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摘 要：预制拼装式基础具有快速安装的特点，成为电力设备建设施工的发展方向。本文论述的是一种新型电力设备拼装式基础在变电站设备基础建设的应用研究。预制拼装式基础改变了传统的变电站设备基础建设设计和施工模式。拼装式基础安装便捷、造价低廉、可重复使用，弥补了现场浇筑钢筋混凝土基础的不足，可以有效地缩短电网建设工期，提高工效，减少资源浪费，有良好的技术经济效益。
关键词：新型电力设备基础；预制拼装式；变电站应用研究
0引言
随着电力工程发展的需要，对变电站建设周期、工程投资、社会环境提出了更高的要求，传统混凝土湿作业方式制约了电力工程建设的快速发展。电力生产大修、技改工程由于要满足供电可靠性要求，要求缩短停电时间，对工期要求更高。常规基础建设对混凝土有养生周期要求，对大修、技改这种要求工期非常短的项目及不适用。因此，需要寻找一种快速高效的基础建设形式，我们研制开发一种新型的预制拼装式设备基础，该基础根据力学受力分析，预制钢筋混凝模块，现场进行模块化组装，施工更加方便快捷，从而达到提高工效的目的。拼装式基础完全可以高效的完成抢修、停电过渡和冬季施工的要求，对电力系统设备基础建设形式的发展具有积极的意义。
1.技术实现原理
预制拼装式基础的研究是通过对构支架受力的充分了解，以理论力学、材料力学、结构力学为依托，将混凝土与钢筋制作成轻型、便捷、高效的小型构件，来替代现浇混凝土基础，可在抢修、停电过渡、冬季施工过程中发挥它巨大的优势。
技术实现的基本原理是先将传统的基础形式建模，经过测算科学分解成小型构件模块，设计合理的契合连接形式，建立组装模型。通过力学验算和强度试验，充分考虑基础承受构支架安装时作用力，以及基础承受设备自身重以及操作时产生的下压、剪切、倾覆等作用力，使拼装式基础符合运行要求。具体设计方法是将每个基础分成4个基本模块，采用“盒式”预埋铁件，设计了三种不同的螺栓连接方式，铁件通过锚筋预埋在基础模块中，安装完成后进行防腐封堵。设计了找平梁与定位板。找平梁即梁式垫层，通过数根找平梁并排铺设在地基上，形成基础垫层，无需浇筑混凝土垫层，同时达到找平的目的。找平梁铺好后，将定位板置于其上，基础模块与定位板完全吻合即完成定位，施工方便、快捷。
2.预制拼装式基础构造形式确定
2.1设计方案概述：
基础设计充分考虑便于施工要求，设备基础分解成四个预制模块，单体筑块重量轻，筑块内采用钢板螺栓连接装配方式，通过LJ-3的背板开孔固定M20螺栓，埋入基础混凝土，安装时通过钢板连接，螺栓受剪。适用于抢修，过渡及冬季施工，不考虑回填土，混凝土容重为2500kg/m。：
2.2 基础型式及规格：
模块一：尺寸为500*500*600预制混凝土块，单体重为：375kg。
模块二：上部尺寸为500*500*200预制混凝土块，下部尺寸为800*800*300预制混凝土块， 单体重为：605kg。
模块三：尺寸为800*800*400预制混凝土块， 单体重为：640kg。
模块四：尺寸为800*800*400预制混凝土块，单体重为：640kg 。
2.3 预制拼装式基础受力计算
1）基础及支架自重取G=0.5t
2）倾覆弯矩设计值
支架高度取h=3.0m，钢管直径D=250mm，设备迎风面积取0.5m2，设计风速取30m/s，风荷载标准值取 kN/m2，倾覆弯矩设计值：
3）基础自重G1=2.26t
4）抗倾覆稳定验算：
5）螺栓连接强度计算
连接均采用M20螺栓。
