變電站鋼結構全螺栓連接技術應用與定額現狀

鄭懷華

摘要：電網裝配式變電站站內建筑通常采用鋼結構體系，全螺栓連接技術是對二次加工及焊接的優化，可以實現鋼結構現場免焊。該文主要從施工節點、工藝流程、施工難點、使用范圍及注意事項等方面對變電站鋼結構全螺栓連接技術進行介紹，并將其與常規裝配式結構施工節點進行比較，闡述全螺栓連接結構在施工技術應用特點，同時基于對電力行業2018年版定額現狀研究，發現當前概算及預算定額消耗量中均按焊栓連接考慮。全螺栓連接技術在變電站鋼結構體系中的應用普及趨勢下，對其進行補充定額前期相關基礎研究具有重要意義。

關鍵詞：鋼結構 ?全螺栓連接 ?定額 ?變電站

中圖分類號：TM63 ? 文獻標識碼：A ? 文章編號：1672-3791（2022）01（a）-0000-00

Application and Norm Status of Steel Structure Bolt Connection Technology in Transformer Substation

ZHENG Huaihua

（Zhe jiang electric transmission & transformation Co.，Ltd.， Hangzhou，Zhejiang Province，310016 China）

Abstract：The all-bolt connection technology is the optimization of the secondary processing and welding， which can realize the on-site welding-free of the steel structure. This article mainly introduces the all-bolt connection technology of substation steel structure from construction nodes， process flow， construction difficulties， the scope of use， and precautions. It compares it with the construction nodes of conventional assembly structures and elaborates that the all-bolt connection structure is in construction. Technical application characteristics， and based on the research on the current status of the power industry's 2018 edition quota， it is found that the current budgetary estimate and budget quota consumption are all considered by the welding bolt connection. Under the trend of application and popularization of all-bolt connection technology in the steel structure system of substations， it is of great significance to carry out related basic research on additional quotas.

Key Words：Steel structure; Full bolt connection; Quota;Substation

該文調研變電站鋼結構全螺栓連接工程現狀，梳理現行技術標準和措施方案，以推廣應用變電站建設工程新技術，同時研究電力行業鋼結構定額現狀，為提出滿足實際工程需要的鋼結構全螺栓連接定額標準，實現工程建設費用度量統一、依據可查、投資精準，完善模塊化變電站建設計價標準提供參考。

1 ?變電站鋼結構全螺栓連接工程技術應用現狀

目前在電網工程建設中，鋼結構體系是裝配式變電站工程的站內建筑物結構比較常用的一種方式，為了減少或避免現場焊接，采用全螺栓連接結構體系是二次加工及焊接首選方式。

1.1 變電站鋼結構全螺栓連接主要施工節點

一般變電站鋼結構中主體結構采用的連接方式是栓-焊混合作;樓面及屋面采用的構造形式是鋼-砼組合結構;中鋼梁和鋼柱分別采用H型鋼和箱形截面柱;圍護結構安裝方式是體化墻板加鋼龍骨，現場施焊大都體現在主體結構和圍護結構中[1]。具體結構類型和施工方式選擇的通行工法見表1。

1.2 ?變電站鋼結構全螺栓連接工藝流程

全螺栓鋼接結構及高強螺栓的安裝工藝流程分別如圖1（a）、（b）所示。

1.3 ?全螺栓連接施工難點

（1）地腳螺栓精確預埋后，面對澆筑混凝土所產生的沖擊力，會產生一定量的位移。

（2）安裝臨時螺栓較為繁瑣，實際施工工藝中直接安裝高強螺栓。

（3）當鋼柱校準完畢后，由于一般的螺栓孔直徑與螺栓直徑僅僅相差2 mm，會導致梁柱節點施工時并非所有螺栓都能自由穿入孔中。

（4）由于技術制約，基本是等整體框架形成后才會去緊固高強螺栓，可能在施工期間，部分高強螺栓的螺桿會承受剪力，降低其受力性能。

1.4 ?變電站鋼結構全螺栓連接適用范圍及注意事項

1.4.1 ?變電站鋼結構全螺栓連接適用范圍

全螺栓接結構主要適用于不同地區不同電壓等級的戶內、戶外變電站工程中的單層、多層建筑物，適用范圍較廣，方式靈活。具體來說，不同建筑形式所匹配的結構也不一樣，需要針對性選擇。

1.4.2 ?變電站鋼結構全螺栓連接注意事項

（1）主體結構和圍護結構連接相對復雜，對施工安裝精度較高，因此為了保證施工安裝不出錯，需要重點對主體結構和圍護結構廠家一一深化設計，以達到其相互匹配，并考慮到這兩者之間的相互協同關系。

（2）做好上部結構和基礎結構施工相協同，做到在施工中對各結構成品的妥善保護，避免出現損傷或變形等影響使用壽命，造成事故;為避免鋼柱底部螺栓孔不對位的情況，鋼結構施工單位及土建施工單位應協同完成基礎預埋件工程。

