斜拉式加固換流站直流濾波器懸吊鋼構架的方法及鋼構架的製作方法

2023-08-10 08:52:41 2

斜拉式加固換流站直流濾波器懸吊鋼構架的方法及鋼構架的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種斜拉式加固換流站直流濾波器懸吊鋼構架的方法及鋼構架，對現有運行中的換流站直流濾波器懸吊鋼構架的安全性能進行分析評價，根據安全評價在鋼構架頂部設置四對斜拉索，中間斜拉索與中間立柱採用豎向支撐連接並可以有相對滑動，中間兩對斜拉索之間水平受力平衡並互為整體。本發明提出的斜拉式加固措施可以將鋼構架的承載能力提高2.32倍，可大大幅提高換流站直流濾波器懸吊鋼構架的安全性能。避免鋼構架橫梁進一步下撓變形，確保結構不至發生承載失穩倒塌。本發明設計獨特，施工簡單，不對現有結構造成損傷，施工周期短，可應用於換流站直流濾波器懸吊鋼構架的加固工程中。
【專利說明】斜拉式加固換流站直流濾波器懸吊鋼構架的方法及鋼構架
【技術領域】
[0001]本發明涉及換流站鋼結構加固技術，特別是一種斜拉式加固換流站直流濾波器懸吊鋼構架的方法及懸吊鋼構架。
【背景技術】
[0002]換流站位於骨幹聯絡輸電線路的起端和終端，為電力能源的合理調配並保障其快速供給起到了至關重要的作用。直流濾波器為換流站的關鍵電氣設備，其安全穩定運行是確保換流站正常工作的前提。直流濾波器懸吊方式在我國多個換流站採用，即將直流濾波器懸掛於鋼結構橫梁中部，直流濾波器通過絕緣子連接懸掛於鋼結構橫梁上，直流濾波器下端採用彈簧拉線系統將直流濾波器錨固與地面，起到防震減振的目的。鋼構架橫梁通過與門型鋼結構立柱鉸接連接達到荷載傳遞的目的。然而，由於直流濾波器本身結構自重大，承重的鋼結構橫梁中部較易出現垂直向下較大幅度的撓度變形，降低了換流設備的安全性能。對於這一問題，國內外對其加固方法處於空白階段，同時由於換流站的停電周期非常短，一種快捷並不損傷結構本體的加固方法迫在眉睫。

【發明內容】

[0003]本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術空白，提供一種斜拉式加固換流站直流濾波器懸吊鋼構架的方法及鋼構架，提高懸吊鋼構架的承載能力，改善懸吊鋼構架的安全性能，避免懸吊剛構架橫梁下撓變形，防止鋼構架倒塌，提高換流站直流濾波器運行的安全等級，確保換流設備穩定可靠運行
為解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是:一種斜拉式加固換流站直流濾波器懸吊鋼構架的方法，該方法為:
O對換流站直流濾波器懸吊鋼構架的安全性能進行安全評價。對換流站直流濾波器懸吊鋼構架進行安全評價。依據GB/T 50621-2010《鋼結構現場檢測技術標準》和GB50144-2008《工業建築可靠性鑑定標準》，對鋼結構進行外觀檢查、鋼材厚度測量、變形檢測。在前期檢測基礎上，通過有限元力學計算，得出鋼構架的受力狀況，分析鋼結構變形原因，對構件的安全性進行評定。充分結合現場檢測與有限元力學計算，綜合評價斜拉式加固方式是否合理以及提高承載能力的水平等級；
2)根據上述分析評價結果，在換流站直流濾波器懸吊鋼構架左側立柱、中間立柱、右側立柱頂部分別安裝左限位裝置、中限位裝置、右限位裝置；
3)同時在左側立柱、右側立柱以及中間立柱上安裝斜拉索，確保斜拉索和懸吊鋼構架受力均勻:在所述懸吊鋼構架兩根橫梁上各布置兩對斜拉索，每對斜拉索包括兩根斜拉索；將遠離所述中間立柱的兩對斜拉索一端分別固定在兩根橫梁中部，將遠離所述中間立柱的兩對斜拉索另一端分別穿過所述左限位裝置和右限位裝置拉伸到地面上，採用卷揚機配合拉力傳感器進行放線作業，並在斜拉索放線應力與預應力值相同時，將遠離所述中間立柱的兩對斜拉索另一端錨固於地面；將靠近所述中間立柱的斜拉索穿過所述中限位裝置，將靠近所述中間立柱的斜拉索兩端分別與兩根橫梁中部連接。
[0004]遠離中間立柱的兩對斜拉索與水平面之間的夾角均為45°?63°，本發明優選60。。
