CN101851932A

CN101851932A - 塔状结构物的基础结构

Info

Publication number: CN101851932A
Application number: CN201010157801A
Authority: CN
Inventors: 南阳一; 小野纯二; H-P·弗勒林; C·弗勒林; K·斯特芬斯
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2030-03-31
Also published as: JP4523662B1; CN101851932B; KR20100109458A; KR101689884B1; JP2010236224A

Abstract

本发明提供一种支柱、塔架等塔状结构物的基础结构，其能够实现工期缩短化，特别是在构筑多个塔状结构物时有利。设置与形成塔状结构物的柱脚部件(3)的形状大致一致的形状的埋设筒体(2)，通过浇灌混凝土(4)而构筑混凝土基础(1)。在埋设筒体(2)的上端部形成指向内侧并伸出的基础凸缘部(2a)，以与柱脚部件(3)的下侧的最下部凸缘部(3a)重叠的方式设置，在这些凸缘部(2a、3a)用螺栓、螺母等固定装置将柱脚部件(3)固定到埋设筒体(2)，依次将柱脚部件(3)堆集而构筑塔状结构物。

Description

塔状结构物的基础结构

技术领域

本发明涉及一种如建在地面的支柱、塔架、纪念碑等那样一直建到空中高处的塔状结构物的基础结构。

背景技术

作为建在地面的塔状结构物，有各种塔架、纪念碑、烟囱等各种各样的建筑，作为其中一种，有风力发电用的风车支柱即风车用塔架。在塔架的顶部具备多片螺旋桨翼(叶片)，并且设置有发电机、导流罩，该发电机利用该风车的旋转进行发电，该导流罩是使风车的指向方向与上风一致的旋转机构等的重量物。另外，为了稳定地提高发电效率，必须获得稳定的风，优选尽量将顶部定位在高处。即，在风车塔架中，必须尽量使顶部伸长到高处，并在顶部支撑重量物。

在塔状结构物中，由于上空的风的作用，承受了水平方向的大的负载。因此，在塔状结构物的基础部分，弯矩作为翻转力矩起作用。特别是，在风车用塔架中，由于除了水平方向的负载，还有由风车的叶片的旋转、源于上述旋转机构的风车朝向的改变等，甚至于这些多样的负载的组合，从而存在复杂的负载反复地作用而使风车用塔架翻转的可能性。另外，在日本由地震负载所产生的翻转力矩也很大，因此优选除了能够应对由风所产生的负载还能够应对地震的基础结构。

作为该种基础结构，本申请的申请人提出了如下的塔状结构物的基础结构，其使用了导入预应力的无粘结锚(アンボンドアンカ)(参照专利文献1)。

【专利文献1】日本专利申请特愿2008-232887

发明内容

在上述专利文献1中公开的塔状结构物的基础结构由无粘结锚、纵筋、环箍筋和放射状水平筋构成，该无粘结锚将上述塔状结构物的柱脚部固定并导入预应力；该纵筋在与上述无粘结锚平行的方向配置；该环箍筋分别与上述纵筋接合，在该纵筋的长度方向上以适当间隔配置、形成圆周；该放射状水平筋在上述无粘结锚与上述纵筋相交叉的方向上配置，相对于上述无粘结锚和纵筋、圆周的环箍筋、放射状水平筋通过浇灌混凝土而形成基础部。

若为该种基础结构，由于需要以上述无粘结锚为主体在其周围配置环箍筋、纵筋、放射状水平筋等并浇灌混凝土的工序，因此在施工中需要一定程度的时间。

但是，在风力发电设施中，一般建多个风力发电用塔架，构成所谓的风力田而确保总发电量。这样，由于要建多个风车塔架，因此要面临缩短各基础部的施工所需要的时间的问题。

另外，风车塔架为层叠多个筒状的柱脚部件而建成，采用如下结构：在筒状的端部形成向内侧伸出的凸缘部，在该凸缘部螺栓固定上下柱脚部件而进行连结。

因此，本申请的申请人着眼于具有向内侧伸出的凸缘部的柱脚部件的结构，其目的在于提供一种塔状结构物的基础结构，通过进行简便地施工而实现施工时间的缩短，即使作为风车塔架那样总是发生振动的结构物的基础也能够充分地应对。

一种塔状结构物的基础结构，该塔状结构物的顶部伸长直至空中的高处，通过作用在该顶部以及柱脚部的外力，对该塔状结构物作用至少翻转力矩以及水平力等，在该塔状结构物的基础结构中，筒状的柱脚部件在向该筒状的内侧伸出的凸缘部由固定装置固定并堆集而构成上述柱脚部，其特征在于，该塔状结构物的基础结构包括具有基础凸缘部的埋设筒体，该基础凸缘部适于定位在最下部的上述柱脚部件的最下部凸缘部，在上述基础凸缘部的下方，在不妨碍通过上述固定装置固定上述最下部凸缘部和基础凸缘部的作业的高度，将混凝土浇灌到上述埋设筒体内。

