CN102383439B - 风化岩地基上风力发电机的法兰锚杆基础 - Google Patents
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Abstract
风化岩地基上风力发电机的法兰锚杆基础涉及一种风力发电机的基础，更具体地说，是涉及一种位于风化岩地基上风力发电机的法兰锚杆基础的结构改进。本发明的风力发电机基础具有钢筋用量少、占地面积小、混凝土灌注量少、基础强度高、抗拔抗剪能力强的特点。本发明包括一位于风机筒体下方的风机法兰，该风机法兰与上法兰通过螺栓连接，所述的上法兰的外缘同连接筒的上部相接，其结构要点是：所述连接筒的下部焊接在下法兰上，该下法兰外缘的直径大于上法兰的外缘直径，所述的下法兰下方、位于一大于所述上法兰外缘直径和一小于所述上法兰外缘直径的圆周上分别匀布有长螺杆，所述长螺杆的底部设置有至少两个挂板。
Description
技术领域
本发明涉及一种风力发电机的基础，更具体地说，是涉及一种位于风化岩地基上风力发电机的法兰锚杆基础的结构改进。
背景技术
风电，即风能发电或者风力发电的简称，风力发电是风能利用的重要形式；风能是一种取之不尽用之不竭、可再生的绿色环保型能源。因此，大力发展风能利用是世界各国的战略选择，据统计2010年末中国风电装机容量跃居世界第一。
然而，风力发电机组根据不同的地质条件，装机时采用的基础也有所不同。现有技术中，最常见的一种岩石地质条件下的风力发电机基础（见图1），是由带有螺栓孔的风机法兰和下筒体构成；以85m、2000kw的风力发电机为例，其风机法兰应具有196个螺栓孔，使风机筒体的风机法兰固定在上法兰上。为使上述风力发电机达到架设要求，须在下筒体周围用混凝土固定，实际中要使用330立方米、33吨的混凝土，占地面积：直径16米。
又如，中国专利号为200820014059.6公开了一种岩石地基上风力发电塔架基础锚桩结构的发明专利，该专利在与混凝土垫层对应的地表下岩石层沿竖直方向和斜向均设置有钢筋骨架，钢筋骨架与地表下岩石层之间灌充有混凝土形成垂直锚桩和斜向锚桩，垂直锚桩和斜向锚桩下部位于微风化岩石层内，所述的钢筋架上部位于混凝土基础内且与混凝土基础内钢筋编织成钢筋网架，斜向锚桩位于一个圆锥面上且斜向锚桩下端位于垂直锚桩外侧。其存在的缺点是：力的传递不简洁，混凝土和钢筋消耗量大。
发明内容
本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种风化岩地基上风力发电机的法兰锚杆基础，该风力发电机基础具有钢筋用量少、占地面积小、混凝土灌注量少、基础强度高、抗拔抗剪能力强的特点。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
本发明包括一位于风机筒体下方的风机法兰，该风机法兰与上法兰通过螺栓连接，所述的上法兰的外缘同连接筒的上部相接，其结构要点是：所述连接筒的下部焊接在下法兰上，该下法兰外缘的直径大于上法兰的外缘直径，所述的下法兰下方、位于一大于所述上法兰外缘直径和一小于所述上法兰外缘直径的圆周上分别匀布有长螺杆，所述长螺杆的底部设置有至少两个挂板。
进一步地，所述的长螺杆穿过下法兰上的长螺杆螺栓孔设置在下法兰的下方，所述长螺杆的一端带有丝扣和螺帽。
更进一步地，所述的长螺杆螺栓孔位于一大于所述上法兰外缘直径的大圆周上或一小于所述上法兰外缘直径的小圆周上；大圆周上的长螺杆螺栓孔同小圆周上的长螺杆螺栓孔与共同圆心呈三点一线，或者大圆周上的长螺杆螺栓孔与小圆周上的长螺杆螺栓孔呈交错分布。
所述的挂板为长方体钢板，通过轴设置在长螺杆的底部，轴偏心。
所述的长螺杆是由钢筋制成。
