装配式结构在电力工程中的应用及发展分析

摘要：随着我国建筑行业的发展，装配式结构已经成为了当前应用最为常见的建筑模式，不仅符合我国绿色、低碳、持续发展理念，同时也可以有效的缩短施工周期，并获得较高的建筑质量等特点，这也是建筑行业未来发展的主要趋势。本文基于我国装配式结构建筑的发展，探究装配式结构在电力工程中的应用，并对装配式结构在电力工程中的发展进行展望，为相关从业人员提供理论参考依据，推动我国建筑行业的长久健康发展。

关键词：装配式结构;电力工程;应用及发展

在传统的建筑模式中，不仅建筑施工周期长，建筑质量把控难度大，同时也会生产较多环境污染，显然并不符合我国所倡导的绿色经济理念，因此装配式结构建造模式应运而生，有效的推动了我国土建工程行业的绿色节能转型，得到了国家的大力扶持。装配式建筑简单来说就是将建筑工程的各个工序进行细分，将结构系统、围护系统、设备与管线系统及内部系统等主要部件通过工厂集成化预制，再由现场组装来完成，这种建筑模式可以将工程项目所需要的部件、结构件进行批量生产，不仅有效的降低施工周期，减少了建筑垃圾的产生，避免了环境污染，同时帮助建筑企业获得可观的经济效益与生态效益，也有效的推动了建筑行业的发展。而电力工程作为基础建设项目中的重要部分，具备了投资高、工程量大、施工复杂、所需人员多的特点。加之我国建筑行业环保标准的持续提升，现浇混凝土建筑所存在的弊端日渐凸显，不仅施工周期长、不可控因素多、人力资源需求高，同时对于建筑材料的需求量也高，导致所生产的建筑垃圾更多，并不能满足我国绿色经济历年的要求。基于此，越来越多建筑从业人员开始尝试借助在电力工程中应用装配式结构，以此来推动电力工程建设的低碳环保发展。

一、装配式结构在电力工程中的应用现状

我国建筑行业最初是仿照前苏联的装配式建筑模式，例如装配式多层框架结构，但同時期以发电厂为代表的厂房还是采取预制混凝土建筑模式。随着建筑从业人员在实践中的摸索，上世纪八十年代到本世纪初，一些新建项目开始陆续采用装配式结构。但在电力工业领域来说，由于电机容量加大、厂房高度及跨度越来越大，导致预制结构的单件重量越来越重，装配式建筑无论是设计能力、部件质量把控还是施工技术等方面都不能满足电力领域的需求。但随着我国经济的快速发展，国家开始倡导绿色经济理念，并开始大力支持装配式建筑的发展，希望以此推动城市转型，打造低碳环保城市，我国建筑工业化也进入到了发展黄金期[1]。中国电建公司加大了对于装配式变电站、发电厂的设计研究力度，以此来带动各发电企业寻求节能、高效的建筑结构，因此装配式结构也受到电力行业的青睐。

当前电力工程对于装配式结构的应用主要体现了以下两个特点。一，电缆沟、围墙、防火墙等附属结构具备明显的数模特征，利用预制装配式结构，摒弃了砖砌结构或现浇混凝土结构[2]。二，装配主体结构普遍以钢结构为主，利用轻质墙板作为围护结构，淘汰砖砌与粉刷，但目前并不能达到装配整体式混凝土结构。

二、电力工程中装配式附属结构的应用

（一）装配式电缆沟

电缆沟是铺设电缆的地下通道，也是电力工程施工中的核心内容。在电缆沟建造中，不管是砖砌还是现浇都需要较长的施工周期，同时也会受到多种因素的制约，但采用装配式电缆沟不仅可以保证施工质量，同时可以有效的缩减施工周期。装配式电缆沟运用混凝土及钢模板技术，首先在工程进行分段生产，运输至现场后进行安装。在装配式电缆沟结构方案的设计阶段，要基于装配式结构的特点，考量混凝土电缆沟的安全性及实用性，进而设计基本段沟主体与盖板的结构选型、交叉链接与转弯段沟身结构与处理方式、预制段之间拼接结构与防水措施、沟底排水坡度等多个方面的问题。目前来说装配式电缆沟主要分为L型、U型及板式电缆沟，电缆沟侧壁与底板采用混凝土，长度在120CM～200CM之间，重量把控在1.5吨以内，从而方便运输与拼装。生产厂家在生产装配式电缆沟时会根据项目需求，生产不同电缆沟交叉部位的I、L、+型交叉型号[3]。在安装时也会根据实际情况选择适宜的防渗水手段。

（二）装配式围墙、防火墙

装配式围墙是由基础、围墙柱、预制墙板及压顶梁几个部件构成的。由于材料的不同，当前电力工程中的装配式围墙主要有预制混凝土柱加预制墙板实体围墙、预制型钢柱加预制墙板实体围墙、预制混凝土柱加挤压水泥纤维板围墙及预制混凝土柱加玻璃纤维增强水泥板围墙等几种。围墙通过预制围墙柱受力，因此主体会设置凹槽，在安装结束后卡入预制墙面，在利用压顶梁进行密封。目前围墙柱主要是通过焊接、螺栓连接及杯口插入式连接三种方式进行安装[1]。杯口插入式是三种方式中最为牢固的，在施工现场对杯口基础与基础梁进行浇筑，再插入围墙柱后利用更高级的细石混凝土进行二次浇灌。螺栓连接方式是装配程度最高的，但对基础所预留螺栓的精准有着较高的要求，焊接连接方式是将底部的预留钢板与基础的预埋钢板进行焊接钩钉，但需要对现场焊接部位进行防腐防锈处理。

