随着土耳其扩大低碳发电能力，卡赞联合循环电厂（CCPP）需要能够快速建造、符合电网要求的输电与变电设施。这些设施必须在严格的进度计划下完成，同时确保安全、抗震性能和长期维护便利性。本案例介绍了一套845吨钢管桁架结构系统的结构概念、工程方法和施工流程，该系统用于支撑高压设备、电缆走向和控制基础设施。项目于2024年12月完工，结构体系具有清晰的受力路径、优异的抗扭刚度和未来扩展能力，确保卡赞电厂能够安全、可靠地向电网输电，降低停电风险。

项目概况

项目背景与目标

卡赞CCPP采用高效燃气轮机与余热回收系统相结合，以确保稳定供电。为实现与电网的可靠并网，业主要求输电与变电设施具备：

• 高刚度，用于支撑重型电气设备（变压器、反应器、GIS/AIS设备、母线管等）。
• 符合土耳其及EN/IEC标准的抗震与抗风性能。
• 高效电缆管理系统，采用长跨电缆桥架与多层托架。
• 快速安装施工，满足调试时间要求，降低停电风险。
• 低生命周期成本，具备防腐保护、检修通道和可更换部件。

结构概念：钢管桁架结构

本项目采用模块化钢管桁架体系。闭合截面主弦杆（圆管或方管）与细网腹杆组合，形成轻质高刚度框架，特别适用于变压器及母线区域。

为何选择钢管桁架结构应用于输电与变电设施？

• 扭转刚度与振动控制：钢管桁架在不对称荷载及短路力下具备优异的抗扭性能。
• 大跨结构：可跨越电气设备与电缆通道，减少基础数量。
• 节点紧凑：采用高效K型/N型焊接节点，简化结构连接并便于检查。
• 美观与可维护性：整洁的线条、集成走道、可拆卸钢格栅便于运维。

输电与变电设施工程范围

• 高压钢构架与设备支撑：包括进出线构架、断路器支撑、CT/VT支架、避雷器支架及母线支座。
• GIS/AIS设备间：设备间钢结构框架，配有吊梁及预埋板。
• 电缆桥架系统：长跨桁架式走道，多层托盘支架及穿墙密封接口。
• 控制与继电保护楼架：电气控制楼钢框架，包含夹层、设备间及HVAC平台。
• 安全与通道：楼梯塔、扶手、防护板、踏脚板及防滑平台。
• 接地与防雷接口：与E&I协调设置焊接接地耳与检测点。

设计规范与标准

• 结构：EN1990/1991/1993/1090，依据现场条件进行地震与风荷校核。
• 电气接口：依据IEC标准及项目E&I规范确定安全间距及短路荷载。
• 适用性：控制挠度以保护电缆与设备对准精度。
• 疲劳与动力：考虑变压器振动与开关操作引起的动态荷载。

材料、制造与防腐

• 采用S355/S420等结构钢，材料可追溯。
• 焊接工艺：通过WPS/PQR认证；NDT检测覆盖关键焊缝。
• 表面处理：Sa2.5喷砂，热浸镀锌+面漆体系，满足C4–C5腐蚀环境。
• 螺栓连接：EN14399预拉力螺栓，扭矩检查记录完整。

基础与界面

采用铰接底板与混凝土基础连接，减少弯矩。预埋锚栓位置与钢节点提前协调，设置伸缩缝与柔性连接，避免载荷传递。

安装策略与施工顺序

为按期完成（2024年12月），采用模块化安装方式：

1. 预装配：在地面预拼桁架与楼梯单元。
2. 吊装：移动吊车进行高精度吊装，控制桁架尾部翻转。
3. 螺栓与焊接：临时支撑校正后终拧。
4. 电缆托盘安装：在带电前完成所有托盘层级布置。
5. 检查交付：联合验收并确认焊缝、防腐、竣工测量。

安全与维护

• 通道布置：楼梯塔避开强电磁区域；平台排水防滑。
• 防坠措施：设置安全绳锚点、扶手与踢脚板。
• 许可与隔离：热作控制及安全工作票流程。
• 检查路径：保证设备周边360°可达。

电缆管理与电磁兼容

钢制电缆桥架分离动力、控制及光纤线路。高刚度控制变形，接地耳设置确保电气连续性。

质量保证与调试支持

质量文件包括材料证书、焊缝检测报告、防腐厚度记录及扭矩检测。调试前联合检查接地连续性与空间净距。

可持续性与全寿命价值

采用钢管桁架方案，在降低用钢量的同时保证结构刚度。热浸镀锌和涂层系统延长防腐寿命，部件可更换且全可回收。

成果与表现

• 按期完工：2024年12月与机组投运同步。
• 运行可靠：高刚度支撑减少维护频率。
• 可扩展性：预留接口便于增加馈线与设备。
• 业主收益：安全、美观、维护便捷的钢结构体系。

经验总结

1. 提前协调钢结构与E&I接口显著减少返工。
2. 模块化预制提升工期效率与质量。
3. 安全通道融入设计阶段，降低运维风险。

运维建议

• 每年检查涂层与焊缝节点腐蚀情况。
• 首年热循环后抽检高强螺栓扭矩。
• 检查伸缩缝处接地跨接线可靠性。

常见问题

问1：为何选择钢管桁架结构？

因其重量轻、刚度高，适用于高压电气支撑。

问2：如何控制地震与风载？

按EN标准与土耳其规范进行结构分析与验算。

问3：户外采用何种防腐体系？

热浸镀锌加兼容面漆，确保长效防护。

问4：系统可否扩展？

是的，模块化布置允许后续增加馈线或设备。

问5：交付文件包含哪些？

材料证书、焊缝NDT报告、防腐厚度、扭矩记录及竣工图纸。

结论

卡赞CCPP输电与变电设施展示了845吨钢管桁架结构如何在紧凑空间中实现高刚度、快速安装与长期可维护性，保障电厂可靠供电数十年。