中国葛洲坝集团电力有限责任公司武汉设计院武汉430000
摘要：提高变电站结构设计中的安全性及耐久性主要是为变电站的建设和运行提供安全保障，降低因结构问题导致的事故发生率，提高变电站结构的稳定性，促进坚强电网现代化基础建设的完善和发展。在变电站工程中，变电站结构设计的安全性及耐久性影响因素主要有混凝土质量不过关；温度以及施工技术水平等。主要对策有做好相应的数值计算以及试验，做好安全水准的设计，并做出相应的安全策略，以及以制定的安全水准指标为标准做好定期的检测、维修工作，分析结构中的荷载与配合比等。
关键词：变电站；结构设计；安全性；耐久性
前言
随着社会的不断进步，我国对于电量的需求越来越大，变电站的数量也在不断增多。变电站土建结构中结构的安全性与耐久性对于设计者与使用者来说都是非常重要的，它直接关系到基础设施的投资以及经济与安全的协调。因此，土建结构的安全性与耐久性更应该引起有关设计人员的重视。
1变电站土建结构安全性与耐久性概述
1.1变电站土建结构安全性
1.1.1变电站土建的建构筑物承载能力的安全性
结构安全性是结构防止破坏倒塌的能力，是结构工程最重要的质量指标。结构构件承载能力的安全性相关的因素有两个，一是荷载标准值即承载力的大小；二是荷载分项系数和材料强度分项系数，它们体现了结构构件在给定标准荷载作用下的安全度，数值越大，安全系数就越高。对于建、构筑物的地基基础应加强重视，特别是对工程中的不均匀地基以及软土地基做出处理，一些软弱以及复杂的地基在进行开挖之前必须对其软弱部位做出加固或换填处理，事先制定出高效的处理方案或选用合适的基础型式，使其能够地基满足承载力的需要，减少不均匀沉降，将结构裂缝控制在一个合理的范围内。主变压器不但应对轨距做细部校核，还应该对主变基础和油坑基础做整体地基承载力的校核。设备支架和进出线构架不仅要校核地基承载力，还应对构件间的拉力和杆件间相互的作用做进一步的内力分析，避免拉线间张力过大而导致构件出现裂缝或金具和导线寿命缩短。
1.1.2变电站土建的整体牢固性
整体牢固性是结构出现局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力，结构的整体牢固性主要依靠结构能有良好的延性（延性是指构件或结构屈服以后，具有承载力不降低或基本不降低且有足够塑性变形能力的一种性能）和必要的冗余度（冗余度，就是从安全角度考虑多余的一个量，这个量就是为了保障仪器、设备或某项工作在非正常情况下也能正常运转），可以减轻灾害损失。在变电站中，土建工程的牢固性体现在发生地震、爆炸等灾难或因人为差错导致的灾难后果，变电站的建筑物不出现坍塌，构筑物构支架无大规模的破坏，经过简单的修护可以正常运行。通常在建筑物的局部设置变形缝，加大安全储备和设置多道防线，在设备支架底部与基础相连接的部位设置垫片和防震螺丝等其它加强措施，以增强建筑物整牢固性，避免建筑物在外部强烈扰动的情况下出现大范围倒塌。
1.2变电站土建结构的耐久性
变电站土建结构的耐久性（即在保证不同荷载和周围环境下变电站土建结构能长期使用）与土建结构设计的稳定性（即从局部结构破坏角度出发，避免出现单个构件先行破坏或构件间的不相称破坏，通过对变电站土建结构的延性以及赘余度进行有效控制，使得结构既能抵抗长期作用荷载，对地震以及其他不可预见抗力又能具有一定的安全储备）有直接的关系，同时也与变电站土建结构施工中使用的材料性能、施工质量等有关，例如地下室等有防水要求的混凝土的防渗性能、钢筋混凝土结构中钢筋的保护层厚度、钢结构表面的防腐防火涂层厚度、施工单位的施工质量、采用的建筑装修材料的耐火性能等。
