變電站大型構架吊裝力學及機械計算要點

郭建凱

摘 要：建設變電站的關鍵施工工程就是安裝構架，這里面有關的力學還有機械計算具體有計算起重裝置的起吊能力、計算鋼絲繩受力及其準許拉力、計算構建受力變形的構件應力的考察以及計算地基承載力的考察。

關鍵詞：變電站；大型構架吊裝；力學；機械計算

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A

0.概述

變電站，改變電壓的場所。為了把發電廠發出來的電能輸送到較遠的地方，必須把電壓升高，變為高壓電，到用戶附近再按需要把電壓降低，這種升降電壓的工作靠變電站來完成。變電站的主要設備是開關和變壓器。變電站是電力系統中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調整電壓的電力設施，它通過其變壓器將各級電壓的電網聯系起來。

安全運行從來都是變電運行中的主基調，將一直將其作為這些工作中的中心思想，我國經濟的迅速發展，有關的電力系統及多種電網裝置與操作人員數量也正在迅速增加，因此造成的安全意外事故也在持續的增多，只有全過程以及全方位同時還需對所有的工作人員動員才可以確保變電運行工作的安全穩定進行，為多種工作指標與任務的完成打下良好的基礎。而大型變電站構架吊裝力學的科學性、合理性關系到整個變電站的安全運行。安裝構架的好壞品質、動工的安全性與建設變電站項目的成功與否有直接關系。因此，安裝變電站大型構架是施工負責人極為關注的，吊裝之前一定策劃合理的施工方案和對施工進行籌備，這里最關鍵的一項便是構架吊裝有關的各項力學與機械計算，來為最適宜動工方案的制定提供幫助與參考，對施工進行指導。

1.地基的有關承載力

安裝使用變電站大型構架的起重裝置因為本身質量大、起重之時配重大、起吊構件的質量大，對于地基承載力與表層的土質有非常高的標準。安裝構架之前一定要核算地基的承載力，來對判定地基的承載力可不可以對起重裝置站內吊裝和行走的要求進行滿足，設置和規劃起重裝置站內的停車起吊以及行走路線。此文對建筑動工當中應用廣泛的地基承載力定義來引用，對于變電站現實的狀況，了解地基承載力計算簡化公式：

SP/K=F其中S表示受力的有效面積P表示單位面積的承載力K表示安全系數F表示地基的承載力

單位面積的承載力具體依照兩米深地基承載力狀況來明確。受力的有效面積指的是起重裝置和接觸地面的不同形式下，所有支點之間有效的作用面積。針對輪胎精制觸地承受壓力的汽車起重設備，受力的有效面積是輪胎接觸地面的位置連線之間面積，要用0.8倍的系數；對采取液壓支腿以及支腿下方有墊板的設置支持的汽車起重設備，此大小是墊板的面積之和，取它的兩倍系數；對于履帶承壓方式的履帶起重設備，此大小是履帶接觸地面的面積之和，取它的3倍系數。

其安全系數數值要依照實際狀況選擇，通常是2～3。

通常而言，2m的地基承載力可以對吊裝進行滿足，和構架吊裝有比較大關聯的為外表土質狀況。動工、雨水以及風化影響了外表土，它有很小的承載力，受到作用之后有很深的塌陷，必須對現場做出有關處理，才可以完成起重裝置吊裝還有行走的規定。特別是在南方的膨脹性土區域，受到作用后其壓縮的模數大約是7∶1的比例。

