变电站钢结构全螺栓连接技术应用与定额现状

郑怀华

摘要：电网装配式变电站站内建筑通常采用钢结构体系，全螺栓连接技术是对二次加工及焊接的优化，可以实现钢结构现场免焊。该文主要从施工节点、工艺流程、施工难点、使用范围及注意事项等方面对变电站钢结构全螺栓连接技术进行介绍，并将其与常规装配式结构施工节点进行比较，阐述全螺栓连接结构在施工技术应用特点，同时基于对电力行业2018年版定额现状研究，发现当前概算及预算定额消耗量中均按焊栓连接考虑。全螺栓连接技术在变电站钢结构体系中的应用普及趋势下，对其进行补充定额前期相关基础研究具有重要意义。

关键词：钢结构  全螺栓连接  定额  变电站

中图分类号：TM63   文献标识码：A   文章编号：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

該文调研变电站钢结构全螺栓连接工程现状，梳理现行技术标准和措施方案，以推广应用变电站建设工程新技术，同时研究电力行业钢结构定额现状，为提出满足实际工程需要的钢结构全螺栓连接定额标准，实现工程建设费用度量统一、依据可查、投资精准，完善模块化变电站建设计价标准提供参考。

1  变电站钢结构全螺栓连接工程技术应用现状

目前在电网工程建设中，钢结构体系是装配式变电站工程的站内建筑物结构比较常用的一种方式，为了减少或避免现场焊接，采用全螺栓连接结构体系是二次加工及焊接首选方式。

1.1 变电站钢结构全螺栓连接主要施工节点

一般变电站钢结构中主体结构采用的连接方式是栓-焊混合作;楼面及屋面采用的构造形式是钢-砼组合结构;中钢梁和钢柱分别采用H型钢和箱形截面柱;围护结构安装方式是体化墙板加钢龙骨，现场施焊大都体现在主体结构和围护结构中[1]。具体结构类型和施工方式选择的通行工法见表1。

1.2  变电站钢结构全螺栓连接工艺流程

全螺栓钢接结构及高强螺栓的安装工艺流程分别如图1（a）、（b）所示。

1.3  全螺栓连接施工难点

（1）地脚螺栓精确预埋后，面对浇筑混凝土所产生的冲击力，会产生一定量的位移。

（2）安装临时螺栓较为繁琐，实际施工工艺中直接安装高强螺栓。

（3）当钢柱校准完毕后，由于一般的螺栓孔直径与螺栓直径仅仅相差2 mm，会导致梁柱节点施工时并非所有螺栓都能自由穿入孔中。

（4）由于技术制约，基本是等整体框架形成后才会去紧固高强螺栓，可能在施工期间，部分高强螺栓的螺杆会承受剪力，降低其受力性能。

1.4  变电站钢结构全螺栓连接适用范围及注意事项

1.4.1  变电站钢结构全螺栓连接适用范围

全螺栓接结构主要适用于不同地区不同电压等级的户内、户外变电站工程中的单层、多层建筑物，适用范围较广，方式灵活。具体来说，不同建筑形式所匹配的结构也不一样，需要针对性选择。

1.4.2  变电站钢结构全螺栓连接注意事项

（1）主体结构和围护结构连接相对复杂，对施工安装精度较高，因此为了保证施工安装不出错，需要重点对主体结构和围护结构厂家一一深化设计，以达到其相互匹配，并考虑到这两者之间的相互协同关系。

（2）做好上部结构和基础结构施工相协同，做到在施工中对各结构成品的妥善保护，避免出现损伤或变形等影响使用寿命，造成事故;为避免钢柱底部螺栓孔不对位的情况，钢结构施工单位及土建施工单位应协同完成基础预埋件工程。

（3）落实专人专管政策，尤其是涉及成品保护和螺栓安装，要从施工前、中、后期对各环节进行检查验收，例如在钢结构安装全过程中要避免螺栓出现碰伤、撞击、污染等，使其螺栓扭矩系数发生变化;在存放过程中优先要注意防潮、防腐蚀等，优选环境条件良好的地点进行存放[3]。如果在施工过程中检查发现连接板螺孔误差较大，应及时停工进行检查，做好相应措施处理;在控制施拧过程中要做到完整、准确，在第一次完成后要对钢柱或钢梁轴线进行精度校准，然后再对其进行终拧;在对安装工艺要求高的钢结构全螺栓连接部位要选用优质供应商，尤其要注重供应商资质和供应商技术纯熟度[4]。