（3）落實專人專管政策，尤其是涉及成品保護和螺栓安裝，要從施工前、中、后期對各環節進行檢查驗收，例如在鋼結構安裝全過程中要避免螺栓出現碰傷、撞擊、污染等，使其螺栓扭矩系數發生變化;在存放過程中優先要注意防潮、防腐蝕等，優選環境條件良好的地點進行存放[3]。如果在施工過程中檢查發現連接板螺孔誤差較大，應及時停工進行檢查，做好相應措施處理;在控制施擰過程中要做到完整、準確，在第一次完成后要對鋼柱或鋼梁軸線進行精度校準，然后再對其進行終擰;在對安裝工藝要求高的鋼結構全螺栓連接部位要選用優質供應商，尤其要注重供應商資質和供應商技術純熟度[4]。

2 ?鋼結構定額現狀

2.1電力行業2018年版鋼結構預算定額

《電力建設工程預算定額（2018年版）第一冊 建筑工程》“第6章金屬結構工程”中關于螺栓連接的大致說明如下：

鋼結構構件連接綜合考慮了焊接與螺栓連接，不考慮鉚接、擠壓連接方式。

構件制作定額中包括分段制作和整體預裝配的費用。整體預裝配用的螺栓及錨固桿件的螺栓，已經包括在定額內，不另行計算。

成品金屬結構安裝包括金屬結構成品購置費及安裝費。

金屬結構制作根據設計圖示尺寸按照成品質量以噸為單位計算工程量，計算組裝、拼裝連接螺栓的質量。不計列焊條、鉚釘質量，不計算下料、加工等損耗量[5]。

成品鋼結構相關預算定額如表3。

從表3中可以看出：

（1）預算定額消耗量中按焊栓連接考慮，未考慮全螺栓連接，預算階段缺少相應定額;

（2）成品鋼結構鋼梁、鋼柱的預算定額水平與概算定額水平基本一致;

（3）其他鋼結構的概算定額是按現場制作安裝考慮，缺少成品其他鋼結構定額，其他鋼結構的預算定額是按成品考慮，兩者沒有可比性;

（4）成品購置鋼結構定額中普通六角螺栓消耗量較低，不滿足變電站采用全螺栓連接鋼結構的用量，且鋼結構重量不計算安裝螺栓重量，預算定額費用不足。

2.2 鋼結構地方定額（以上海與浙江為例）

查閱相關定額規范，上海2016定額和浙江2018定額計量與計價思路相一致，焊縫、鉚釘、螺栓等不另計，但是對于鋼柱上的柱腳板、加勁板、柱頂板、隔板、肋板等需要計算重量，此外對于鋼管柱上的節點板、加強環、內襯板（管）、牛腿等也同樣需要計算重量。高強螺栓，剪力栓釘、花籃螺栓是按重量計量，以設計圖紙節點工程量另外計算費用。

上述定額均不區分施工工藝。以浙江2018定額為例，地方定額分預制鋼結構安裝與現場制作安裝兩類定額，場外運輸已包含在材料信息價中，同時浙江定額中已取消場內運輸定額子目，故不再考慮額外運輸費用。現場制作主材為中厚鋼板（綜合）、型鋼（綜合）根據地方材料信息價調整材料價差[6]。預制鋼結構作為未計價材料。

上海與浙江地方定額預制鋼結構計價體系與電力行業2018年版定額計價體系不一致。本課題建議將成品鋼結構作為計價材料，與電力行業2018年版定額計價體系保持一致。

3 ?結語

變電站中對于鋼結構全螺栓連接新技術應用，相關定額依據還未制定，但是為了控制電網投資，監審電網成本，對鋼結構全螺栓連接技術的相關消耗進行補充定額是有必要的。該文從其技術特點及定額現狀入手研究，為后續定額制定提供依據。

參考文獻

[1] 田濤.北京市公路鋼結構橋梁養護定額編制前期研究[J]. 公路，2021，66（7）：292-299.

[2] 張永財，鐘勇華，李婕妤.港珠澳大橋鋼結構工程加工預算補充定額研究[J].科技創新導報，2018，15（21）：68-70.

[3] 王曉波.帶懸臂段的箱形截面梁—柱全螺栓連接節點的設計及有限元分析[D].太原：太原理工大學，2021.

[4] 李國強，馬人樂，王偉，等.鋼結構高效螺栓連接關鍵技術研究進展[J].建筑鋼結構進展，2020，22（6）：1-20，28.

[5] 汪和龍，劉海洋，張祖瀧.模塊化變電站裝配式建筑物全螺栓連接研究[J].建設科技，2018（3）：84-86.

[6] 羅世謀.變電站鋼結構建筑裝配式技術研究[J].武漢大學學報：工學版，2018，51（S1）：58-62.