综上，变电站土建结构设计的安全性和耐久性，是变电站土建结构使用寿命和使用安全的重要内在影响因素。除此之外还有外在因素，如混凝土质量、裂缝的产生等。因此，变电站土建结构在设计过程中，需充分考虑到建设地区的环境，如果变电站土建结构建设在较差的环境中，或是不利的环境下，需要在变电站土建结构设计过程中，做一些防护措施。例如在混凝土拌合方面，需要严格依据配合比进行拌合，同时加强混凝土原材料质量，混凝土浇筑完成后，应及时做好养护措施；或者当变电站位于沿海地区、盐渍土地区时，需要对建设环境进行考察和充分考虑，设计中加强防腐防台风措施等。
2变电站土建结构安全性及耐久性的影响因素分析
2.1混凝土质量不过关
由于混凝土的质量检验习惯上以单一强度指标作为衡量标准，导致水泥工业对水泥强度的不适当追求，使水泥细度增加，矿物成分比例提高，这些都不利于混凝土的耐久性。我国对水泥质量的检验在强度上只要求不低于规定的最低的许可值，而国外则同时还要求不高于规定的最高值，如强度超过了也被认为不合格，这种要求还有利水泥产品质量的均匀性。混凝土材料作为土建工程中需要用到的基础材料，如果混凝土的质量不过关，那对变电站工程的整体质量都会造成极大的危害。
2.2结构裂缝的产生
产生裂缝的原因较多，其主要可分为：荷载引起的裂缝、混凝土收缩引起的裂缝、地基变形引起的裂缝、冻胀引起的裂缝、施工材料质量引起的裂缝以及混凝土浇筑过程及养护存在问题引起的裂缝，设计失误（如结构超长而未做措施）引起的裂缝等。这些裂缝的产生，对结构的安全性和耐久性产生一定的影响，需要根据具体情况，经过处理后方可满足结构安全性和耐久性的要求。
2.3施工水平过低
根据我国现有的工程项目招投标体制，高资质中标、低水平施工的现象越发常见，工程层层转包，施工偷工减料，都是引起工程质量不过关的主要因素。同时施工管理体制不成熟，施工人员专业水平较低，施工器具不能物尽其用，工程建设过程缺乏法律约束，都将影响施工质量，导致变电站土建建筑的整体质量得不到保障。
3提高变电站土建结构工程安全性与耐久性的相关措施
3.1提高结构耐久性与安全性的措施
想要有效提高结构的耐久性以及安全性，首先设计人员应当全方面着手，保证结构设计的合理性和安全性，留有适当的安全储备。比如在变电站建筑结构中其通过计算来控制裂缝的宽度能够有效解决钢筋出现腐蚀的问题。然后全面考虑现场环境及使用工况下结构设计中风险性等问题做好安全水准的设计，并要求做好定期的检测、维修工作。
3.2变电站土建工程结构设计的整体思路
设计人员在设计变电站结构时，应当从方位、范围大小、以及建筑、地质的实际情况进行分析考虑。首先从设计变电站结构时的总平面布置以及选址方面入手，避开不利的场地以便于最大程度上降低护坡量、场平、地基处理等工程量。其次在变电站建、构筑物设计时，设计人员应对结构设计具有敬畏之心，做出细致、全面、合理的结构设计，并对工程施工特别需要注意的地方做重点要求及说明。再次为保证施工进度及质量也可采用质量有保证的预制构件、选择成熟可靠的施工工艺的设计等。便于提升变电站土建建筑工程结构的安全性以及耐久性。
结束语
综上所述，在变电站工程中，通过加强土建工程设计阶段的工作和管理，保证土建部分的安全性、牢固性以及耐久性，做好与下一环节的衔接工作，能为变电站的建设及运行提供有效的保证，促进电网更好的完善与发展，打造坚强的电网，为我国社会经济水平全面的提高做出贡献。
参考文献
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