500KV地面开关站出线构架制作及安装措施

500KV地面开关站出线构架制作及安装措施概述辽宁蒲石河抽水蓄能电站位于辽宁省丹东市宽甸满族自治县境内，电站距丹东市约60km。电站总装机容量1200MW，单机容量为300MW，共4台机组。建成后并入东北电网，担任调峰、填谷、调频调相和事故备用任务。电站500kV地面开关站设置在高压电缆洞出口地面，有公路与厂区公路相连，地面高程为216m，占地面积为70.4m×61.3m。地面开关站内布置有GIS设备室、出线构架及环向消防路等。GIS设备室平面尺寸为：长47.0m×宽24.0m，室内除设有GIS设备外，还设有直流蓄电池室、直流设备室、开关站继电保护室等。500kV地面开关站出线构架为人字形构架，构架柱高27m，梁跨度29.8m，支架顶端出线支架高8.5m，构架柱采用Q345B无缝钢管组成人字柱，构架横梁采用Q345B钢材的无缝钢管及角钢组成的等腰三角形格构式钢梁，构架柱及横梁弦分段处接头采用刚性法兰盘连接，构架整体采用热镀锌保护。2、编制依据2.1、设计院图纸：500KV地面开关站构架施工图总说明及地线支架施工图146-SF3-6-14-1（1/6）500KV地面开关站构架施工图带侧向支撑出线人字构架(Z-1)(2/6)500KV地面开关站构架施工图出线人字构架Z-2及设备支架Z-3、Z-4(3/6)500KV地面开关站构架施工图出线人字构架Z-2爬梯(4/6)500KV地面开关站构架施工图钢横梁(5/6)500KV地面开关站构架施工图钢横梁(6/6)2.2、应用规程、规范：GB50205-2001《钢结构工程施工及验收规范火电施工质量检验及评定标准》GB1591—94《低合金结构钢》GB709—88《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》GB247—88《钢板和钢带验收、包装、标志及质量证明书的一般规定》GB2101—89《型钢验收、包装、标志及质量证明书的一般规定》GB5117—85《碳钢焊条》GB5118—85《低合金钢焊条》GB3092-82《火焰切割面质量技术要求》GB985—88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》GB10854—89《钢结构焊缝外形尺寸》GB324—88《焊缝符号表示法》GB11345—89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》Q/ZB75-73《机械加工通用技术条件》JB3223—83《焊条质量管理规程》GB1131《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》

3、500KV地面开关站出线构架制作流程500KV地面开关站出线构架制作流程图制作平台校验制作平台校验放样、下料人字构架、设备支架、地线支架、钢横梁、爬梯的制作检验、记录样、下料构件镀锌构件运至现场现场组装设备吊装设备验收制作部分：4制作准备4.1、500KV地面开关站出线构架制作前准备工作⑴各岗位工作人员（如电焊工、电工、起重工等）必须是经过有关部门进行安全技术培训，并经考试合格，取得相应资格证后且有有相当经验的人员上岗。⑵根据所施工的部位准备齐全相应的设备，材料等。⑶组织施工人员熟悉图纸及相关规范，同时进行技术交底。⑷分析施工的危险源，采用相应的预防控制措施。施工区域应保持整洁，垃圾废料应及时清理，做到工完料尽场地清，坚持文明施工。4.2、构架制作所需材料（见材料表）的准备：材料表一钢板规格型号数量1666.21钢板.-10×120240818.082钢板.-10×2001604103钢板.-10×250400323.554钢板.-10×290290426.45钢板.-10×290360433.926钢板.-10×2903004347钢板.-10×390480229.48钢板.-10×600600384.789钢板.-10×751503631.6810钢板.-10×8008003150.7211钢板.-12×470390234.5412钢板.-12×5017097.213钢板.-14×140240414.814钢板.-16×5610040.815钢板.