本发明涉及电力基础施工技术领域，具体涉及一种钢-混凝土组合预制装配式主变基础结构。
背景技术：
为缩短变电工程建设周期，提高工程施工效率及质量，国家电网公司大力推行《智能变电站模块化建设施工图通用设计》，但是其中的主变基础设计仍然是采用现浇钢筋混凝土梁板式基础，且目前主流的主变基础也是采用钢筋混凝土梁板式基础，此类基础不仅存在施工工序复杂、施工周期长、施工质量难以控制等缺点，而且不符合国网公司的“两型一化”建设要求。目前装配式主变基础领域也有部分研究成果，但在在当前的研究成果中采用的依然是装配式钢筋混凝土结构基础，此类基础存在如下缺点：
1.为防止基础剪切破坏常将基础地板设计较厚，且为防止基础不均匀沉降常将基础地板设计为一个整体，导致主变基础地板自重极大，需选择大型起重机械吊运，这在狭小的变电站内难以正常施工。
2.由于混凝土的比强度较低，导致主变基础的自重远大于主变自重，这对地基承载力提出了较高要求，当地基承载力难以达到要求时则需大面积地基处理，进一步增加了工程造价。
3.若远期主变需增容改造，钢筋混凝土主变基础只能拆除，无法回收使用。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提供本发明针对现有主变基础型式的缺点提出了一种钢-混凝土组合预制装配式主变基础结构，进一步减轻了主变基础的重量及各个安装构件的重量，大大降低了运输、吊装的施工难度，实现现场临时作业，安装过程工序简单，施工便捷，主变基础安装完成后无需养护即可进行主变吊装就位，大大缩短了主变基础设计、施工、养护的时间，缩短了工程建设周期。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种钢-混凝土组合预制装配式主变基础结构，包括预制混凝土大板基础和一体化钢梁柱，两块所述预制混凝土大板基础通过相对设置的内侧边台阶状卡接部拼合成一体板状结构，并通过分别沿预制混凝土大板基础宽度方向贯穿两块所述预制混凝土大板基础的多组连接组件连接定位；所述一体化钢梁柱设在所述预制混凝土大板基础的安装凸台上。
进一步地，所述卡接部为沿预制混凝土大板基础长度方向的单层台阶状结构，且所述卡接部的顶部还设有连接凸台。
进一步地，所述连接组件包括中间连接组件和侧边连接组件，中间连接组件和侧边连接组件平行设置；多个所述中间连接组件和侧边连接组件均沿所述预制混凝土大板基础长度方向均匀分布设置。
进一步地，所述中间连接组件包括连接螺栓一、承压钢板一和紧固螺母，所述连接螺栓一沿所述预制混凝土大板基础宽度方向贯穿两个拼合的连接凸台，所述承压钢板一设在所述连接凸台的预留螺栓孔的孔口处，且所述连接螺栓一两端分别从所述连接凸台两外侧边的承压钢板一穿出后并向外延伸，并通过紧固螺母实现连个所述连接凸台的紧密贴合。
进一步地，所述侧边连接组件包括连接螺栓二、承压钢板二和紧固螺母，所述连接螺栓二沿所述预制混凝土大板基础宽度方向贯穿两个所述安装凸台，所述承压钢板二设在所述安装凸台外侧边的预留螺栓孔的孔口处，且所述连接螺栓二两端分别从所述安装凸台的所述承压钢板二两外侧边穿出后并向外延伸，并通过紧固螺母实现所述安装凸台的侧边紧密贴合。
进一步地，所述连接螺栓一和连接螺栓二为弧形杆状结构，且分别横穿过所述卡接部的两个纵向错位贴合面。
进一步地，所述一体化钢梁柱的承受集中荷载部位还设有加劲肋。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明在本发明中各构件均可实现工厂预制，可实现制作流程及工艺的标准化，能够保证各构件的其制作质量及强度，因此各构件的尺寸及重量在设计时安全裕度可进一步降低，达到节约材料的效果；工厂化的批量生产也可进一步降低制作成本。