LJ-1螺栓受拉，螺栓拉力 （4.8级）
LJ-2、LJ-3螺栓受剪，考虑铁件加工精度，仅計算单个螺栓，螺栓剪力 （4.8级）
6）、使用条件
倾覆弯矩：不大于5.24kN·m（由倾覆控制）
冻深：不大于1.6m。使用前应验算地基承载力及倾覆稳定。
3.关键技术要求
3.1 混凝土预制件技术要求
拼装式基础预制件要达到表面平整，连接件和接口位置精确，应保证预制件的形状、尺寸、预留孔道和强度等级符合技术要求，使用前必须检验，按照国家相关混凝土标准进行检验，混凝土预制件采用后张法，将多个组合件拼装在一起，混凝土的强度等级不应低于C30。
3.2基础受力分析检测要求
先进行基础构件试验，取构件的样本在室内试验室进行压、拉、弯、扭、剪试验，记录数据，筛选出合格构件进行场地实验。场地试验分别在正常静态、荷载组合、破坏性加载状态下进行，记录各状态的压力、剪力、弯矩、倾覆、变形试验数据，对薄弱环节进行加强，调选出最优方案。
3.3拼装式基础安装要求
基槽开挖后，应判断基础部位的地耐力是否符合要求。基坑的几何尺寸及形状应符合规定，基底应平整，混凝土垫层要水平校正，防止不均匀沉降。拼装式基础模块在叠装时，要避免模块磕碰，要保证基础整体平整，部件链接紧密，金属铰链做好防潮密封。
4.拼装式基础技术特点
4.1 现场安装工期短，施工快，减少停电过渡时间。由于拼装式基础在工厂加工制作完毕，运抵现场后，仅需对施工现场的地基稍作处理，即可拼接安装，无需浇捣和养护，大大缩短了基础施工时间。
4.2 使用成本低。由于拼装式基础为工厂化预制，现场拼装，可以重复使用，利用率高，无需每次安装都绑扎钢筋、支模、现场浇注混凝土，从而使摊销费用大大降低。
4.3基础工艺质量高。由于拼装式基础为工厂标准化生产，实现了专业化流水作业，制作、养护条件优越，质量有可靠保证，其构件之间采用高强预应力柔性连接技术，使块与块之间实现无缝隙连接，螺栓定位精准，整体性好，因而产品质量有可靠保证。
4.4重复利用率高。设计时充分考虑重复利用问题，旧基础可以挖出移到别处再利用。把基础设计成通用模式，可用于不同设备的基础，一旦某工程改造，设备基础移位，预制混凝土拼装基础可运至新位置。
4.5基础通用性强。拼装式基础设计在设计之初就考虑基础要有应用的广泛性、安装的简便性、整体的通用性。确定了整体通用，局部多样的原则。针对不同地脚规格的设备支架，制作多种规格上部混凝土模块，安装时根据不同设备要求，只需更换上帽模块即可，下部可直接采用通用基础模块部分。
4.6符合文明施工和环境保护的要求。现场拼装没有噪音、扬尘，对周围居民影响小；产品现场整体拼装，便于施工现场组织施工，较易实现保持施工现场良好的作业环境、卫生环境、工作秩序和规范施工现场的场容，保持作业环境整洁卫生的要求，没有湿作业，不产生建筑垃圾。
4.7推广应用范围广。预制拼装式基础适用于220kV及以下各个等级的变电站开关、刀闸、CT、PT、避雷器、母线桥等设备构、支架基础，可根据构、支架形式和荷载的变换，经过作用力分析，调整拼装式基础模块。预制拼装式基础替代了传统现浇筑施工方法，时效更高，该成果可广泛应用在生产的大修、技改工程；基建的变电站建设工程；事故抢修的应急工程等领域。
5.结语
预制拼装式基础采用单块预制模块化设计，预制钢筋混凝土模块，工厂化加工，根据设备基础需求，对基础模块进行现场拼装，组装成设备基础，满足强度、承载力要求。该新型拼装式基础经过图纸设计、理论测算、模型制作，破坏实验等研发过程，最终形成定型基础，并依托某供电公司生产工程进行推广应用。此项技术的应用，能高效、简便地完成设备基础施工，可广泛应用电力基建、大修、技改和停电过渡中，减少停电过渡时间，快速恢复送电，提升了供电可靠性，有效支撑促进地方经济发展，同时由于没有了湿作业，降低了施工噪音，改进了施工环境，达到了文明施工标准，长远的社会效益显著。