-16×57013062194.816钢板.-20×510510140.8417钢板.-20×5101060184.8718钢板.-20×79011651144.519钢板.-6×1502003650.920钢板.-6×601003610.0821钢板.-6×6060183.622钢板.-8×14217046.0823钢板.-8×150168812.824钢板.-8×15021548.1225钢板.-8×150620423.3626钢板.-8×150670425.2427钢板.-8×150570842.9628钢板.-8×15413545.229钢板.-8×160270410.8430钢板.-8×16920548.7231钢板.-8×1702701234.5632钢板.-8×170240410.2433钢板.-8×1701501219.234钢板.-8×1704001668.3235钢板.-8板.-8×18818948.9237钢板.-8×190320415.238钢板.-8×19015023.2639钢板.-8×1903001243.240钢板.-8×190270412.8841钢板.-8×19015047.242钢板.-8×190360417.2843钢板.-8×19525326.244钢板.-8×20014047.0445钢板.-8×240340210.2446钢板.-8×250265624.96钢板.-8×70180162129.647钢板.-8×8010321.0448钢板.-8×9319022.249钢板.-10×751322418.7250钢板.-10×751802426.451钢板.-14×14022026.76二无缝钢管规格型号数量23551.351无缝钢管D=325t=8459061722.6单件最长尺寸为4m，中间用刚性法兰连接。材质为Q345B2无缝钢管D=377t=9142223.2单件最长尺寸为7.2m，中间用刚性法兰连接。

材质为Q345B。3无缝钢管D=377t=9831021357.44无缝钢管D=480t=1028130413041.2单件最长尺寸为9m，中间用刚性法兰连接。

材质为Q345B。5无缝钢管D=480t=102710013140.96无缝钢管D=480t=108782203.67无缝钢管D=480t=105928549.68无缝钢管D=480t=1026722619.69无缝钢管Φ168×8798861512.6单件最长尺寸为3.8m。

材质为Q345B10无缝钢管Φ168×869624878.811无缝钢管Φ168×856282355.212无缝钢管Φ18×0.5110300.21单件最长尺寸为0.11m。

材质为Q345B13无缝钢管Φ40×2.541901096.8单件最长尺寸为3m。

材质为Q345B14无缝钢管Φ40×2.52990213.815无缝钢管Φ40×2.53810217.616无缝钢管Φ40×2.517020.817无缝钢管Φ40×2.51902410.5618无缝钢管Φ40×2.5L21.619无缝钢管Φ50×3.5110125.28单件最长尺寸为0.11m。

材质为Q345B三角钢规格型号数量2953.131角钢L100×81739242.72角钢L100×85601389.313角钢L110×8260541414角钢L110×820974113.65角钢L110×8214141166角钢L110×821936178.27角钢L110×819694106.568角钢L110×831304162.929角钢L110×831444170.1610角钢L110×81800397.4411角钢L125×1038022145.4812角钢L50×429260217913角钢L63×515021.4414角钢L63×560267.815角钢L63×51322425.4816角钢L63×5900312.917角钢L63×51097631.818角钢L90×73421413219角钢L90×7345316533.4420角钢L90×721938169.621角钢L90×71260224.422角钢L90×71530229.5423角钢L90×71800469.5224角钢L90×7321812372