海岸柔性直流換流站閥廳聯(lián)合建筑結(jié)構(gòu)體系的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及的是一種海岸柔性直流換流站閥廳聯(lián)合建筑結(jié)構(gòu)體系，適用于海島換流站的設(shè)計(jì)和建造；屬于輸變電工程建設(shè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]多端柔性直流輸電工程是目前世界上柔性直流輸電技術(shù)的制高點(diǎn)，其特點(diǎn)非常適合海島輸電。海岸柔性直流換流站工程中的閥廳聯(lián)合建筑是換流站中放置換流閥、聯(lián)結(jié)交流場(chǎng)配電裝置和直流場(chǎng)配電裝置的場(chǎng)地，是柔性直流換流站中的核心區(qū)域，為土建工程中最重要部分。
[0003]海岸柔性直流換流站的特點(diǎn)是:
[0004]1、多建于海島上，具有不同于常規(guī)內(nèi)陸直流站的惡劣自然條件，如工程場(chǎng)地狹小、地形條件差、地處海島臺(tái)風(fēng)高風(fēng)速區(qū)、抗震設(shè)防區(qū)，對(duì)技術(shù)要求非常高；
[0005]2、典型閥廳聯(lián)合建筑為單層建筑物，長(zhǎng)150m，寬42m，高17m，建筑面積6442m2。按功能劃分為直流場(chǎng)、閥廳、聯(lián)結(jié)區(qū)三個(gè)獨(dú)立區(qū)間。因工藝布置要求寬度方向內(nèi)不能有結(jié)構(gòu)阻擋，因此形成大跨度結(jié)構(gòu)；
[0006]3、因工藝要求閥廳需常年保持微正壓運(yùn)行，為保證屋面體系的防風(fēng)揭性能、耐久性、使用年限等可靠度指標(biāo)滿足海島換流站的建設(shè)要求，屋面層選用重蓋結(jié)構(gòu)，以保證其安全使用。
[0007]以上海岸柔性直流換流站的特點(diǎn)決定了海島換流站閥廳聯(lián)合建筑的結(jié)構(gòu)型式需要滿足:海岸邊高風(fēng)速環(huán)境下、大跨度、重屋蓋、地震區(qū)設(shè)計(jì)等各項(xiàng)設(shè)計(jì)要求，并同時(shí)符合換流站閥廳工程的技術(shù)條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種改進(jìn)的、能最大程度適用于海岸柔性直流換流站閥廳聯(lián)合建筑特點(diǎn)的，具有較高通用性和靈活性的海岸柔性直流換流站閥廳聯(lián)合建筑結(jié)構(gòu)體系。
[0009]1、本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)完成的，一種海岸柔性直流換流站閥廳聯(lián)合建筑結(jié)構(gòu)體系，它主要包括:閥廳聯(lián)合建筑結(jié)構(gòu)型式、閥廳吊車布置、屋面及圍護(hù)結(jié)構(gòu)；其特征在于所述的閥廳聯(lián)合建筑結(jié)構(gòu)型式是:采用“橫向鋼結(jié)構(gòu)實(shí)腹式柱+鋼桁架梁以及縱向鋼結(jié)構(gòu)排架”的結(jié)構(gòu)型式；屋架上弦取消水平支撐由剛性層代替，屋架下弦取消水平系桿由吊車軌道代替；縱向布置有柱間支撐；
[0010]所述的閥廳吊車布置是:閥廳區(qū)域采用S型連續(xù)單軌吊通長(zhǎng)布置，配合吊裝閥塔；將單軌吊軌道同時(shí)代替屋架下弦系桿布置，間隔布置水平支撐傳遞吊車動(dòng)荷載，使吊車軌道與整個(gè)結(jié)構(gòu)體系融為一體；
[0011]所述的屋面及圍護(hù)結(jié)構(gòu)是:屋面結(jié)構(gòu)層采用輕集料鋼筋混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，底模采用焊接鋼筋桁架模板，且屋面剛性層直接取代屋架上弦水平支撐，閥廳聯(lián)合建筑的圍護(hù)體系采用磚墻圍護(hù)，通過(guò)可靠構(gòu)造措施將水平力傳至主體結(jié)構(gòu)。