作为本发明的一种优选方案，所述的连接筒与下法兰的焊接位置位于下法兰圆环中部。
所述的风机筒体为85m高、2000kw的风力发电机组的风机筒体。
作为本发明的一种改进，所述的长螺杆螺栓孔为60个，相应地长螺杆也为60个。
作为本发明的另一种改进，所述上法兰的圆环的环宽为：150mm，所述下法兰的圆环的环宽为：400mm；所述连接筒的直径为5m，高度为0.5m，其露出地的高度为0.2m。
本发明的有益效果：本发明具有钢筋用量少、占地面积小、混凝土灌注量少、基础强度高、抗拔抗剪能力强的特点。并且，本发明通过两个法兰上法兰和下法兰连接60个锚杆，力的传递简洁可靠。另外，由于长螺杆底部轴上的挂板，结合施工时的扩大圆柱体，极大地提高了基础的强度和抗拔抗剪能力。
| 现有技术一 | 本发明 | |
| 混凝土（立方米） | 330 | 10 |
| 钢材（吨） | 31 | 8 |
| 基础直径（米） | 16 | 5.3 |
附图说明
图1是现有技术中最常见的一种岩石地质条件下的风力发电机基础的结构示意图。
图2是本发明的结构示意图。
图3是本发明下法兰的俯视图。
其中，1为轴、2为挂板、3为长螺杆、4为长螺杆螺栓孔、5为下法兰、6为螺帽、7为连接筒、8为上法兰、9为螺孔、10为螺栓、11为风机法兰、12为风机筒体、13为基坑、14为岩孔、15为扩大圆柱体、16为连接筒与下法兰的焊接位置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，为本发明的结构示意图。由图可见，风机筒体12下部的风机法兰11，与其下方的上法兰8通过螺栓10把合，上法兰上螺栓10的螺栓孔9数量为196个。上法兰8的外缘与其下方的连接筒7筒体上端焊接为一体，连接筒7下端焊接在下法兰5圆环的正中间圆周上。所述的长螺杆螺栓孔4位于一大于所述上法兰8外缘直径的大圆周上或一小于所述上法兰8外缘直径的小圆周上；大圆周上的长螺杆螺栓孔4同小圆周上的长螺杆螺栓孔4与共同圆心呈三点一线，或者大圆周上的长螺杆螺栓孔4与小圆周上的长螺杆螺栓孔4呈交错分布；所述的大圆周即连接筒与下法兰的焊接位置16和下法兰5外缘的正中间，所述的小圆周即连接筒与下法兰的焊接位置16和下法兰5内缘的正中间。长螺杆3穿过上述的长螺杆螺栓孔4；长螺杆3的通过顶部的丝扣和螺帽6，固定在下法兰5上。每个长螺杆3底部均带有轴1，轴1上设置有两个长方体状的挂板2，两挂板2分别位于长螺杆3底部的两侧；由于轴1偏心，因此将挂板2分成长度不等的两部分。
实施例。
以85m高的风力发电机为例。首先，铲平不小于直径为10m的施工基面；接着，挖掘一外缘为5.3m、内缘为4.7m、深度为0.5m的环形基坑13；再在基坑13底部用潜孔钻机钻出60个直径为130mm、深度为5.5m的岩孔14，并在岩孔14的底部采用扩孔钻头，完成直径为230mm、高度为500mm的扩大圆柱体15；在岩孔14内设置6m长、直径60mm的长螺杆3，长螺杆3底部相对的两侧分别设置有挂板2，挂板2上的一端设有定位孔，通过定位孔用钢线将挂板2吊于竖直方向；当长螺杆3触及岩孔14底部时，将钢线抽出，此时两挂板2在偏心的作用下打开，相应地卡接在扩大圆柱体15的两个对角方向上，然后向岩孔14内浇注细石混凝土。再用螺帽6将长螺杆3固定在下法兰5上，在环形基坑13内浇注混凝土。最后，将上法兰8和风机法兰11通过螺栓10连接。