.84四标准件规格型号数量1936.4121螺栓M16×100306.572螺栓M16×3020.2523螺栓M16×4510714.984螺栓M20×45163.925螺栓M20×4532078.46螺栓M20×908127.627螺栓M22×9083.328螺栓M22×1002410.689螺栓M22×100高强螺栓188.0110法兰ZFL-112972.3611法兰ZFL-110810.3五圆钢规格型号数量517.611圆钢Φ12380586234.42圆钢Φ1612601325.873圆钢Φ163009043.24圆钢Φ1610305081.55圆钢Φ20210715786圆钢Φ20162012487圆钢Φ7022016.64六法兰322.141法兰.-12Φ190/7249.22法兰.-12Φ96/7220.63法兰.-14Φ310/Φ17018187.24法兰.-20Φ124/7222.525法兰.-20Φ632/Φ482241.346法兰—18×Φ530/380460.567法兰—16×Φ410220.72合计30946.8424.3、制作平台校验为方便500KV地面开关站出线构架的制作，制作地点选择在太平湾物资大院内的制作平台。该制作平台长13.5m、宽6m、距地面高度15cm，尺寸满足制作要求，但为保证出线构架制作的质量，在其配割、组对及焊接过程中，对每个工序要严格控制，要清除平台表面突起，水平度要用水准仪抄平。5、500KV地面开关站出线构架制作过程5.1、放样、号料放样从熟悉图纸开始，首先应仔细阅读技术要求及说明，并逐个核对各构件之间的尺寸和方向等。特别应注意各部件之间的连接点、连接方式和尺寸否一一对应。样板、样杆的材料采用薄铁皮和小扁钢，用于制作样板的材料必须平整。对带螺栓孔的样板、样杆，螺栓孔位置必须正确。放样结束，应对照图纸进行自检。检查样板是否符合图纸要求，核对样板数量。并报专职检验人员检验。最后根据样板编号编写构件号料明细表。划线、号料前首先根据料单检查清点样板与样杆。按号料要求整理好样板。角钢划线时，应将样杆与角钢一边靠正，然后用小角尺把样杆上的断线及眼、孔线等分别划在角钢上，再用划线尺划出孔的中心线。号料时，根据样板编号，分别对人字柱、横梁及爬梯各构件进行编号，以便以后的拼装。5.2各部件切割及制孔构架主要由无缝钢管、钢板及角钢组成。钢管可用手工气割。钢板可采用半自动切割机进行切割，其中非矩形钢板可利用半自动切割机和手工气割配合进行。角钢的切割用砂轮切割机。切割时应考虑切割余量。各部件切割后应按编号分类摆放，将需要拼装焊接的构件摆放在一起。钢板及角钢制孔前，应先复查螺栓孔位置及尺寸是否正确，若有误，应重新划线后再制孔。制孔采用Z535立式钻床进行钻孔。螺栓孔径允许偏差表：螺孔直径螺孔直径允许偏差10～18+0.18018～30+0.21030～50+0.2505.3各构件组装焊接组装前，施工人员必须根据构件施工图及有关的技术要求。并且根据施工图要求复核其需组装构件尺寸及质量。⑴构架支柱组对焊接构架支柱件组装首先进行构架支柱（人字形支柱）柱头钢板与法兰盘的组装，组装时先画出法兰盘的中心，同时画出钢板下部构架支柱（人字形支柱及筋板）的中心线，以方便柱头钢板与支柱（及人字形支柱与筋板）的装配。构架支柱与柱头钢板装配时要保证钢板面与构架支柱（人字形支柱面）的垂直，可先将钢板立起并摆放垂直平稳，根据构架支柱（人字形支柱）装配中心的位置在平台上焊两个支板，如右图所示：Z-1支柱为三角架形式，由人字柱构架和支臂用销钉连接构成，人字柱构架与支臂在现场安装时再进行装配。装配时应先点焊加固，装配完成后在施焊，焊接必须根据焊接工艺进行。⑵横梁组对连接横梁是由Q345B无缝钢管及角钢组成的等腰三角形格构式钢梁，首先应对钢管和连接角钢的钢板及两头与人字柱连接的底座钢板拼装焊接，拼装焊接时应先画好钢板的拼装中心线，注意其角度位置。拼焊完成，复核构件尺寸及质量。在防腐处理后再运输至现场进行现场整体拼装连接，拼装连接时应先两侧开始连接以固定横梁构架，然后再逐一连接。5.4构件的焊接⑴焊接要求梁钢管采用Q345B钢材的无缝钢管；构架柱钢管采用Q345B无缝钢管，Q345钢用E43xx焊条；16Mn钢用E50xx焊条。