[0012]2、所述的海岸柔性直流換流站閥廳聯(lián)合建筑結(jié)構(gòu)體系，其特征在于屋架采用雙向1/15坡度的桁架結(jié)構(gòu)；屋架上、下弦主材采用寬翼緣H型鋼，并分別與框架柱連接，形成整體剛接；實(shí)腹式柱組合截面采用雙槽鋼和實(shí)腹板焊接而成，在柱頂與屋架連接區(qū)域采用焊接加厚鋼板進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)；縱向柱間分別在屋架上、下弦及中間高度處采用橫梁連接，對(duì)應(yīng)于屋架下弦水平支撐位置處布置傳遞縱向水平力的柱間支撐；屋架上弦平面次梁采用窄翼緣H型鋼，與上弦頂平連接，剛性屋面層代替上弦水平支撐作用，僅在端跨布置構(gòu)造支撐；屋架下弦平面系桿采用窄翼緣H型鋼，其中閥廳區(qū)域用單軌吊的工字鋼代替水平系桿，并間隔布置下弦水平支撐。
[0013]3、所述的海岸柔性直流換流站閥廳聯(lián)合建筑結(jié)構(gòu)體系，其特征在于所述閥廳的吊車軌道布置采用S型連續(xù)單軌吊軌道，通長(zhǎng)布置于屋架下弦，軌道工字鋼同時(shí)代替屋架下弦系桿作用；在軌道上布置共四臺(tái)最大起重量為3T的獨(dú)立單軌吊，分兩臺(tái)一組設(shè)置在相鄰軌道內(nèi)，配合閥塔吊裝；吊裝最大安裝單元時(shí)，可以利用相鄰兩根軌道上的兩臺(tái)吊車安裝模塊結(jié)合橫梁吊架進(jìn)行吊裝，圓弧段軌道不參與吊重，只運(yùn)輸?shù)踯囉谩?br>[0014]4、述的海岸柔性直流換流站閥廳聯(lián)合建筑結(jié)構(gòu)體系，其特征在于所述屋面結(jié)構(gòu)層采用輕集料鋼筋混凝土現(xiàn)澆重蓋結(jié)構(gòu)，混凝土標(biāo)號(hào)LC30，容重1650kg/m3，厚度110mm，焊接鋼筋桁架底模厚度0.75mm ;剛性板同時(shí)承擔(dān)屋架上弦水平支撐作用；建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用240mm厚磚墻圍護(hù)，通過(guò)構(gòu)造柱箍筋、水平拉結(jié)筋及圈梁將水平力可靠傳至主體結(jié)構(gòu)。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0016](I)本實(shí)用新型所述的結(jié)構(gòu)型式(橫向鋼結(jié)構(gòu)實(shí)腹式柱+鋼桁架梁，縱向鋼結(jié)構(gòu)排架)布置合理，經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)；與傳統(tǒng)技術(shù)方案方案(橫向排架、縱向鉸接墻梁+支撐)相比，穩(wěn)定及耐久性更佳，適用于海島換流站外部環(huán)境及閥廳聯(lián)合建筑內(nèi)的工藝布置要求；組合截面實(shí)腹式鋼柱設(shè)計(jì)合理，避免了在大跨度、高風(fēng)壓下因內(nèi)力過(guò)大，傳統(tǒng)H型鋼柱雙向剛度受限而無(wú)限加大截面的情況。屋面桁架整體受力，減小了大跨度、重荷載、高風(fēng)壓下的屋架變形，很好地傳遞水平力至豎向結(jié)構(gòu)；屋架上、下弦均與鋼柱連接，形成剛接模型，增加結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性；經(jīng)理論計(jì)算及真型試驗(yàn)的驗(yàn)證，本實(shí)用新型所述結(jié)構(gòu)體系的抗側(cè)移能力好，具有良好的抵抗豎向和水平變形的能力；安全、可靠，可滿足工程需求。
[0017](2)本實(shí)用新型所述的S型連續(xù)單軌吊軌道設(shè)計(jì)靈活性強(qiáng)，與傳統(tǒng)的桁車吊裝技術(shù)方案相比較，結(jié)構(gòu)整體輕巧度提升，既節(jié)約投資，又縮短工期。與傳統(tǒng)的直線單軌吊技術(shù)方案相比較，采用S型軌道通長(zhǎng)連接，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)吊車在整個(gè)吊裝區(qū)域內(nèi)快速靈活運(yùn)行的目的；也可通過(guò)相鄰兩軌道配合起吊，在吊裝區(qū)域內(nèi)任何指定位置起吊設(shè)備，具備相當(dāng)大的機(jī)動(dòng)性；S型軌道可滿足閥廳兩側(cè)同時(shí)吊裝閥塔，從而提高吊裝效率，減少吊裝時(shí)間；在運(yùn)行維護(hù)時(shí)，還可以利用單軌吊對(duì)單個(gè)閥模塊進(jìn)行輔助吊裝；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，將S型軌道工字鋼布置于屋架下弦節(jié)點(diǎn)處，直線段軌道直接取代下弦系桿成為整體結(jié)構(gòu)一部分，同時(shí)承擔(dān)結(jié)構(gòu)水平力的傳遞，結(jié)構(gòu)利用率大大提高，節(jié)約投資。
