变电站大型构架吊装力学及机械计算要点

郭建凯

摘 要：建设变电站的关键施工工程就是安装构架，这里面有关的力学还有机械计算具体有计算起重装置的起吊能力、计算钢丝绳受力及其准许拉力、计算构建受力变形的构件应力的考察以及计算地基承载力的考察。

关键词：变电站；大型构架吊装；力学；机械计算

中图分类号：TM63 文献标识码：A

0.概述

变电站，改变电压的场所。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。

安全运行从来都是变电运行中的主基调，将一直将其作为这些工作中的中心思想，我国经济的迅速发展，有关的电力系统及多种电网装置与操作人员数量也正在迅速增加，因此造成的安全意外事故也在持续的增多，只有全过程以及全方位同时还需对所有的工作人员动员才可以确保变电运行工作的安全稳定进行，为多种工作指标与任务的完成打下良好的基础。而大型变电站构架吊装力学的科学性、合理性关系到整个变电站的安全运行。安装构架的好坏品质、动工的安全性与建设变电站项目的成功与否有直接关系。因此，安装变电站大型构架是施工负责人极为关注的，吊装之前一定策划合理的施工方案和对施工进行筹备，这里最关键的一项便是构架吊装有关的各项力学与机械计算，来为最适宜动工方案的制定提供帮助与参考，对施工进行指导。

1.地基的有关承载力

安装使用变电站大型构架的起重装置因为本身质量大、起重之时配重大、起吊构件的质量大，对于地基承载力与表层的土质有非常高的标准。安装构架之前一定要核算地基的承载力，来对判定地基的承载力可不可以对起重装置站内吊装和行走的要求进行满足，设置和规划起重装置站内的停车起吊以及行走路线。此文对建筑动工当中应用广泛的地基承载力定义来引用，对于变电站现实的状况，了解地基承载力计算简化公式：

SP/K=F其中S表示受力的有效面积P表示单位面积的承载力K表示安全系数F表示地基的承载力

单位面积的承载力具体依照两米深地基承载力状况来明确。受力的有效面积指的是起重装置和接触地面的不同形式下，所有支点之间有效的作用面积。针对轮胎精制触地承受压力的汽车起重设备，受力的有效面积是轮胎接触地面的位置连线之间面积，要用0.8倍的系数；对采取液压支腿以及支腿下方有垫板的设置支持的汽车起重设备，此大小是垫板的面积之和，取它的两倍系数；对于履带承压方式的履带起重设备，此大小是履带接触地面的面积之和，取它的3倍系数。

其安全系数数值要依照实际状况选择，通常是2～3。

通常而言，2m的地基承载力可以对吊装进行满足，和构架吊装有比较大关联的为外表土质状况。动工、雨水以及风化影响了外表土，它有很小的承载力，受到作用之后有很深的塌陷，必须对现场做出有关处理，才可以完成起重装置吊装还有行走的规定。特别是在南方的膨胀性土区域，受到作用后其压缩的模数大约是7∶1的比例。

2.构建的应力计算

计算构件的应力其具体是为了给设置吊点提供帮助与参考。

外力对构建作用之时，在其内部出现对外力的作用进行抵抗的内力，且尝试让构件自变形之后再次变回到变形以前，此构件其内部的作用力叫作构件的应力。吊装构架的过程当中具体遭受侧向拉力还有反向拉力，因此构件的应力有着两个情况。称同截面上互相垂直的叫法向应力，构件受到压缩又或者法向伸拉之时出现；称同截面上互相切割的叫作切应力或者剪应力，构件受到与轴向压力或者拉力垂直时出现。构件的应力能够由于外力作用的增加而变大，针对具体的构件，增长其应力是有着范围而言的，若大于了这一范围，就会破坏此构件，应力能够到达的这个范围最大值叫作此构件的极限应力。依照构件的极限应力，对构件安全运行的最大应力进行要求，这便叫作许用应力。选择吊点的时候，吊点位置构件担负的力必须比其极限应力要低，不然的话就会破坏构件使其出现变形。

计算构件的应力公式：构件应力=W/A其中，W是剪切、拉伸以及压缩的载荷，A是其截面积。

担负构件的载荷依靠分析构件所受作用力来明确。分析受力作用之时需要关注载荷的方向还有大小，因为构件具有不同的抗剪以及抗拉水平。

构件其截面积依靠几何计算来对其确定。

依靠计算构件的应力结果和构件的许用应力来比较进行分析研究，能够判断在受作用力前提下构件会不会出现不能还原的破坏变形。

3.准许钢丝绳的拉力作用

吊装构架当中对钢丝绳大量使用使其作吊具。

计算准许钢丝绳的拉力的公式：

拉力=Pga/K，其中Pg是钢丝绳的断裂拉力之和，a指的是换算的系数。

钢丝绳断裂钢丝的拉力之和能够依靠对钢丝绳生产工厂的资料进行查找来明确。依照钢丝绳受力作用和准许钢丝绳的拉力进行比较，能够判定吊装构架是否选择了与规定相符合的钢丝绳。

4.起重装置起吊能力

选择吊装构架的起重装置必须对多种原因综合思考，具体包含动工适应性、操作能力、经济性能以及起吊能力。此文依靠起重装置起吊能力角度进行了简单研究。

起重装置的起吊能力指的是装置在要求吊点高度以及要求吊点半径的最大的起吊质量。这里面，吊臂的长度以及吊点的高度还有其作业的半径3项之间都有着互相影响的联系存在，必须依照实际的吊装状况综合进行思考。

5.实例计算研究

1000kV构架其进线的横梁质量为29.6吨，长度为50m，跨度使54m，采取长方形之类的截面构造形式，断面大小为4m×4m，采用的全路面的汽车起重机器其重量使72吨，通过两侧位置12个轮胎来行走。

5.1计算地基的承载力

行走时轮胎直接接触地面支持，现实受力的面积=LW=13*2.98=38.740，之后取0.8倍的系数，所以其受力的有效面积为31.0。

吊装的过程当中对4条支腿进行利用，各條支腿其下方设置一块四垫板，垫板的面积大小为：4*4=16m2，再取两倍的系数，受力的有效面积为32m2。

此变电站两米深为老黄土的土质，外表属于细实粘土，每单位面积的承载作用力为50吨每平方米。其安全系数为3。

行走的过程当中，地基的承载力=31*50/3=516.7吨；

吊装的过程当中，地基的承载力=32*50/3=533.3吨；

行走过程地基承载力大于72吨，其满足该汽车起重设备的行走规定。

吊装的过程当中，其配重为100吨，横梁质量是29.6吨，钢丝绳质量为0.32吨，总共的质量为前面这些数值加上自重差不多是200吨。

200吨小于吊装过程当中地基的承载力，所以其满足该汽车起重设备的吊装规定。

结语

在变电站所有的动工项目当中，有关其构架的使用安装是极为重要的一项。对其要求非常严谨，这就需要我们对其中的有关分析必须准确，因此对于里面出现的力学以及机械计算必须精准的掌握。只有这样，才可以保证变电站对于大型构架的准确施工，才不会使得工程项目建设功亏一篑。

参考文献

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[2]颜淮亮，等.大型变电站构架其中的吊装力学以及机械计算要点分析研究[J].重庆大学学报，2013（4）：95-103.

[3]文西善.三峡电站大型构架吊装试验研究分析[J].电网技术，2013，27（2）：9-12.endprint