柱身焊接采用等强焊丝，所有连接件均满焊，法兰及柱身焊缝等级为二级，其余为三级，未注明的焊脚尺寸为8mm。⑵焊接质量控制①一般结构焊缝高度凡未注明者，为被连接件最小厚度的1.2倍；②钢板焊在管壁上时，其焊缝高度取管壁厚度的1.2倍；钢管与板焊接，当钢管开口，钢板插入其中时，焊缝高度≥8mm，注意保证焊缝质量。6、防腐镀锌蒲石河电站500KV地面开关站出线构架防腐采用热镀锌方式。镀锌层标准不小于61mg/㎝2,,锌层厚度不小于86um,不大于150um。镀锌前将金属表面铁锈、氧化皮、油污、焊渣、灰尘、水分等污物清除干净，现场制作10m长×1m宽×1m高酸洗槽，因构件尺寸比较大，一般镀锌厂满足不了要求，所以现场制作10m长×2.5m宽×2m高7、制作资源投入及工期7.1制作使用主要机械设备：序号名称型号及规格单位数量备注1电焊机焊机台32半自动气割机CG1-30台23焊条干燥箱台14钻床Z535台17.2制作使用主要工器具：序号名称型号及规格单位数量备注1角向磨光机台42导链1T台23割炬把44氧气带米1005乙炔带米1006氧气表块37乙炔表块38焊条保温桶只39磨光片个3010钢丝刷个5011油水分离器台112钢板尺2m把213角尺把214卷尺把215喷枪CH-4台116水准仪NA2台117焊把线502米1007.3制作辅助材料投入：序号名称型号及规格单位数量备注1电焊条E4315吨0.82电焊条E5016吨0.013氧气瓶164乙炔瓶85氯化橡胶面漆桶106铜橡皮电缆3×502+1×352米3007铜橡皮电缆2×42米2008空气开关400A个19空气开关100A个87.4制作所需劳动力组合：序号名称单位数量备注1技术人员人22电焊工人33气焊工人24机械安装工人65安全员人16电工人17.5制作所需工期：材料到货后，30天内制作完成安装部分：8安装准备8.1安装相关信息500KV地面开关站出现构架总重量30.946t，共有6部分组成，各部分尺寸及重量如下：部件名称部件尺寸（m）部件数量（件）单件重量（kg）总计数量（kg）地线支架（DZ）高8.52924.9451849.89人字形支架(Z-1)高27112044.3612044.36人字形支架(Z-2，含爬梯)高2718509.5028606.3022设备支架(Z-3)高43326.72980.16设备支架(Z-4)高43362.31086.92钢横梁跨度29.82216379.116379.118.2500KV地面开关站出线构架制作前准备工作⑴各岗位工作人员（如电焊工、电工、起重工等）必须是经过有关部门进行安全技术培训，并经考试合格，取得相应资格证后且有有相当经验的人员上岗。⑵根据所施工的部位准备齐全相应的设备，材料等。⑶组织施工人员熟悉图纸及相关规范，同时进行技术交底。⑷分析施工的危险源，采用相应的预防控制措施。施工区域应保持整洁，垃圾废料应及时清理，做到工完料尽场地清，坚持文明施工。8.3镀锌后构件核对及镀锌质量检查构件镀锌完成后，要对照图纸及构件编号记录进行构件的核对，并检查镀锌质量，保证镀锌完整，无漏镀，并且镀锌质量满足图纸说明要求。构件核对及镀锌检查无误后，再进行下一步的运输及安装工作。9构件运输及组对、拼装由于支柱及横梁尺寸较大，为便于运输，安装前需将各构件运输至安装现场，在现场进行组对、拼装。运输使用25t汽车吊进行装卸，18t平板货车进行运输。在装车运输过程中，需用钢丝绳对构件进行固定；为保护镀锌层，构件下部应垫方木，钢丝绳与构件接触处用布块分隔。9.1运输及拼装流程500KV地面开关站出现构架部件运输流程图装车工具、设备的准备装车工具、设备的准备Z-1的运输Z-1现场拼装、组装Z-2、Z-3、Z-4、DZ的运输Z-2、Z-3、Z-4、DZ的拼装、组装钢横梁的运输钢横梁的拼装、组装设备吊装9.2构件拼装、组装9.2.1构架拼装：⑴根据施工布置图中地面拼装的位置，在相应的部位放置好道木并初步找平；⑵拼装位置不能妨碍吊车的进出，并确保在吊机的有效作业半径范围内；⑶对照施工图，核对构件上的编号，依次布置，拼装时应注意对锌层的保护，吊装部位应用布块包扎；⑷拼装时，每隔6m应有一个支撑点，构件离地约30cm，保证操作空间，管段应垫衬坚实，防止滚动；如果支点下方的土质较松软，应采取加强措施，并应考虑到支点的下沉；⑸杆件的扰度采用拉线测量，已排直的杆