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摘要:[目的] 超高大跨度结构在电力行业应用越来越多，其结构选型对工艺适应性及安全经济性意义重大。[方法] 通过±1 100 kV昌吉换流站直流场工程实例，介绍了超高大跨不规则特高压户内直流场结构选型过程。根据户内直流场工艺布置及荷载特点，详细阐述了该户内直流场采用空间管桁架结构方案技术优势、结构布置特点及工艺适应性，介绍该户内直流场结构整体计算及主要构件的设计计算结果，并同网架方案进行了技术经济对比分析，展望了空间管桁架结构在超高大跨度不规则电力建筑中的应用前景和注意事项。[结果] 对比分析结果表明：空间管桁架结构为空间自稳定系统，结构安全性好，工艺适应性强，加工安装方便，造型美观简洁。[结论] 对于超高大跨度电力建筑可以优先考虑选用空间管桁架结构方案。
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关键词:
- ±1 100 kV换流站 /
- 户内直流场 /
- 空间管桁架 /
- 超高大跨不规则电力建筑 /
Abstract:[Introduction] High big-span irregular structures are increasingly used in the power industry, and their structural selection is of great significance to process adaptability, structure safety and economy.[Method] Through±1 100 kV Changji DC Converter Station project, space tubular truss structure was introduced to be used in the indoor DC Hall structure design, which is a high big-span irregular electric structure. According to the electrical process layout and its loadings. This paper gave the process how to select the space tubular truss structural form, the structure characteristics and its technology advantages; the structure integral calculation and key component design calculation results were shown in the design; after comparing with the lattice grid structure form both in technical and economic aspect, prospects of using space tubular truss structure in high big-span irregular electric structures and its key matters in design was discussed.[Result] Analysis shows that the space tubular truss structure is a space self-stabilizing system with good structural safety, strong process adaptability, convenient processing and installation, simple and beautiful.[Conclusion] The space tubular truss structure will be a preferred choice for the design of high big-span irregular electric structures in the future. -
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图 1 户内直流场在换流站内平面位置示意图
Figure 1. The position diagram of indoor DC hall in the converter station
表 1 自振周期表
Table 1
Structural vibration period 振型 周期/s 振型类别 周期比 第二振型 0.975 6 Y方向平动 — 第三振型 0.851 7 X方向平动 0.777<0.9 第四振型 0.758 3 扭转振型 — 
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表 2 桁架柱顶侧向变形汇总[2]
Table 2
Truss column top lateral deformation 荷载与作用 柱顶侧向位移umax/mm 
是否满足≤1/250 WX 97.5 1/431 满足 WY 75.4 1/584 满足 EX 16 1/2 750 满足 EY 37 1/1 135 满足
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表 3 结构方案造价对比
Table 3
Different structure cost comparison 结构方案 钢柱及支撑/(kg·m-2) 屋架/(kg·m-2) 单价/(元·t-1) 合计/(元·m-2) 相对值/% 管桁架方案 110 60 7 000 1 190 105 网架方案 120 55 6 500 1 137.5 100
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表 4 结构方案技术对比
Table 4
Different structure technique comparison 方案 管桁架方案 网架方案 安全性 在超高，超大跨度单层建筑结构中应用较多，技术成熟，方案可行，结构安全可靠。 在大跨度，平面规则建筑中应用较多，技术成熟，方案可行，结构安全可靠。 工艺适用性 管桁架每榀横向受力体系类似门式刚架，跨度和柱距布置灵活，利用转换梁可以实现局部抽柱；屋架梁可以根据弯矩要求高度可调，建筑内部净空较好，且具备较好的屋架承载力，可以承受一定的设备吊载。 网架网格布置规则，要求平面尽量规整统一，对于局部抽柱、柱距变化及跨度变化位置节点处理较为复杂；大跨度网架的矢高较大，建筑内部净空较差，且屋架的承受吊重有限。 加工安装难易 管桁架梁柱根据运输吊装分段要求采用相贯焊缝工厂焊接，现场可以类似平面钢屋架进行分榀吊装，加工和吊装难度较小，安装风险较小[6]。 网架结构需现场采用高空拼接或者地面拼装整体提升施工方法，现场安装难度较大，对于超高大跨结构而言，现场存在一定的风险因素[7]。 经济性 造价比网架结构高5%左右。 造价稍低。
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