, 全部柜内的接线均可在厂内完成。

在设备调试方面, 推荐的标准化流程是由二次厂家整体负责。在保护、测控、计量装置进GIS厂家前在二次厂内完成上述间隔层设备与站控层一体化监控系统间的联调。配送式智能控制柜装配接线完毕后, 在一次厂家内进行间隔内保护、测控、计量设备与智能终端合并单元间的联合调试, 并进行一次传动试验。

标准化安装调试流程与分工方案如图1所示。安装调试过程结束后, 将预制式智能控制柜送至现场, 由于柜内光电缆接线全部完成, 间隔内所有二次功能包括传动也已经调试完成, 因此只需要通过即插即用的预制光缆或网线将其直接连接至站控层交换机设备。间隔层保护测控设备与站控层一体化监控系统的连接已经在二次厂家内联调

过, 可方便地实现即插即用。

4 预制式智能控制柜的费用

预制式智能控制柜设备费用由柜体、通风、照明、保护装置、测控装置、合并单元智能终端智能组件、数字式电度表、光纤配线架等组成。

以某220kV变电站为例, 采用组合式智能控制柜比采用分离式智能控制柜可节省保护测控屏19面, 投资约150万元;组合式智能控制柜就地布置缩短了过程层、间隔层设备间的距离, 有效减少了光缆电缆的使用量, 可节约光电缆及其敷设投资约85万元;由于组合式智能控制柜内设备安装、接线和联调等工作已在工厂内完成, 现场只需吊装和焊接, 并且预制光缆的使用可省去部分熔接时间, 厂内联调也可大幅降低现场调试时间, 因此预制式智能控制柜的使用大幅缩短了工期, 减少了施工调试人员工时需求, 进一步降低了费用。

5 结束语

本文分析了预制式智能控制柜的不同组合方式, 结合户内配电装置布置情况, 推荐采用组合式智能控制柜。采用组合式智能控制柜, 可实现工厂内生产、组装、调试, 标准化设计, 工厂化加工, 装配式建设。预制式智能控制柜方案可对配送式智能变电站的工程实施提供借鉴和参考。

摘要：预制式智能控制柜是户内GIS配送式智能变电站的关键技术之一。结合户内GIS配电装置布置, 在研究国内外现有各类二次电气设备柜体结构技术特点的基础上, 将“一次设备+智能控制柜”的智能一次设备模式进行分拆和重组, 提出和讨论了分离式智能控制柜 (一二次分离) 、部分组合式智能控制柜 (一二次部分组合) 和组合式智能控制柜 (一二次整体组合) 三种可行的配送式智能控制柜方案, 并对它们的特点、费用等进行对比, 提出适合于配送式智能变电站的方案。

预制式钢结构 篇7

外壳预制核心现浇装配整体式RC结构, 与目前我国现有的装配式结构体系相比, 其特点是不仅具有现有装配式RC结构绿色施工的特点, 而且还因其大量的核心部分的混凝土都是现浇, 因此该结构具有与现浇RC结构相同的整体性和抗震性能[1,2,3,4], 能够克服我国现有部分装配式结构整体性、抗震性能不够优越的缺陷。

本文介绍了外壳预制核心现浇装配整体式RC结构的梁、柱预制外壳的制作工艺。

1 梁“U”形外壳制作工艺 (一)

1.1 模板系统

U型RC梁外壳的制作方法 (一) 所采用的模板系统如图1所示。该模板系统主要包括内侧模、内底模、组装杆、箍筋卡件、内挡板、外侧模、外底模、外挡板等部件组成。各部件的结构和功能如下:

(1) 内侧模

内侧模由多块带企口的板块组成 (方便脱模) , 如图2所示。内侧模的外表面 (与浇筑的混凝土接触的一面) 带有箍筋定位槽, 并且表面呈凹凸状, 这样可以较准地箍筋定位且使得浇筑好的梁预制外壳内侧面带方形凹凸块和竖肋 (可以使后浇核心混凝土和预制外壳混凝土粘结更好) 。