以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明，保护范围并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，例如视实际自然环境和条件增加加强基础的措施，如在每个岩孔14中设多个扩大圆柱体15，以及相应的轴1和挂板2等。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果，只要满足本发明的技术特征，都在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.风化岩地基上风力发电机的法兰锚杆基础，包括一位于风机筒体（12）下方的风机法兰（11），该风机法兰（11）与上法兰（8）通过螺栓（10）连接，所述的上法兰（8）的外缘同连接筒（7）的上部相接，其特征在于：所述连接筒（7）的下部焊接在下法兰（5）上，该下法兰（5）外缘的直径大于上法兰（8）的外缘直径，所述的下法兰（5）下方、位于一大于所述上法兰（8）外缘直径和一小于所述上法兰（8）外缘直径的圆周上分别均匀布有长螺杆（3），所述长螺杆（3）的底部设置有至少两个挂板（2），挂板（2）通过轴（1）设置于长螺杆（3）底部，且轴（1）偏心，将挂板（2）分成长度不等的两部分。
2.根据权利要求1所述的风化岩地基上风力发电机的法兰锚杆基础，其特征在于：所述的长螺杆（3）穿过下法兰（5）上的长螺杆螺栓孔（4），所述长螺杆（3）的一端带有丝扣和螺帽（6）。
3.根据权利要求2所述的风化岩地基上风力发电机的法兰锚杆基础，其特征在于：所述的长螺杆螺栓孔（4）位于一大于所述上法兰（8）外缘直径的大圆周上或一小于所述上法兰（8）外缘直径的小圆周上；大圆周上的长螺杆螺栓孔（4）同小圆周上的长螺杆螺栓孔（4）与共同圆心呈三点一线，或者大圆周上的长螺杆螺栓孔（4）与小圆周上的长螺杆螺栓孔（4）呈交错分布。
4.根据权利要求3所述的风化岩地基上风力发电机的法兰锚杆基础，其特征在于：所述的长螺杆（3）是由钢筋制成。
5.根据权利要求1所述的风化岩地基上风力发电机的法兰锚杆基础，其特征在于：所述的挂板（2）为长方体钢板，为两个，通过轴（1）设置在长螺杆（3）的底部，轴（1）偏心。
6.根据权利要求1所述的风化岩地基上风力发电机的法兰锚杆基础，其特征在于：所述的风机筒体（12）为85m高、2000kw的风力发电机组的风机筒体（12）。
7.根据权利要求6所述的风化岩地基上风力发电机的法兰锚杆基础，其特征在于：所述的长螺杆螺栓孔（4）为60个，相应地长螺杆（3）也为60个。
8.根据权利要求6所述的风化岩地基上风力发电机的法兰锚杆基础，其特征在于：所述上法兰（8）的圆环的环宽为：150mm，所述下法兰（5）的圆环的环宽为：400mm；所述连接筒（7）的直径为5m，高度为0.5m，其露出地面的高度为0.2m。
9.一种权利要求5所述的风化岩地基上风力发电机的法兰锚杆基础的施工方法，其特征在于：首先，铲平不小于直径为10m的施工基面；接着，挖掘一外缘为5.3m、内缘为4.7m、深度为0.5m的环形基坑（13）；再在基坑（13）底部用潜孔钻机钻出60个直径为130mm、深度为5.5m的岩孔（14），并在岩孔（14）的底部采用扩孔钻头，完成直径为230mm、高度为500mm的扩大圆柱体（15）；在岩孔（14）内设置6m长、直径60mm的长螺杆（3），长螺杆（3）底部相对的两侧分别设置有挂板（2），挂板（2）上的一端设有定位孔，通过定位孔用钢线将挂板（2）吊于竖直方向；当长螺杆（3）触及岩孔（14）底部时，将钢线抽出，此时两挂板（2）在偏心的作用下打开，相应地卡接在扩大圆柱体（15）的两个对角方向上，然后向岩孔（14）内浇注细石混凝土；再用螺帽（6）将长螺杆（3）固定在下法兰（5）上，在环形基坑（13）内浇注混凝土；最后，将上法兰（8）和风机法兰（11）通过螺栓（10）连接。
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