关键词：新型电力设备基础；预制拼装式；变电站应用研究
0引言
随着电力工程发展的需要，对变电站建设周期、工程投资、社会环境提出了更高的要求，传统混凝土湿作业方式制约了电力工程建设的快速发展。电力生产大修、技改工程由于要满足供电可靠性要求，要求缩短停电时间，对工期要求更高。常规基础建设对混凝土有养生周期要求，对大修、技改这种要求工期非常短的项目及不适用。因此，需要寻找一种快速高效的基础建设形式，我们研制开发一种新型的预制拼装式设备基础，该基础根据力学受力分析，预制钢筋混凝模块，现场进行模块化组装，施工更加方便快捷，从而达到提高工效的目的。拼装式基础完全可以高效的完成抢修、停电过渡和冬季施工的要求，对电力系统设备基础建设形式的发展具有积极的意义。
1.技术实现原理
预制拼装式基础的研究是通过对构支架受力的充分了解，以理论力学、材料力学、结构力学为依托，将混凝土与钢筋制作成轻型、便捷、高效的小型构件，来替代现浇混凝土基础，可在抢修、停电过渡、冬季施工过程中发挥它巨大的优势。
技术实现的基本原理是先将传统的基础形式建模，经过测算科学分解成小型构件模块，设计合理的契合连接形式，建立组装模型。通过力学验算和强度试验，充分考虑基础承受构支架安装时作用力，以及基础承受设备自身重以及操作时产生的下压、剪切、倾覆等作用力，使拼装式基础符合运行要求。具体设计方法是将每个基础分成4个基本模块，采用“盒式”预埋铁件，设计了三种不同的螺栓连接方式，铁件通过锚筋预埋在基础模块中，安装完成后进行防腐封堵。设计了找平梁与定位板。找平梁即梁式垫层，通过数根找平梁并排铺设在地基上，形成基础垫层，无需浇筑混凝土垫层，同时达到找平的目的。找平梁铺好后，将定位板置于其上，基础模块与定位板完全吻合即完成定位，施工方便、快捷。
2.预制拼装式基础构造形式确定
2.1设计方案概述：
基础设计充分考虑便于施工要求，设备基础分解成四个预制模块，单体筑块重量轻，筑块内采用钢板螺栓连接装配方式，通过LJ-3的背板开孔固定M20螺栓，埋入基础混凝土，安装时通过钢板连接，螺栓受剪。适用于抢修，过渡及冬季施工，不考虑回填土，混凝土容重为2500kg/m。：
2.2 基础型式及规格：
模块一：尺寸为500*500*600预制混凝土块，单体重为：375kg。
模块二：上部尺寸为500*500*200预制混凝土块，下部尺寸为800*800*300预制混凝土块， 单体重为：605kg。
模块三：尺寸为800*800*400预制混凝土块， 单体重为：640kg。
模块四：尺寸为800*800*400预制混凝土块，单体重为：640kg 。
2.3 预制拼装式基础受力计算
1）基础及支架自重取G=0.5t
2）倾覆弯矩设计值
支架高度取h=3.0m，钢管直径D=250mm，设备迎风面积取0.5m2，设计风速取30m/s，风荷载标准值取 kN/m2，倾覆弯矩设计值：
3）基础自重G1=2.26t
4）抗倾覆稳定验算：
5）螺栓连接强度计算
连接均采用M20螺栓。
LJ-1螺栓受拉，螺栓拉力 （4.8级）
LJ-2、LJ-3螺栓受剪，考虑铁件加工精度，仅計算单个螺栓，螺栓剪力 （4.8级）
6）、使用条件
倾覆弯矩：不大于5.24kN·m（由倾覆控制）
冻深：不大于1.6m。使用前应验算地基承载力及倾覆稳定。