2  钢结构定额现状

2.1电力行业2018年版钢结构预算定额

《电力建设工程预算定额（2018年版）第一册 建筑工程》“第6章金属结构工程”中关于螺栓连接的大致说明如下：

钢结构构件连接综合考虑了焊接与螺栓连接，不考虑铆接、挤压连接方式。

构件制作定额中包括分段制作和整体预装配的费用。整体预装配用的螺栓及锚固杆件的螺栓，已经包括在定额内，不另行计算。

成品金属结构安装包括金属结构成品购置费及安装费。

金属结构制作根据设计图示尺寸按照成品质量以吨为单位计算工程量，计算组装、拼装连接螺栓的质量。不计列焊条、铆钉质量，不计算下料、加工等损耗量[5]。

成品钢结构相关预算定额如表3。

从表3中可以看出：

（1）预算定额消耗量中按焊栓连接考虑，未考虑全螺栓连接，预算阶段缺少相应定额;

（2）成品钢结构钢梁、钢柱的预算定额水平与概算定额水平基本一致;

（3）其他钢结构的概算定额是按现场制作安装考虑，缺少成品其他钢结构定额，其他钢结构的预算定额是按成品考虑，两者没有可比性;

（4）成品购置钢结构定额中普通六角螺栓消耗量较低，不满足变电站采用全螺栓连接钢结构的用量，且钢结构重量不计算安装螺栓重量，预算定额费用不足。

2.2 钢结构地方定额（以上海与浙江为例）

查阅相关定额规范，上海2016定额和浙江2018定额计量与计价思路相一致，焊缝、铆钉、螺栓等不另计，但是對于钢柱上的柱脚板、加劲板、柱顶板、隔板、肋板等需要计算重量，此外对于钢管柱上的节点板、加强环、内衬板（管）、牛腿等也同样需要计算重量。高强螺栓，剪力栓钉、花篮螺栓是按重量计量，以设计图纸节点工程量另外计算费用。

上述定额均不区分施工工艺。以浙江2018定额为例，地方定额分预制钢结构安装与现场制作安装两类定额，场外运输已包含在材料信息价中，同时浙江定额中已取消场内运输定额子目，故不再考虑额外运输费用。现场制作主材为中厚钢板（综合）、型钢（综合）根据地方材料信息价调整材料价差[6]。预制钢结构作为未计价材料。

上海与浙江地方定额预制钢结构计价体系与电力行业2018年版定额计价体系不一致。本课题建议将成品钢结构作为计价材料，与电力行业2018年版定额计价体系保持一致。

3  结语

变电站中对于钢结构全螺栓连接新技术应用，相关定额依据还未制定，但是为了控制电网投资，监审电网成本，对钢结构全螺栓连接技术的相关消耗进行补充定额是有必要的。该文从其技术特点及定额现状入手研究，为后续定额制定提供依据。

参考文献

[1] 田涛.北京市公路钢结构桥梁养护定额编制前期研究[J]. 公路，2021，66（7）：292-299.

[2] 张永财，钟勇华，李婕妤.港珠澳大桥钢结构工程加工预算补充定额研究[J].科技创新导报，2018，15（21）：68-70.

[3] 王晓波.带悬臂段的箱形截面梁—柱全螺栓连接节点的设计及有限元分析[D].太原：太原理工大学，2021.

[4] 李国强，马人乐，王伟，等.钢结构高效螺栓连接关键技术研究进展[J].建筑钢结构进展，2020，22（6）：1-20，28.

[5] 汪和龙，刘海洋，张祖泷.模块化变电站装配式建筑物全螺栓连接研究[J].建设科技，2018（3）：84-86.

[6] 罗世谋.变电站钢结构建筑装配式技术研究[J].武汉大学学报：工学版，2018，51（S1）：58-62.