(2) 内底模

内底模也由多块带企口的板块组成, 如图3所示。内底模的下表面 (与浇筑的混凝土接触的一面) 也带有箍筋定位槽, 并且表面呈凹凸状。

(3) 组装杆

组装杆为小直径圆钢或小直径钢管, 主要作用是将通过企口拼装好的内侧模组成整体。

(4) 箍筋卡件

箍筋卡件如图4所示, 主要作用是跟内模上的箍筋定位槽一起定位箍筋。

(5) 内挡板

内挡板如图5所示, 内挡板的端部共带有4个内置螺帽, 它的主要作用是可以将构件两边的内侧模固定, 并且控制梁预制外壳的内部宽度。内挡板通过螺栓与内侧模组装在一起。

(6) 外侧模、外底模

外侧模、外底模表面要平整, 如图6所示。

(7) 外挡板

外挡板如图7所示。外挡板即梁预制外壳的端模板, 它同时控制梁预制外壳的侧面及底面厚度。外挡板通过螺栓与外侧模、内侧模组装在一起。

1.2 梁预制外壳制作过程

(1) 内模组装及箍筋安装。用组装杆将两片内侧模拼成整体———通过螺栓安装内挡板———逐个套上箍筋同时逐块装上内底模———安装箍筋卡件;

(2) 将外底模放在平整的场地上, 然后浇筑梁预制外壳的底部混凝土;

(3) 将安装好箍筋的内模整体放置在刚浇好的梁预制外壳的混凝土底板上;

(4) 组装两端的外挡板和两边的外侧模;

(5) 浇筑梁预制外壳侧边混凝土。在内侧模与外侧模组成的空间中浇注混凝土, 并用振动棒进行振捣, 由于外壁混凝土层较薄, 需用扁型振动棒振捣。在振捣过程中一方面要保证振捣密实;

(6) 脱模。待混凝土初凝以后即可拆模, 拆模顺序为:拧开连接螺栓脱掉内挡板———抽掉组装杆———逐块脱掉内侧模———脱掉内底模———拧开连接螺栓脱掉两端的外挡板———脱掉两边的外侧模———脱掉底模;

(7) 梁预制外壳成品的特点

制作成功的梁预制外壳的示意图如图8所示。预制外壳呈“U”形, 箍筋定位准确, 外壳侧板和底板厚度均匀, 外壳内侧面和内底面均呈均匀的凹凸状, 并且外壳内侧面还带有竖肋。

2 梁“U”形外壳制作工艺 (二)

2.1 模板系统

U型RC梁外壳的制作方法 (二) 所采用的模板系统如图9所示。该模板系统主要包括内侧模、内底模、内挡板、外侧模、外底模、外挡板等部件组成。各部件的结构和功能如下:

(1) 内侧模

内侧模沿纵向每隔一定的距离 (箍筋的间距) 就有一对竖槽 (用于在梁预制外壳上形成箍筋插槽并且形成竖肋) , 如图10所示。内侧模的外表面 (与浇筑的混凝土接触的一面) 呈凹凸状, 这样可以使得浇筑好的梁预制外壳内侧面带方形凹凸块, 它和竖肋一起可以使后浇核心混凝土和预制外壳混凝土粘结更好。

(2) 内底模

内底模如图11所示。内底模的下表面 (与浇筑的混凝土接触的一面) 也沿纵向每隔一定的距离 (箍筋的间距) 就有一对竖槽, 并且表面呈凹凸状。

(3) 内挡板

内挡板如图12所示, 内挡板的端部共带有4个内置螺帽, 它的主要作用是可以将构件两边的内侧模固定, 并且控制梁预制外壳的内部宽度。内挡板通过螺栓与内侧模组装在一起。

(4) 外侧模、外底模

外侧模、外底模表面要平整, 如图13所示。

(5) 外挡板

外挡板如图14所示。外挡板即梁预制外壳的端模板, 它同时控制梁预制外壳的侧面及底面厚度。外挡板通过螺栓与外侧模、内侧模组装在一起。

2.2 梁预制外壳制作过程

(1) 内模组装。通过螺栓两片内侧模和两端的内挡板安装在一起;