[0018](3)本實(shí)用新型的屋面體系(輕集料混凝土結(jié)構(gòu)層+鋼筋桁架模板)實(shí)施簡(jiǎn)單，通用性較強(qiáng)。與傳統(tǒng)的輕型壓型金屬板有檁屋面技術(shù)方案相比，在防風(fēng)揭性能、耐久性等可靠度指標(biāo)方面明顯占優(yōu)勢(shì)；屋面剛性層取代屋架上弦水平支撐，增加結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性并節(jié)約投資。與傳統(tǒng)的普通商品混凝土結(jié)構(gòu)層+木模板的技術(shù)方案相比，保留了現(xiàn)澆屋面的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，自重荷載減少約1/3，且施工周期大大縮短，耗材量小。
[0019]本實(shí)用新型的圍護(hù)體系(磚墻圍護(hù))與傳統(tǒng)的鍍鋅鎂壓型鋼板外圍護(hù)體系的技術(shù)方案相比，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，防風(fēng)揭性能、耐久性等可靠度指標(biāo)皆更佳，且建造成本低。
[0020]與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案相比，本實(shí)用新型可加強(qiáng)該種大跨度、重屋蓋、高風(fēng)壓條件下廠房結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性、耐久性及實(shí)用性，可節(jié)約投資，縮短施工周期，同時(shí)具有很大的靈活度，綜合效益顯著。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本實(shí)用新型所述閥廳聯(lián)合建筑的平面布置圖。
[0022]圖2是本實(shí)用新型所述42m跨單榀框架的結(jié)構(gòu)布置圖。
[0023]圖3是本實(shí)用新型所述縱向排架的結(jié)構(gòu)布置圖。
[0024]圖4是本實(shí)用新型所述屋架上弦的平面結(jié)構(gòu)布置圖。
[0025]圖5是本實(shí)用新型所述屋架下弦的平面結(jié)構(gòu)布置圖。
[0026]圖6是本實(shí)用新型所述閥廳設(shè)備與S型連續(xù)軌道配合示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的介紹:本實(shí)用新型所述的海岸柔性直流換流站閥廳聯(lián)合建筑結(jié)構(gòu)體系，它主要包括閥廳聯(lián)合建筑結(jié)構(gòu)型式、閥廳吊車布置、屋面及圍護(hù)結(jié)構(gòu)；其中所述的閥廳聯(lián)合建筑結(jié)構(gòu)型式是:基于施工周期、安全性、耐久性等因素，所述的結(jié)構(gòu)為整體鋼結(jié)構(gòu)；考慮到大跨度、重蓋、大風(fēng)及抗震因素，采用“橫向鋼結(jié)構(gòu)實(shí)腹式柱+鋼桁架梁，縱向鋼結(jié)構(gòu)排架”結(jié)構(gòu)，為整體剛接體系；其中鋼柱采用實(shí)腹式組合截面，增加柱子縱向剛度；屋架采用桁架結(jié)構(gòu)以抵抗變形，屋架上弦平面取消水平支撐由屋面剛性層代替，下弦平面取消水平系桿由吊車軌道代替；縱向柱間布置柱間支撐，增加結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性;
[0028]所述的閥廳吊車布置是:考慮整個(gè)閥廳的最大安裝單元體積和重量的因素，閥塔采用多個(gè)單軌吊相配合，順序安裝方式。在結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，將單軌吊軌道工字鋼同時(shí)代替屋架下弦系桿布置，間隔布置水平支撐傳遞吊車動(dòng)荷載；使吊車軌道與整個(gè)結(jié)構(gòu)體系融為一體，并采用S型軌道通長(zhǎng)布置，美觀且靈活實(shí)用；圓弧段軌道的設(shè)計(jì)大大減少了單軌吊車數(shù)量，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)吊車可在整個(gè)吊裝區(qū)域內(nèi)運(yùn)行的目的。
[0029]所述的屋面及圍護(hù)結(jié)構(gòu)是:因屋面采用“重蓋結(jié)