2、本发明安装凸台的设计可在减少主变基础底板厚度的同时有效防止主变基础地板的剪切破坏；且将主变基础底板划分为由连接组件连接的两块底板(也可更多)，减轻了主变基础底板的构件质量。
3、本发明通过一体化刚梁柱替代了笨重的主变支墩，进一步减轻了主变基础的自重，可使主变基础对地基承载力的要求大大降低，提高了主变基础的适用范围；而且一体化刚梁柱在主变增容改造后依然可拆除移至其他站内使用，可实现循环使用。
4、本发明中主变基础最大构件质量较现有技术相比大大降低，极大地方便了运输及吊装设备的选择，降低了施工难度。
5、本发明主变基础施工现场仅负责吊运安装，安装时各构件均采用螺栓连接，实现现场临时作业，安装过程工序简单，施工便捷，主变基础安装完成后无需养护即可进行主变吊装就位，大大缩短了主变基础设计、施工、养护的时间，缩短了工程建设周期；
6、本发明的结构简单，安装操作便捷，经济实用，设计合理，结构紧凑，适合推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明预制混凝土大板基础示意图；
图3为本发明预制混凝土大板基础剖面图；
图4为本实用一体化钢梁柱示意图；
图中标号说明：1、预制混凝土大板基础；11、卡接部；111、连接凸台；12、安装凸台；2、一体化刚梁柱；21、加劲肋；3、连接组件；31、中间连接组件；311、连接螺栓一；312、承压钢板一；32、侧边连接组件；321、连接螺栓二；322、承压钢板二；101、预留螺栓孔；40、紧固螺母；50、安装螺母。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
结合附图1、图2、图3和图4，对本发明作进一步地说明：
一种钢-混凝土组合预制装配式主变基础结构，包括预制混凝土大板基础1和一体化钢梁柱2，两块所述预制混凝土大板基础1通过相对设置的内侧边台阶状卡接部11拼合成一体板状结构，并通过分别沿预制混凝土大板基础1宽度方向贯穿两块所述预制混凝土大板基础1的多组连接组件3连接定位；所述一体化钢梁柱2设在所述预制混凝土大板基础1的安装凸台12上。预制混凝土大板基础1有两块，每块侧面预留上下两层预留螺栓孔101若干，顶面预留定位螺栓若干；待预制混凝土大板基础1现场吊装就位后，沿着预留螺栓孔101穿入高强连接螺栓，通过不断紧固高强螺母使两块预制混凝土大板基础1连接成为一个整体。当预制混凝土大板基础1安装完成后，就位安装一体化钢梁柱2，一体化钢梁柱2通过定位螺栓和螺母连接固定在预制混凝土大板基础1上。
所述卡接部11为沿预制混凝土大板基础1长度方向的单层台阶状结构，且所述卡接部11的顶部还设有连接凸台111。预制混凝土大板基础1侧面采用阶梯式设计，两块预制混凝土大板基础1的拼装对准时更加准确快捷。
所述连接组件3包括中间连接组件31和侧边连接组件32，中间连接组件31和侧边连接组件32上下平行设置；多个所述中间连接组件31和侧边连接组件32均沿所述预制混凝土大板基础1长度方向均匀分布设置。
所述中间连接组件31包括连接螺栓一311、承压钢板一312和紧固螺母40，所述连接螺栓一311沿所述预制混凝土大板基础1宽度方向贯穿两个拼合的连接凸台111，所述承压钢板一312设在所述连接凸台111的预留螺栓孔101的孔口处，且所述连接螺栓一311两端分别从所述连接凸台111两外侧边的承压钢板一312穿出后并向外延伸，并通过紧固螺母40实现连个所述连接凸台111的紧密贴合。