[0005]所述拉力傳感器固定在遠離所述中間立柱的兩對斜拉索上，所述拉力傳感器距離地面高度為1.5?2m，方便人員操作。
[0006]所述斜拉索直徑為20?35mm，本發明優選20mm，預應力值(即初始應力)為14.6MPa。
[0007]本發明還提供了 一種斜拉式換流站直流濾波器懸吊鋼構架，包括中間立柱、左側立柱和右側立柱，所述中間立柱與所述左側立柱、右側立柱之間各通過一根橫梁固定連接；所述中間立柱、左側立柱和右側立柱頂部均固定有限位裝置；兩根橫梁上設置有三對斜拉索，每對斜拉索包括兩根斜拉索，其中第一對斜拉索穿過所述中間立柱頂部的限位裝置，且所述第一對斜拉索兩端分別與兩根橫梁中部固定連接；第二對斜拉索和第三對斜拉索一端分別與所述中間立柱左側的橫梁和右側橫梁中部固定連接，第二對斜拉索和第三對斜拉索另一端分別穿過所述左側立柱頂部的限位裝置和右側立柱頂部的限位裝置延伸並錨固到地面上；所述左側立柱頂部與所述地面之間的第二對斜拉索、所述右側立柱頂部與所述地面之間的第三對斜拉索與水平面所成夾角〃灼為45°?63° ;所述第二對斜拉索和第三對斜拉索上均固定有拉力傳感器，所述拉力傳感器距離地面高度為1.5?2m。
[0008]所述限位裝置底端固定在懸吊鋼構架立柱的頂部，所述限位裝置上端開設有用於限制所述斜拉索豎向位移的弧形限位凹槽。
[0009]本發明所具有的有益效果為:本發明通過大量的現場實測以及仿真計算分析提出了一種經濟可靠並且施工簡便、不破壞現有結構的換流站直流濾波器懸吊鋼構架加固方法，本發明的方法和懸吊鋼結構可以將鋼構架的承載能力提高2.32倍，大幅提高了換流站直流濾波器懸吊鋼構架的安全性能；有效避免了鋼構架橫梁進一步下撓變形，確保懸吊鋼結構不至發生承載失穩而倒塌；本發明設計獨特，施工周期短，可應用於換流站直流濾波器懸吊鋼構架的加固工程中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為換流站直流濾波器懸吊鋼構架結構示意圖；
圖2為本發明一實施例懸吊鋼構架主視圖；
圖3為本發明一實施例懸吊鋼構架立體結構示意圖；
圖4為本發明一實施例限位裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0011]本發明方法步驟如下:
首先對懸吊鋼構架進行結構分析，確定斜拉式加固方式中鋼絲斜拉索直徑為20mm，鋼絲斜拉索初始應力為14.6MPa。
[0012]加固改造過程中，首先在鋼構架三個立柱頂部安裝槽型豎向限位裝置，斜拉索可以在裝置中滑移，裝置僅限制斜拉索的豎向位移。[0013]左側立柱和右側立柱側的斜拉索一端採用地錨形式錨固於地面，另一端固定於橫梁中部，採用卷揚機並配有拉力傳感器進行放線作業。斜拉索放線應力與計算預應力值相符時將其地面錨固。拉力傳感器的安裝位置距離地面為1.5?2m高度。拉力傳感器可以實時監測加固後纜繩的拉力變換，進而掌握整個鋼構架的受力性能，達到對鋼構架安全監測和預警的目的。
[0014]斜拉索與地面錨固的夾角a為45°?63°，優先選用60°夾角。受力性能好。
[0015]兩根橫梁採用同步對稱方法進行施工。即由兩個外側立柱向中間立柱方向進行對稱施工，確保斜拉索和鋼結構受力均勻。加固後的鋼構架如圖2和3所示。
[0016]如圖2和圖3所示，本發明的懸吊鋼構架包括中間立柱1、左側立柱2和右側立柱3，所述中間立柱I與所述左側立柱2、右側立柱3之間各通過一根橫梁4固定連接；所述中間立柱1、左側立柱2和右側立柱3頂部均固定有限位裝置；兩根橫梁4上設置有三對斜拉索5，6，每對斜拉索包括兩根斜拉索，其中第一對斜拉索5穿過所述中間立柱I頂部的限位裝置，且所述第一對斜拉索5兩端分別與兩根橫梁4中部固定連接；第二對斜拉索6和第三對斜拉索9 一端分別與所述中間立柱I左側的橫梁4和右側橫梁4中部固定連接，第二對斜拉索6和第三對斜拉索9另一端分別穿過所述左側立柱2頂部的限位裝置和右側立柱3頂部的限位裝置延伸並錨固到地面上；所述左側立柱2頂部與所述地面之間的第二對斜拉索
6、所述右側立柱2頂部與所述地面之間的第三對斜拉索9與水平面所成夾角α均為45°?63° ;所述第二對斜拉索6和第三對斜拉索上均固定有拉力傳感器7，所述拉力傳感器7距離地面高度為1.5?2m。