2.構建的應力計算

計算構件的應力其具體是為了給設置吊點提供幫助與參考。

外力對構建作用之時，在其內部出現對外力的作用進行抵抗的內力，且嘗試讓構件自變形之后再次變回到變形以前，此構件其內部的作用力叫作構件的應力。吊裝構架的過程當中具體遭受側向拉力還有反向拉力，因此構件的應力有著兩個情況。稱同截面上互相垂直的叫法向應力，構件受到壓縮又或者法向伸拉之時出現；稱同截面上互相切割的叫作切應力或者剪應力，構件受到與軸向壓力或者拉力垂直時出現。構件的應力能夠由于外力作用的增加而變大，針對具體的構件，增長其應力是有著范圍而言的，若大于了這一范圍，就會破壞此構件，應力能夠到達的這個范圍最大值叫作此構件的極限應力。依照構件的極限應力，對構件安全運行的最大應力進行要求，這便叫作許用應力。選擇吊點的時候，吊點位置構件擔負的力必須比其極限應力要低，不然的話就會破壞構件使其出現變形。

計算構件的應力公式：構件應力=W/A其中，W是剪切、拉伸以及壓縮的載荷，A是其截面積。

擔負構件的載荷依靠分析構件所受作用力來明確。分析受力作用之時需要關注載荷的方向還有大小，因為構件具有不同的抗剪以及抗拉水平。

構件其截面積依靠幾何計算來對其確定。

依靠計算構件的應力結果和構件的許用應力來比較進行分析研究，能夠判斷在受作用力前提下構件會不會出現不能還原的破壞變形。

3.準許鋼絲繩的拉力作用

吊裝構架當中對鋼絲繩大量使用使其作吊具。

計算準許鋼絲繩的拉力的公式：

拉力=Pga/K，其中Pg是鋼絲繩的斷裂拉力之和，a指的是換算的系數。

鋼絲繩斷裂鋼絲的拉力之和能夠依靠對鋼絲繩生產工廠的資料進行查找來明確。依照鋼絲繩受力作用和準許鋼絲繩的拉力進行比較，能夠判定吊裝構架是否選擇了與規定相符合的鋼絲繩。

4.起重裝置起吊能力

選擇吊裝構架的起重裝置必須對多種原因綜合思考，具體包含動工適應性、操作能力、經濟性能以及起吊能力。此文依靠起重裝置起吊能力角度進行了簡單研究。

起重裝置的起吊能力指的是裝置在要求吊點高度以及要求吊點半徑的最大的起吊質量。這里面，吊臂的長度以及吊點的高度還有其作業的半徑3項之間都有著互相影響的聯系存在，必須依照實際的吊裝狀況綜合進行思考。

5.實例計算研究

1000kV構架其進線的橫梁質量為29.6噸，長度為50m，跨度使54m，采取長方形之類的截面構造形式，斷面大小為4m×4m，采用的全路面的汽車起重機器其重量使72噸，通過兩側位置12個輪胎來行走。

5.1計算地基的承載力

行走時輪胎直接接觸地面支持，現實受力的面積=LW=13*2.98=38.740，之后取0.8倍的系數，所以其受力的有效面積為31.0。

吊裝的過程當中對4條支腿進行利用，各條支腿其下方設置一塊四墊板，墊板的面積大小為：4*4=16m2，再取兩倍的系數，受力的有效面積為32m2。

此變電站兩米深為老黃土的土質，外表屬于細實粘土，每單位面積的承載作用力為50噸每平方米。其安全系數為3。

行走的過程當中，地基的承載力=31*50/3=516.7噸；

吊裝的過程當中，地基的承載力=32*50/3=533.3噸；

行走過程地基承載力大于72噸，其滿足該汽車起重設備的行走規定。

吊裝的過程當中，其配重為100噸，橫梁質量是29.6噸，鋼絲繩質量為0.32噸，總共的質量為前面這些數值加上自重差不多是200噸。

200噸小于吊裝過程當中地基的承載力，所以其滿足該汽車起重設備的吊裝規定。

結語

在變電站所有的動工項目當中，有關其構架的使用安裝是極為重要的一項。對其要求非常嚴謹，這就需要我們對其中的有關分析必須準確，因此對于里面出現的力學以及機械計算必須精準的掌握。只有這樣，才可以保證變電站對于大型構架的準確施工，才不會使得工程項目建設功虧一簣。

參考文獻

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