所述侧边连接组件32包括连接螺栓二321、承压钢板二322和紧固螺母40，所述连接螺栓二321沿所述预制混凝土大板基础1宽度方向贯穿两个所述安装凸台12，所述承压钢板二322设在所述安装凸台12外侧边的预留螺栓孔101的孔口处，且所述连接螺栓二321两端分别从所述安装凸台12的所述承压钢板二322两外侧边穿出后并向外延伸，并通过紧固螺母40实现所述安装凸台12的侧边紧密贴合。
所述连接螺栓一311和连接螺栓二321为弧形杆状结构，且分别横穿过所述卡接部11的两个纵向错位贴合面；大大减小了连接螺栓一311和连接螺栓二321的中间连接处的由于两个个混凝土大板基础连接产生的纵向剪切力，结构更加安全可靠。
所述一体化钢梁柱2由成品h型钢工厂内焊接而成，根据主变尺寸在主要承受集中荷载部位连接加劲肋21。待一体化钢梁柱2安装完成后，通过焊接将主变设备连接固定在本发明上。
本发明将混凝土大板基础分隔成两块预制混凝土大板，以此减轻单个构件的重量，便于运输吊装。吊装就位后，采用上下两层高强连接螺栓及螺母将两块预制混凝土大板组合成一个整体，两构件间的拉、压应力通过高强连接螺栓及螺母传递。为防止螺栓处混凝土局部压碎，在预留螺栓孔的孔口处预埋承压钢板。
待各构件运输到安装现场后，具体安装方法如下：
1、将两块预制混凝土大板基础沿着侧面阶梯状断面完成拼接就位后，向预留螺栓孔内注入适量环氧树脂结构胶；注浆过程仅需注浆软管一条，无需专业注浆工具，进一步降低施工难度，提高安装效率。
2、沿着预留螺栓孔依次穿入高强连接螺栓一和连接螺栓二，通过不断紧固螺母完成两块预制混凝土大板基础的连接；在紧固螺母时应自承压钢板中间向两侧依次对称紧固，以保证两侧的应力传递均匀；且环氧树脂结构胶的使用防止了由于高强螺栓松弛及螺杆由于长期徐变引起的应力松弛。
3、将两块一体化钢梁柱依次对准定位在大板基础上的安装凸台上，通过安装螺母完成连接；本发明中构件主要采用螺栓连接，现场安装简单快捷。
4、采用c20速凝混凝土对裸露螺栓及螺杆浇筑50mm厚混凝土保护帽。
5、对混凝土保护帽养护24h后，即完成本发明所述钢-混凝土组合预制装配式主变基础结构施工的全部过程，进入后续主变油坑施工、主变吊运安装等工序；主变设备通过焊接与主变基础连接。
综上所述，本发明在本发明中各构件均可实现工厂预制，可实现制作流程及工艺的标准化，能够保证各构件的其制作质量及强度，因此各构件的尺寸及重量在设计时安全裕度可进一步降低，达到节约材料的效果；工厂化的批量生产也可进一步降低制作成本；通过安装凸台的设计可在减少主变基础底板厚度的同时有效防止主变基础地板的剪切破坏；且将主变基础底板划分为由连接组件连接的两块底板(也可更多)，减轻了主变基础底板的构件质量；通过一体化刚梁柱替代了笨重的主变支墩，进一步减轻了主变基础的自重，可使主变基础对地基承载力的要求大大降低，提高了主变基础的适用范围；而且一体化刚梁柱在主变增容改造后依然可拆除移至其他站内使用，可实现循环使用；主变基础最大构件质量较现有技术相比大大降低，极大地方便了运输及吊装设备的选择，降低了施工难度；本发明主变基础施工现场仅负责吊运安装，安装时各构件均采用螺栓连接，实现现场临时作业，安装过程工序简单，施工便捷，主变基础安装完成后无需养护即可进行主变吊装就位，大大缩短了主变基础设计、施工、养护的时间，缩短了工程建设周期。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。