在使上述基础凸缘部露出呈现的状态下将上述埋设筒体埋入到地下，通过浇灌混凝土而构筑混凝土基础。将该埋设筒体的基础凸缘部和位于最下部的柱脚部件的最下部凸缘部用螺栓、螺母等固定装置进行固定。接着，在最下部的柱脚部件上层叠紧上方的柱脚部件。

另外，本发明的第二方面的塔状结构物的基础结构，其特征在于，在上述埋设筒体的上部，从被浇灌的混凝土的上端部大致面对的位置直到下方的适当位置，粘贴有缓冲材料。

在风车塔架那样总是产生振动的塔状结构物的基础中，该振动使混凝土基础也振动。若混凝土基础振动，则在该反复负载的作用下在埋设筒体和混凝土之间产生剥离，或存在在混凝土基础上产生裂纹的可能性。因此，利用上述缓冲材料来缓和产生于塔状结构物的振动向混凝土基础的传递。

另外，本发明的第三方面的塔状结构物的基础结构，其特征在于，在上述埋设筒体的壁体形成通孔，水平筋间隙插入该通孔并呈放射状地配置。

在埋设筒体的内侧也配置混凝土基础的筋的情况下，使筋间隙插入形成于埋设筒体的壁体的通孔并来配置。定位在该水平筋的埋设筒体内的内侧端部在以塔状结构物的柱剖面中心作为中心的圆弧上配置。

根据本发明的塔状结构物的基础结构，由于能够将埋设筒体埋入地下，通过浇灌混凝土进行施工，因此与通过配置筋而构成的基础结构相比，能够缩短施工时间。因此，能够缩短进行构筑如风力田那样的多个柱脚部的施工时的工期，是有利的结构。

另外，根据本发明的第二方面的塔状结构物的基础结构，能够尽量控制在塔状结构物上产生的振动传递到混凝土基础。因此，即使在反复受到负载时，也能够尽量防止在混凝土基础上产生裂纹并能够消除混凝土基础破损等。

另外，根据本发明的第三方面的塔状结构物的基础结构，即使在需要配置筋的情况下，也能够进行简单地施工。

附图说明

【图1】是对本发明的第一实施方式的塔状结构物的基础结构进行说明的概略剖视图。

【图2】是对第一实施方式的塔状结构物的基础结构进行说明的立体图。

【图3】是对本发明的第二实施方式的塔状结构物的基础结构进行说明的概略剖视图。

【图4】是对第二实施方式的塔状结构物的基础结构进行说明的立体图。

【图5】是对本发明的第三实施方式的塔状结构物的基础结构进行说明的概略剖视图。

【图6】是对第三实施方式的塔状结构物的基础结构进行说明的立体图。

【图7】是对第三实施方式的塔状结构物的基础结构进行说明的俯视图。

【图8】是作为适于根据本发明的基础结构而建的塔状结构物之一而例示风车塔架的图。

【附图标记说明】

1混凝土基础

2埋设筒体

2a基础凸缘部

2b螺栓孔

2c基座环

3柱脚部件

3a最下部凸缘部

4混凝土

5混凝土基础

6缓冲材料

7混凝土

10混凝土基础

11通孔

12水平筋

13纵筋

20风车塔架

21柱脚部

22导流罩

23叶片

具体实施方式

以下，根据图示的优选实施方式对本发明的塔状结构物的基础结构进行具体说明。另外，如果该基础结构用于塔状结构物，则虽然能够不拘于结构物的功能等进行利用，但是在本实施方式中，如图8所示，对设置有发电用风车的导流罩等的风车塔架20进行例示说明。

一般的风车塔架20在柱脚部21的顶部设置有导流罩22、叶片23。柱脚部21由多个柱脚部件3堆集而形成，其最下部被固定在混凝土基础。

图1以及图2表示具备本发明的第一实施方式的结构的混凝土基础1。如图2以及图8所示，设置在最下部的上述柱脚部件3层叠在埋设筒体2上。该埋设筒体2形成为与风车塔架的最下部的柱脚部件3连续形状的筒状，若柱脚部件3是圆筒形，则该埋设筒体2也如该图所示，形成为圆筒形。在该埋设筒体2的上端部形成与上述柱脚部件3的下端部的最下部凸缘部3a重叠的基础凸缘部2a。另外，这些凸缘部2a、3a全都指向柱脚部件3和埋设筒体2的内侧，作为突出设置的内侧凸缘。另外，如图2所示，在基础凸缘部2a形成有使未图示的螺栓插通的螺栓孔2b。另外，在柱脚部件3的最下部凸缘部3a也形成有相同的螺栓孔(未图示)，在使凸缘部2a、3a重叠时相吻合。另外，在埋设筒体2的下端部设有圆环状的基座环2c。