[0017]如圖4所示，限位裝置底端固定在立柱的頂部，限位裝置上端開設有用於限制所述斜拉索豎向位移的弧形限位凹槽8。
【權利要求】
1.一種斜拉式加固換流站直流濾波器懸吊鋼構架的方法，換流站直流濾波器懸吊鋼構架包括左側立柱、中間立柱、右側立柱，所述左側立柱與所述中間立柱、所述右側立柱與所述中間立柱均通過橫梁連接；其特徵在於，該方法為: 1)對換流站直流濾波器懸吊鋼構架的安全性能進行安全評價； 2)根據上述分析評價結果，在所述左側立柱、中間立柱、右側立柱頂部分別安裝左限位裝置、中限位裝置、右限位裝置； 3)同時在左側立柱、右側立柱以及中間立柱上安裝斜拉索，確保斜拉索和懸吊鋼構架受力均勻:在所述懸吊鋼構架兩根橫梁上布置三對斜拉索，每對斜拉索包括兩根斜拉索；將遠離所述中間立柱的兩對斜拉索一端分別固定在兩根橫梁中部，將遠離所述中間立柱的兩對斜拉索另一端分別跨過所述左限位裝置和右限位裝置拉伸到地面上，採用卷揚機配合拉力傳感器進行放線作業，並在斜拉索放線應力與預應力值相同時，將遠離所述中間立柱的兩對斜拉索另一端錨固於地面；將靠近所述中間立柱的斜拉索穿過所述中限位裝置，將靠近所述中間立柱的斜拉索兩端分別與兩根橫梁中部連接。
2.根據權利要求1所述的斜拉式加固換流站直流濾波器懸吊鋼構架的方法，其特徵在於，遠離所述中間立柱的兩對斜拉索與水平面之間的夾角均為45°~63°。
3.根據權利要求2所述的斜拉式加固換流站直流濾波器懸吊鋼構架的方法，其特徵在於，所述夾角為60°。
4.根據權利要求1至3之一所述的斜拉式加固換流站直流濾波器懸吊鋼構架的方法，其特徵在於，所述拉力傳感器固定在遠離所述中間立柱的兩對斜拉索上，所述拉力傳感器距離地面高度為1.5~2m。
5.根據權利要求4所述的斜拉式加固換流站直流濾波器懸吊鋼構架的方法，其特徵在於，所述斜拉索直徑為20~35mm。
6.根據權利要求5所述的斜拉式加固換流站直流濾波器懸吊鋼構架的方法，其特徵在於，所述斜拉索預應力值為14.6MPa。
7.一種斜拉式換流站直流濾波器懸吊鋼構架，包括中間立柱(I)、左側立柱(2)和右側立柱(3)，所述中間立柱(I)與所述左側立柱(2)、右側立柱(3)之間各通過一根橫梁(4)固定連接； 其特徵在於，所述中間立柱(I)、左側立柱(2)和右側立柱(3)頂部均固定有限位裝置；兩根橫梁(4)上設置有三對斜拉索(5，6)，每對斜拉索包括兩根斜拉索，其中第一對斜拉索(5)穿過所述中間立柱(I)頂部的限位裝置，且所述第一對斜拉索(5)兩端分別與兩根橫梁(4)中部固定連接；第二對斜拉索(6)和第三對斜拉索(9) 一端分別與所述中間立柱(I)左側的橫梁(4)和右側橫梁(4)中部固定連接，第二對斜拉索(6)和第三對斜拉索(9)另一端分別穿過所述左側立柱(2)頂部的限位裝置和右側立柱(3)頂部的限位裝置延伸並錨固到地面上；所述左側立柱(2)頂部與所述地面之間的第二對斜拉索(6)、所述右側立柱(2)頂部與所述地面之間的第三對斜拉索(9)與水平面所成夾角α均為45°~63° ;所述第二對斜拉索(6)和第三對斜拉索上均固定有拉力傳感器(7)，所述拉力傳感器(7)距離地面高度為1.5~2m。
8.根據權利要求7所述的斜拉式換流站直流濾波器懸吊鋼構架，其特徵在於，所述夾角β為60°。
9.根據權利要求7或8所述的斜拉式換流站直流濾波器懸吊鋼構架，其特徵在於，所述斜拉索直徑為20~35mm。
10.根據權利要求9所述的斜拉式換流站直流濾波器懸吊鋼構架，其特徵在於，所述限位裝置底端固定在懸吊鋼構架立柱的頂部，所述限位裝置上端開設有用於限制所述斜拉索豎向位移的弧形限位凹槽(8)。`
【文檔編號】E04H12/16GK103485540SQ201310448535
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2013年9月27日
【發明者】歐陽克儉, 龍毅, 黃橋生, 彭碧草, 謝國勝 申請人:國家電網公司, 國網湖南省電力公司電力科學研究院, 湖南省湘電鍋爐壓力容器檢驗中心有限公司