件当天若不能及时拼装，第二天拼装时必须重新复测其直线度；9.2.2构架组装：⑴钢结构的组装应遵守下列规则：①进场螺栓连接件按施工图中的材料表清册作好标记，以免配错；②螺栓连接件方向应遵循水平面从下而上，侧面从里而外的原则进行；③法兰连接面严禁垫垫片；如构件调整不平整需要，最多不得超过2个垫片，严禁以大螺母代替垫圈；④任何安装孔不得用气割扩孔；⑤螺栓连接件露出的丝扣应大于2－3扣，如用双螺母时允许丝杆与螺母平齐；⑥螺杆与法兰及构件面应垂直，螺栓平面与法兰及附件间不应有空隙；⑦紧固法兰连接螺栓时，应对角均匀紧固，紧固力矩应达到规范和设计要求；⑧钢结构组装所垫的支点应按设计要求进行放置，以保证组装质量。⑵根据设计要求，构件组装的一般连接件采用热镀锌螺栓，横梁与A型柱及法兰之间采用大六角高强度螺栓。⑶直立柱根据安装尺寸水平放置，将口子对准后进行焊接，要求对接有坡口；⑷斜立柱与附件一起焊接，要求尺寸控制在标准范围内；⑸顶部的圆盘及地线至柱用螺栓连接；⑹横梁的组合主要是通过螺栓连接，在保证直线度和拱度的要求标准下，紧固所有螺栓。横梁中的走道同时在地面进行组合。10设备吊装为了方便吊装，根据现场设备安装位置，吊装顺序为Z-1、Z-2、Z-4、Z-3、钢横梁。其中由于Z-1、Z-2、及钢横梁吊装位置较高，吊装设备选用50t汽车吊进行吊装，其余选用25t汽车吊进行吊装。10.1支柱吊装立柱吊装示意图⑴在立柱三根钢管的汇交处设置吊点，采用φ25.5钢丝绳一对作为吊索，在吊点附近设置4道钢丝绳，作为临时浪风；同时采用2道白棕绳（在柱脚上方约2.5m处），作为吊装过程中控制方向的拉绳。⑵50t汽车吊下面垫好路基板支撑，吊钩应在吊点的垂直上方。⑶完成上述工作后，开始试吊，当慢速起吊至离地约100mm后，停止起升，检查吊索、拉绳、浪风的绑扎是否合理、牢固，确认正常后才能正式起吊。⑷起吊时起升速度应匀速缓慢，边起升边将立柱底部向杯口移位，整个过程要缓慢平稳；立柱竖直后，使用拉绳以控制方向，当立柱底部高度超过杯口基础面后，停止起升，然后对准杯口缓慢放入，吊索适当减少受力。⑸就位后进行初步的垂直度调整，在杯口处用楔形垫块固定，并拉好临时浪风钢丝绳，浪风应尽量固定在有足够强度的构筑物上，或在地面上放置4t配重块加以固定；⑹确认楔形垫块已打实，浪风已拉紧，指挥吊机松开吊索，然后检查立柱的临时固定是否牢固，浪风若有松动现象，应重新拉紧。确认立柱已固定牢固后，施工人员利用临时爬梯上至柱顶，解开吊索及拉绳。由于Z-3、Z-4重量轻、尺寸小，吊装方法基本与Z-1、Z-2相同，在此不加以详细说明。10.2钢横梁吊装⑴横梁采用四点起吊，在中心左右各5m及10m处为四个起吊点，用φ17.5钢丝绳两对，外侧的钢丝绳上用3t葫芦调整，使吊索受力均匀；⑵在横梁两端各设置1道白棕绳，用以控制横梁在起升时的晃动和就位位置；⑶离地约100mm后，停止起升，检查吊索、拉绳的绑扎是否合理、牢固，横梁是否基本保持水平，确认正常后才能正式起吊；起吊时起升速度应匀速缓慢，在起升时保持水平；⑷横梁就位时先对原有桥架侧的螺栓孔，再对新增侧的螺栓孔，可通过适当的调整立柱进行横梁的对孔；⑸连接螺栓全部套上后，用适当力矩进行紧固。10.3完成所有吊装及就位工作后，对立柱的垂直度进行复核调整，调整完毕后对所有的连接螺栓复紧一遍，并局部进行补漆；10.3吊装后续工作⑴完成所有吊装及就位工作后，对立柱的垂直度进行复核调整，调整完毕后对所有的连接螺栓复紧一遍，并局部进行补漆；⑵会同业主、监理单位对安装调整后的构架进行验收，验收合格后，由土建施工人员对杯口进行二次灌浆；⑶最后拆除临时浪风：拆除时先松开地面的固定点，把钢丝绳收回至立柱下方并盘好，然后拆除立柱上方固定点，用白棕绳缓慢地放至地面，并清理施工现场；11质量保证措施11.1按图纸中的要求对施工人员进行技术交底，施工过程中严格遵守。11.2焊缝除图纸中注明外，均应≥8mm或取被连接件的最小厚度，钢板在钢管壁上的焊缝高度为管壁厚，并双面焊。11.3横梁与立柱的连接采用双螺帽，安装完毕后将螺帽与螺栓点焊。11.4螺栓的连接应方向一致（方向应遵循水平面从下而上，侧面从里而外的原则进行）。11.5横梁拼装的水平直线度≤10mm，起拱按图纸要求。11.6立柱安装技术要求见下表：检验项目单位质量标准检验方法管肢组合