电力设备装配式基础研究现状

周剑峰

【摘  要】电力工程的不断发展，对工程投资、建设周期及社会环境都提出较高的要求，传统的建筑工艺以无法满足现今的需求，预制装配式基础的设计与应用是变电站的基础性改革，其将变电站的设备基础建设与施工模式进行转变。目前装配式基础在电力设备中应用取得了一定的成效。本文主要对电力设备装配式在国内外的研究现状及应用进行分析。

【关键词】电力设备;装配式基础;研究现状

变电站装配式基础采用混凝土预制与装配相结合的设计理念，通过结合电力设备基础的建设要求，将力学进行优化与应用，从而制造出便捷、低价、可重复使用的装配式电力基础，有效弥补浇筑钢筋混凝土的不足，从而有效缩短电网建设周期，提高功效，从而取得良好的经济效益，为生产改造、电力建设及电力抢修提供重要保证。

1.装配式基础设计原理及实现方法

装配式基础的设计原理首先需要清楚了解构支架的受力情况，将结构力学及材料力学作为基础所在，在此基础上使用钢筋及混凝土做成便捷、精度高的小型构件，将这些小型构件进行组合从而用其替代现浇混凝土，在建筑中运用装配式构建在日后的抢修、施工及停电过度中都将发挥较好的作用。

装配式基础实现的方法主要是将传统的基础建筑进行模型，对其进行测算分析，依照分析结果将其分解成为小型构件模块，以此满足今后的施工要求。对于变电站而言，由于其有着长期运行的特殊性，有几种装配式的基础方案，其中基础组装的形式各不相同，从而能够更好的满足装配式基础的运行要求。通过对建筑的刚性和强度进行考虑，在进行构建设计的时候应设置合理的连接方式，从而能够更好的满足强度的需求。在进行混凝土构建模具设计的时候，首先需要对模具进行设计，然后对其进行强度试验和力学验算，使其更好的满足现场的要求。在进行安装的时候，应选择合适的场地，同时也应对构建进行定位以及对场地进行防腐设计，对场地进行破坏性加载、正常静态及负载组合等试验，对试验结果进行记录，根据实验结果选出最佳的装配方案，最终完成产品构型[1]。

2.电力设备装配式基础国内研究现状

中国电力科学研究院输变电工程力学研究所的鲁先龙与中国地质大学工程技术学院的乾增珍曾提出组成装配式基础所需要的模具分别包括预制混凝土横梁、钢支架及条板，并认为以上三种部件组成装配式基础构建之后其将具有良好的工作性能，但是也存在缺点，就是承载性能将会受到水平负荷的影响。

国家电网江苏省电力公司的李志明设计了能够在变电站现场进行快速组装的钢结构构建。其主要是通过空间桁架组合而成的，钢架内部采用焊接的方式进行连接，单元与单元之间采用螺栓的方式进行连接，这样的连接方式不仅能够对建筑的整体刚度进行保证，同时在安装前后的拆装环节也更加便捷，有效的缓解运输困难的问题。其可在短时间内实现新旧设备更换，能够对设备基础进行重复利用，从而提高基础建筑的利用率[2]。

中國矿业大学的王梓源对装配式塔桅的结构基础进行研发。主要由内容、配重环及底板组成的此基础，其中内环的外形为圆锥台型，自上而上其皆套有若干的配重环，可将其自锁在内筒之上，然后将内筒坐落在底板之上，从而使得配重环、内筒与底板之间连接成一个整体，同时底板与配重环之间皆留有竖向间隙。同时通过相应的实验表明，此种构件方式能够有效提高基础的抗倾覆能力。

在2018年1月25日由于受到暴风雨的影响，宜兴一回线为500kV的输电线工程发生冰灾倒塔事故。在发生此事故之后，国家电网湖北送变电工程有限公司的姚鹏、赵琦等人对此风险进行研究分析，并提出此线路可采用钢构成的三角桁架装配式基础，而这样配件方式在湖北省为首次应用，当运用之后不仅该线路恢复正常运行，同时也可为今后抗冰救灾提供相应的经验。

福建永福电力设计股份有限公司的陈彬和国家电网福建省电力有限公司科学研究院的王健以等人对高压输电设备的装配式基础进行研究与分析，通过采用力学分析基础对受力模型进行分析，通过对构件之间的连接方式以及材料的强度进行考虑，以此为基础，其提出一套预制基础设计方案，其有良好的协同工作性能，主要是将原台阶进行分体。在此设计中，混凝土柱是由两个基础模块拼接而成的并将其放置在底板的下方，然后将模块的顶部进行预埋，最后使用槽钢对模块进行固定从而形成一个整体[3]。

福建电力培训中心的工程师陈宗华结合福建装配式基础的施工现状，并结合线路情况，对装配式施工方法进行总结。

南京工业大学的蒋刚、张大长等人对不同基础尺寸的装配式钢结构进行抗承载力、抗压力以及变形实验研究，对型钢基础与土体变形和破坏形式进行相应分析，并以此为基础提出抗承载力与抗压能力的相应计算理论。

3.电力设备装配式基础国外研究现状

Edgar L Borreson发明能够对吸收振动能量及调平的预制混凝土技术，搞基础主要由5块预制混凝土块连接而成，通过对其进行角钢调节，其能够始终保持平衡以及对振动能量进行吸收。

Aloys Wobben设计多段式的风力涡轮机塔架的装配式基础。该装配式基础采用多段式的方式，所以此基础可通过支撑杆将其固定在底部，也可通过调整螺栓将其调平。

Carasten Thrue对变电站的基础模块进行介绍与研究，该基础主要是通过多个长方形模块合并而成的静态基础，然后用插头将相邻的两个长方形模块进行连接[4]。

Dae Hong KIM等人对微型桩输电塔基础进行研究设计，其中包括与输电塔主杆相连接的锚构建以及与锚构建基础件相连接的微桩。此构建基础中各构件皆是通过螺栓进行连接，所以在出现问题的时候可通过调节螺栓来解决问题。

Adams对半桩配化的砌块混凝土基础进行研究，首先需要预制混凝土块，然后将钢筋放在相应的位置并浇筑混凝土，采用紧密拼接的布置方式从而形成抢下基础体系，使其与墙浇筑在一起。

4.总结

现今，电力设备装配式基础在国内外研究及应用较多的是装配式阶型基础，其中包括全混凝土预制独立基础、全钢预制独立基础及钢筋混凝土预制独立基础。全混凝土预制独立基础是通过若干块混凝土预见连接而成的，此种较为简单，并且造价便宜，所以具有良好的应用于推广价值。全钢筋预制独立是由若干型钢组合连接而成的，此类构建较轻，但是对防腐要求较高，所以使其造价过高。钢筋混凝土预制具有较好的综合效益。

参考文献：

[1]荣洋，王小平，曾华益，尹磊.电力设备装配式基础研究现状[J].建材世界，2019，40（03）：63-66.

[2]金涛，雷雨，王京波，钟燃，肖海涛.装配式基础在输电线路抢修中的应用和造价分析[J].湖北电力，2018，42（03）：26-29.

[3]贾克音，卫军辉，韩见超，杨洪涛，贾大鹏，董立新.变电站设备装配式基础的设计及应用[J].科技展望，2016，26（25）：89-90.

[4]杨梅，赵钢.电力设备装配规划虚拟数学建模分析[J].电气应用，2014，33（16）：83-86.

（作者单位：浙江双成电气有限公司）