如图1所示，将该埋设筒体2设置在应该建风车塔架的位置，通过浇灌混凝土4来构筑混凝土基础1。这时成为埋设筒体2的上端从混凝土基础1的上面突出的状态。若使柱脚部件3的最下部凸缘部3a与该埋设筒体2的基础凸缘部2a重叠，作为固定装置将螺栓插通上述螺栓孔2b并紧固螺母，则柱脚部件3被固定到埋设筒体2。因此，埋设筒体2从混凝土基础1突出的突出量并未对由该螺栓、螺母等固定装置所进行的固定操作造成不便。于是，通过依次堆集柱脚部件而建成风车塔架20。

图3以及图4表示了具备本发明的第二实施方式的结构的混凝土基础5。另外，对于与第一实施方式的基础结构相同的部位，附加了相同的符号。在本实施方式的埋设筒体2的中间部的内外壁面上卷绕并粘贴有橡胶等缓冲材料6。如图3所示，卷绕该缓冲材料6的位置从与混凝土基础5的上面大致一致的位置，根据埋设筒体2的直径设定到适当的位置，并被埋入到混凝土基础5中。例如，在埋设筒体2的外径为4～5m的情况下，卷绕宽度为20～40cm左右的缓冲材料6。另外，该缓冲材料6的宽度、壁厚等根据埋设筒体2的直径、另外根据材质等进行选定，可以在设计时适当地进行设置。

具备该第二实施方式的基础结构的混凝土基础5也在将埋设筒体2设置在规定的位置之后，通过浇灌混凝土7而构筑。这时，上述缓冲材料6定位在比混凝土基础5的表面稍微靠下侧，难于受到气候等影响，因此是优选的。

在具备上述第一实施方式的构造的混凝土基础1中，在风车塔架那样总是产生振动的塔状结构物的情况下，该振动传递到混凝土基础1。因此，反复受到负载，在混凝土基础1的表面的埋设筒体2的周围容易产生裂纹等，长期就会产生损坏的可能性。特别是，在高层的塔状结构物中，由于振幅也变大，因此裂纹的产生变得明显。

然而，在具备第二实施方式的基础结构的混凝土基础5的情况下，在风车塔架产生的振动在缓冲材料6的作用下缓和，在传递到混凝土基础5时衰减。因此，能够抑制在混凝土基础5上产生的裂纹等。

另外，图5～图7表示具备第三实施方式的基础结构的混凝土基础10，表示根据需要必须在埋设筒体2的内侧部分配置筋的情况。另外，对于与第一实施方式或第二实施方式的基础结构相同的部位，附加了相同的符号。在该埋设筒体2的壁体和缓冲材料6上沿着周向形成适当数量的通孔11。如图7所示，在构筑混凝土基础10时，能够使水平筋12间隙插入该通孔11并呈放射状地配置。另外，也能够在该水平筋12的适当位置接合纵筋13。即，在设置埋设筒体2并配置水平筋12、纵筋13等之后，通过浇灌混凝土14而构筑该混凝土基础10。

另外，在图5～图7中，虽然表示了粘贴了缓冲材料6的情况下的水平筋12，但是即使在未粘贴缓冲材料6的上述第一实施方式的混凝土基础1中，也能够通过在埋设筒体2形成通孔11而配置水平筋12。另外，在粘贴了缓冲材料6的构造的情况下，能够在未贯通该缓冲材料6的位置、即图5中用假想线所示的缓冲材料6的下方侧的位置形成通孔11a并配置水平筋12。

根据本发明的塔状结构物的基础结构，由于能够通过设置埋设筒体并浇铸混凝土来构筑混凝土基础，因此有助于工期的大幅缩短，成为对构筑风力田那样很多塔状结构物有利的构造的基础。

Claims

1.一种塔状结构物的基础结构，该塔状结构物的顶部伸长直至空中的高处，通过作用在该顶部以及柱脚部的外力，对该塔状结构物作用至少翻转力矩以及水平力等，在该塔状结构物的基础结构中，筒状的柱脚部件在向该筒状的内侧伸出的凸缘部由固定装置固定并堆集而构成上述柱脚部，其特征在于，

该塔状结构物的基础结构包括具有基础凸缘部的埋设筒体，该基础凸缘部适于定位在最下部的上述柱脚部件的最下部凸缘部，

在上述基础凸缘部的下方，在不妨碍通过上述固定装置固定上述最下部凸缘部和基础凸缘部的作业的高度，将混凝土浇灌到上述埋设筒体内。

2.根据权利要求1所述的塔状结构物的基础结构，其特征在于，在上述埋设筒体的上部，从被浇灌的混凝土的上端部大致面对的位置直到下方的适当位置，粘贴有缓冲材料。

3.根据权利要求1或2所述的塔状结构物的基础结构，其特征在于，在上述埋设筒体的壁体形成通孔，水平筋间隙插入该通孔并呈放射状地配置。