(2) 将外底模放在平整的场地上, 然后浇筑梁预制外壳的底部混凝土;

(3) 将内底模放置在刚浇好的梁预制外壳的混凝土底板上;

(4) 将安装好的内模整体放置在内底模上;

(5) 组装两端的外挡板和两边的外侧模;

(6) 浇筑梁预制外壳侧边混凝土。在内侧模与外侧模组成的空间中浇注混凝土, 并用振动棒进行振捣, 由于外壁混凝土层较薄, 需用扁型振动棒振捣。在振捣过程中一方面要保证振捣密实;

(7) 脱模。待混凝土初凝以后即可拆模, 拆模顺序为:拧开连接螺栓脱掉内挡板———两边向内敲击脱掉内侧模———脱掉内底模———拧开连接螺栓脱掉两端的外挡板———脱掉两边的外侧模———脱掉底模;

(8) 插箍筋。按照规格要求准备好箍筋, 然后采用本课题组研发的磷酸镁基建筑胶黏剂将梁预制外壳内侧面和底面的箍筋插槽填满, 接着逐一在插槽里插上箍筋, 最后将竖肋抹平;

(9) 梁预制外壳成品的特点

制作成功的梁预制外壳的示意图如图15所示。预制外壳呈“U”形, 箍筋定位准确, 外壳侧板和底板厚度均匀, 外壳内侧面和内底面均呈均匀的凹凸状, 并且外壳内侧面还带有竖肋。

3 柱预制外壳的制作工艺

3.1 箍筋与内模

(1) 箍筋

柱预制外壳内采用螺旋箍筋, 螺旋箍筋如图16所示。

(2) 内模

内模由侧模、底模、顶模和端板及夹具组成, 如图17所示。

底模上面顶模下面带有纵向加劲肋, 距离端部一定范围空开, 用于放置端板, 如图18所示。加劲肋主要是为了保证模板的纵向刚度。

端板上带有拉手, 主要是为了方便脱模。夹具是由四根如图19所示的带有长方形螺栓孔的角钢组成。

3.2 柱预制外壳制作过程

(1) 内模组装及箍筋安装。将两块侧模和顶模、底模穿进螺旋式箍筋———在两端侧模、顶模和底模间放置好端板———在两端夹上夹具;

(2) 将外底模放在平整的场地上, 然后浇筑柱预制外壳的底部混凝土;

(3) 将安装好箍筋的内模整体放置在刚浇好的柱预制外壳的混凝土底板上;

(4) 组装外侧模;

(5) 浇筑柱预制外壳侧边混凝土。在内模与外侧模组成的空间中浇注混凝土, 并用振动棒进行振捣, 由于外壁混凝土层较薄, 需用扁型振动棒振捣。在振捣过程中一方面要保证振捣密实;

(6) 浇筑柱预制外壳的顶部混凝土;

(7) 脱模。待混凝土初凝以后即可拆模, 拆模顺序为:松开夹具———抽掉两端的端板———向下拉脱掉顶模、向上抬起脱掉底模———向右、向左拉开脱掉左右侧模———脱掉两边的外侧模———脱掉底模;

(8) 柱预制外壳成品的特点

制作成功的柱预制外壳呈“口”形, 箍筋浇筑在预制外壳的混凝土内, 外壳侧板和底板和顶厚度均匀。

4 结束语

本文详细介绍了外壳预制核心现浇装配整体式RC结构的两种梁预制外壳和一种柱预制外壳的制作工艺工艺, 希望能为推动该结构形式在我国的发展作出贡献。

参考文献

[1]张大长, 支正东, 卢中强, 等.外壳预制核心现浇RC梁抗弯承载力的试验研究[J].工程力学, 2009, 26 (5) :164-170.

[2]支正东, 张大长, 荀勇, 等.外壳预制核心现浇装配整体式RC梁抗剪性能的试验研究[J].工程力学, 2012, 29 (12) :342-348.

[3]张大长, 支正东, 卢中强等.外壳预制核心现浇装配式RC柱抗震性能的试验研究[J].工程力学, 2009, 26 (8) :131-142.