装配式防火墙本质上与装配式围墙是相似的，但防火墙普遍高度较大，所以装配式防火墙要采取框架式结构，通过在墙顶部装框架梁从而将框架柱进行连接，墙板也需要支撑梁，因此也需要在地面预制基础梁。在装配式防火墙生产时，可以根据施工现场的情况取消中间标高部分的框架梁，从而缩减构件数量，缩短工期。在安装装配式防火墙时，还需要采用合适的时段提升其受力程度，确保防火墙的抗震性能。

三、电力工程中装配式主体结构的应用

（一）装配式钢结构锅炉房

在装配式建筑中最为常见的就是钢结构，因为钢结构质量轻、强度高，可以满足快速施工的要求。目前来说钢结构锅炉房已经广泛的应用到电力工程项目当中。与住在钢结构建筑相对比来说，发电厂锅炉房由于需要专业布置，会时常出现楼板开孔、楼板不连续等现象，这也就导致重横向钢架强度不均。加之一些重型设备会放置在结构高层，导致锅炉房较为容易出现抗震薄弱层的现象，因此为了切实的强化钢结构厂房的抗侧刚度，就必须采取相应的抗震手段。当前常见的有框架支撑体系、防屈曲耗能支撑及钢板剪力墙体等。

对于地震高强度地带的钢结构锅炉房设计时，必须要选择适宜的抗震措施，充分的考虑地震强度、机组容量及工程造价等多个方面的影响因素。其次由于地震高强度地带对于支撑体系有着较高的要求，因此锅炉房的设备、管道布设支撑时必须要避免与其相互冲突。

（二）装配式钢结构变电站

装配式钢结构变电站相比电力工程主厂房来说结构较为简单。随着我国国家电网公司的创新推动，装配式钢结构变电站的應用愈发宽泛，其设计及施工也更加成熟。在工程造价可控的范围内以及非强侵蚀介质环境的情况下，可以利用钢框架结构、门式钢架结构等，选择定型及表转化节点形式，以此来在最大程度上缩减构件数量，尽可能的减少现场施工工序，加快施工进度[5]。外墙材质通常选择高密度纤维水泥板，内隔墙选择轻钢龙骨石膏板，楼板采取钢筋桁架楼承板等结构。

但不可否认的是钢结构建筑抗火性能较为薄弱，但类似变电站等工业建筑都需要较高的防火登记，因此在装配式钢结构变电站设计时要选择合理的防火手段，同时还要对钢结构进行防腐处理。

当前BIM技术已经充分的应用到了装配式变电站设计与施工之中，通过精细化管理，加快施工进度，缩减建造成本，在保证高精度钢柱定位的前提下，规避构件干扰碰撞的情况，提升现场装配率。

四、装配式结构在电力工程中的发展前景

装配式建筑的发展会受到政策、技术、经济及市场等多种因素的影响。装配式建筑诞生之初，因为技术标准不明确，预制构件成本较高，导致无法被市场接受，因此并不能与现浇混凝土结构进行竞争。但随着我国加大绿色经济理念的推行，在很大程度上推动了装配式建筑的发展，不仅逐渐完善了相应的技术标准，同时对于装配式建筑的发展也提升了更为详细的要求，装配式建筑也进入到了发展黄金期。其次我国人力成本的增加，建筑行业不能像过去一样可以轻松招聘到大量廉价劳动力，这也直接加大了造价成本，而装配式建筑可以在很大程度上减少人力资源成本，也是顺应社会用工发展的需求[6]。

但目前来说，装配式建筑未能全方位在电力工程得到推广的原因主要是投资方的投资意愿不足以及工程总承包体制的制约。电力工程总建筑结构复杂多样，并没有一定的规律可寻，加之构建模数化处理难度高，预制件成本高等情况，导致投资意愿不足，而且预制构件的施工标准及成本偏高，在经济效益的影响下，导致装配式结构不能完全的应用在电力工程中。

总结：本文基于装配式建筑的发展现状，对装配式结构在电力工程附属、主体结构的应用进行了分析，最后探究了装配式建筑在电力工程中的发展前景。虽然目前装配式建筑并没有在电力工程中得到广泛应用，但随着国家电网关于推行装配式结构预制的决策与装配式结构自身的优势，笔者相信装配式结构在电力工程中的发展前景是宽阔的。

参考文献：

[1]李健. 基于BIM的装配式框架结构深化设计应用研究[D].安徽建筑大学，2020.

[2]邓海明.装配式结构在建筑施工中的应用分析[J].绿色环保建材，2020（01）：216.

[3]陈富强，李卓勋，李长江.装配式结构在基坑工程中的应用研究现状及展望[J].广东土木与建筑，2019，26（11）：30-36.

[4]田容凡. 装配式混凝土结构施工危险源管理及安全管控研究[D].西安工业大学，2018.

[5]王德超，王国富，乔南，代长顺.预制装配式结构在地下工程中的应用及前景分析[J].中国科技论文，2018，13（01）：115-120.

[6]傅蛟龙. 新型装配式结构柱拼装节点力学性能试验研究[D].华侨大学，2013.

作者简介：董涛，男，重庆市，汉，1991年8月，本科，土木工程，，助理工程师。