Производство железобетонных изделий для подстанций: технологии и стандарты

При строительстве электрических подстанций используется широкий ассортимент железобетонных изделий (ЖБИ), включая плиты, лежни, блоки, бруски и иные элементы конструкций. Соблюдение стандартов ГОСТ, технических регламентов и эксплуатационных характеристик — необходимое условие, обеспечивающее надёжную и долговечную работу электроэнергетических объектов.

Классификация железобетонных изделий для подстанций

Железобетонные конструкции, применяемые при строительстве подстанций, классифицируются по ряду параметров: конструктивным особенностям, геометрическим формам и способам монтажа. Блочные железобетонные элементы используются при прокладке кабельных магистралей под дорожными коммуникациями и при создании распределительных узлов. Такие конструкции надёжно защищают кабели и оборудование от механических повреждений, химической коррозии, воздействия влаги и неблагоприятных погодных факторов.

Армированные железобетонные бруски применяются при возведении объектов энергетической инфраструктуры. Они универсальны в эксплуатации, подходят для установки как в надземном, так и в подземном положении. Кроме того, при строительстве подстанций используются следующие виды ЖБИ:

• Карнизные панели — сборные конструкции, защищающие стены от разрушительного воздействия внешней среды, продлевающие срок службы подстанционных зданий и сооружений в различных климатических зонах.
• Колонны — вертикальные элементы, равномерно распределяющие нагрузки, повышающие устойчивость и жёсткость каркаса здания.
• Лежневые изделия — Т-образные элементы, используемые в качестве горизонтальных опор для плитных конструкций, укладываемые на уплотнённое основание или подготовленную песчано-щебёночную подушку.
• Фундаментные блоки — конструкции грибовидной формы с трапециевидным основанием и вертикальной стойкой либо стаканного типа с круглым или квадратным сечением, выдерживающие значительные статические и динамические нагрузки.
• Траверсные элементы — устанавливаются в комплексе со стойками, выполняя опорную функцию для крепления изоляторов штыревого и подвесного типа.
• Свайные конструкции — элементы с квадратным сечением и заострённой нижней частью, облегчающей погружение в грунт. Применяются для повышения устойчивости сооружений на слабых и подвижных грунтах. Производятся как универсальные сваи (маркировка «У»), так и специализированные изделия для особых условий эксплуатации.
• Лотковые изделия — конструкции с низкими бортами и технологическими отверстиями, предназначенные для прокладки кабельных трасс и фиксации проводников в заданном положении.
• Площадочные элементы — армированные конструкции для соединения лестничных маршей с уменьшенной шириной, отличающиеся повышенной огнестойкостью.

Нормативные требования к ЖБИ для подстанций согласно ГОСТ

Железобетонные изделия, используемые при строительстве подстанций, должны соответствовать требованиям ГОСТ по прочностным характеристикам, водонепроницаемости, морозостойкости и параметрам арматуры.

• Плитные конструкции изготавливаются из тяжёлого бетона класса прочности не ниже B15 с использованием гранитного щебня в качестве крупнофракционного заполнителя. Показатели морозостойкости варьируются от F100 до F200, водонепроницаемости — от W4 до W6.
• Фундаментные блоки производятся из тяжёлого бетона класса прочности B30, рассчитанного на значительные эксплуатационные нагрузки.
• Лотковые изделия изготавливаются из бетона класса B15–B25 с морозостойкостью до F300. Для повышения прочности конструкции дополнительно армируются термически упрочнённой сталью.
• Площадочные элементы для лестничных конструкций производятся из бетона класса прочности не ниже B15, с морозостойкостью до F300. Усиление осуществляется предварительно напряжённой арматурой с антикоррозионной обработкой.

В зависимости от типа арматуры применяются различные бетонные составы:

• Для изделий с ненапряжённой арматурой — бетон класса B15–B20.
• Для конструкций с предварительно напряжённой арматурой — бетон не ниже класса B20.

Компонентный состав бетона должен строго соответствовать ГОСТ 30108 как по характеристикам заполнителей, так и по применяемым добавкам.

Толщина защитного слоя бетона до арматуры для конструкций, эксплуатируемых на открытом воздухе, должна быть не менее 25 мм, для изделий, устанавливаемых в грунт, — не менее 35 мм. Допустимые отклонения по толщине защитного слоя — от 3 до 15 мм в зависимости от размеров изделия.

К трещиностойкости ЖБИ предъявляются особые требования. Согласно СНиП, конструкции делятся на три категории:

• Первая категория — полное отсутствие трещин.
• Вторая категория — допустимость трещин шириной раскрытия до 0,2 мм при условии оперативного устранения.
• Третья категория — допустимость трещин с длительным раскрытием.

Для повышения трещиностойкости в бетон вводят пластификаторы, уплотняющие добавки и применяют технологии увеличения плотности материала.

Требования к армированию ЖБИ для подстанций

Армирование железобетонных изделий осуществляется стержневой и проволочной арматурой из низкоуглеродистой стали, соединённой контактной сваркой для формирования сеток и пространственных каркасов. Применяются также специальные арматурные стали, соответствующие ГОСТ по следующим параметрам:

• предел текучести;
• временное сопротивление разрыву;
• относительное удлинение;
• ударная вязкость при температуре до -60°C.

Геометрические размеры арматурных стержней должны строго соответствовать ГОСТ по диаметру, величине смещения винтовых выступов, длине и допустимой кривизне (не более 0,6% от длины изделия). На поверхности арматуры не допускаются дефекты:

• закаты и плен;
• трещины раскатного характера;
• рванина металла;
• внутренние напряжённые трещины.

Каждая партия арматуры проходит приёмочный контроль с оформлением протокола испытаний.

Требования к качеству поверхности ЖБИ для подстанций

Качественные характеристики поверхности ЖБИ строго регламентируются ГОСТ. Недопустимо наличие трещин шириной более 0,1 мм (за исключением поперечных микротрещин от технологического обжатия). Изделия с оголённой арматурой запрещены к эксплуатации, если это не предусмотрено проектной документацией.

На поверхности ЖБИ не допускаются:

• жировые загрязнения и следы коррозии;
• наплывы бетона на закладных деталях и монтажных петлях;
• сквозные раковины и сколы.

Все изделия проходят процедуру приёмочного контроля в соответствии с ГОСТ 8829. По результатам испытаний формируется протокол, подтверждающий полное соответствие продукции установленным требованиям.

Точные параметры ЖБИ для подстанций определяются проектной документацией с учётом эксплуатационных условий и фиксируются в маркировке изделий согласно нормативам ГОСТ.