3.关键技术要求
3.1 混凝土预制件技术要求
拼装式基础预制件要达到表面平整，连接件和接口位置精确，应保证预制件的形状、尺寸、预留孔道和强度等级符合技术要求，使用前必须检验，按照国家相关混凝土标准进行检验，混凝土预制件采用后张法，将多个组合件拼装在一起，混凝土的强度等级不应低于C30。
3.2基础受力分析检测要求
先进行基础构件试验，取构件的样本在室内试验室进行压、拉、弯、扭、剪试验，记录数据，筛选出合格构件进行场地实验。场地试验分别在正常静态、荷载组合、破坏性加载状态下进行，记录各状态的压力、剪力、弯矩、倾覆、变形试验数据，对薄弱环节进行加强，调选出最优方案。
3.3拼装式基础安装要求
基槽开挖后，应判断基础部位的地耐力是否符合要求。基坑的几何尺寸及形状应符合规定，基底应平整，混凝土垫层要水平校正，防止不均匀沉降。拼装式基础模块在叠装时，要避免模块磕碰，要保证基础整体平整，部件链接紧密，金属铰链做好防潮密封。
4.拼装式基础技术特点
4.1 现场安装工期短，施工快，减少停电过渡时间。由于拼装式基础在工厂加工制作完毕，运抵现场后，仅需对施工现场的地基稍作处理，即可拼接安装，无需浇捣和养护，大大缩短了基础施工时间。
4.2 使用成本低。由于拼装式基础为工厂化预制，现场拼装，可以重复使用，利用率高，无需每次安装都绑扎钢筋、支模、现场浇注混凝土，从而使摊销费用大大降低。
4.3基础工艺质量高。由于拼装式基础为工厂标准化生产，实现了专业化流水作业，制作、养护条件优越，质量有可靠保证，其构件之间采用高强预应力柔性连接技术，使块与块之间实现无缝隙连接，螺栓定位精准，整体性好，因而产品质量有可靠保证。
4.4重复利用率高。设计时充分考虑重复利用问题，旧基础可以挖出移到别处再利用。把基础设计成通用模式，可用于不同设备的基础，一旦某工程改造，设备基础移位，预制混凝土拼装基础可运至新位置。
4.5基础通用性强。拼装式基础设计在设计之初就考虑基础要有应用的广泛性、安装的简便性、整体的通用性。确定了整体通用，局部多样的原则。针对不同地脚规格的设备支架，制作多种规格上部混凝土模块，安装时根据不同设备要求，只需更换上帽模块即可，下部可直接采用通用基础模块部分。
4.6符合文明施工和环境保护的要求。现场拼装没有噪音、扬尘，对周围居民影响小；产品现场整体拼装，便于施工现场组织施工，较易实现保持施工现场良好的作业环境、卫生环境、工作秩序和规范施工现场的场容，保持作业环境整洁卫生的要求，没有湿作业，不产生建筑垃圾。
4.7推广应用范围广。预制拼装式基础适用于220kV及以下各个等级的变电站开关、刀闸、CT、PT、避雷器、母线桥等设备构、支架基础，可根据构、支架形式和荷载的变换，经过作用力分析，调整拼装式基础模块。预制拼装式基础替代了传统现浇筑施工方法，时效更高，该成果可广泛应用在生产的大修、技改工程；基建的变电站建设工程；事故抢修的应急工程等领域。
5.结语
预制拼装式基础采用单块预制模块化设计，预制钢筋混凝土模块，工厂化加工，根据设备基础需求，对基础模块进行现场拼装，组装成设备基础，满足强度、承载力要求。该新型拼装式基础经过图纸设计、理论测算、模型制作，破坏实验等研发过程，最终形成定型基础，并依托某供电公司生产工程进行推广应用。此项技术的应用，能高效、简便地完成设备基础施工，可广泛应用电力基建、大修、技改和停电过渡中，减少停电过渡时间，快速恢复送电，提升了供电可靠性，有效支撑促进地方经济发展，同时由于没有了湿作业，降低了施工噪音，改进了施工环境，达到了文明施工标准，长远的社会效益显著。