CN103042502B - 地脚螺栓预紧力施加方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种地脚螺栓预紧力施加方法，其中包括：在塔筒法兰和紧固螺母之间安装设定尺寸的垫圈，所述垫圈用于支撑张拉器的支撑桥，其中，所述设定尺寸是指垫圈的径向尺寸大于所述张拉器的支撑桥尺寸；使用所述张拉器对塔筒法兰上安装的内圈地脚螺栓和外圈地脚螺栓施加预紧力。本发明提供的地脚螺栓预紧力施加方法，采用设定尺寸的垫圈代替传统垫圈，使得张拉器不会直接与塔筒法兰的表面接触，张拉器的压力经由垫圈均匀传输至塔筒法兰，避免了对塔筒法兰表面油漆的破坏，提高了塔筒的安装质量以及使用寿命。

Description

地脚螺栓预紧力施加方法

技术领域

本发明涉及机械技术，尤其涉及一种地脚螺栓预紧力施加方法。

背景技术

风力发电机钢制塔筒的固定一般采用预埋紧固件的方式，以现在常用的预埋螺栓为例，塔筒的固定方式具体如下：将地脚螺栓1部分埋入混凝土16内，部分伸出混凝土16；地脚螺栓1位于混凝土16内的一端拧上固定螺母2；地脚螺栓1伸出混凝土16的部分穿出混凝土16后，再自下向上穿过垫板法兰3和塔筒法兰4，然后再拧上紧固螺母5，具体示意图参见图1。

为了保证塔筒安装的可靠性，地脚螺栓承受的轴向力应等于设定的预紧力。一般使用张拉器逐一对地脚螺栓进行预紧。塔筒底部安装的地脚螺栓一般为内外两圈，以每圈96个为例，共计192个。张拉器包括支撑桥，伸缩臂和拉伸头。使用时，将支撑桥放置在塔筒法兰上，将拉伸头与地脚螺栓的上部固定。伸缩臂伸出，抵顶拉伸头带动地脚螺栓向上拉伸。地脚螺栓被拉伸后，紧固螺母不再贴合塔筒法兰的表面，将紧固螺母再拧紧，即实现了对地脚螺栓施加预紧力。张拉器的工作动力由油泵提供。

现有技术至少存在以下问题：张拉器的支撑桥直接放置在塔筒法兰上，容易破坏塔筒法兰表面的油漆，从而影响塔筒法兰的质量以及塔筒的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地脚螺栓预紧力施加方法，用于优化现有的地脚螺栓预紧力施加方法，提高塔筒性能。

本发明提供一种地脚螺栓预紧力施加方法，包括：

在塔筒法兰和紧固螺母之间安装设定尺寸的垫圈，所述垫圈用于支撑张拉器的支撑桥，其中，所述设定尺寸是指所述垫圈的径向尺寸大于所述张拉器的支撑桥尺寸；

使用所述张拉器对塔筒法兰上安装的内圈地脚螺栓和外圈地脚螺栓施加预紧力。

如上所述的地脚螺栓预紧力施加方法，优选的是，在所述在塔筒法兰和紧固螺母之间安装设定尺寸的垫圈，所述垫圈用于支撑张拉器的支撑桥之前还包括：

对每圈的所述地脚螺栓进行编号，并记录各个所述地脚螺栓的编号，其中，将每圈的所述地脚螺栓至少等分为两组，每组地脚螺栓的数量为N个，N为自然数。

如上所述的地脚螺栓预紧力施加方法，优选的是，所述对塔筒法兰上安装的内圈地脚螺栓和外圈地脚螺栓施加预紧力包括：

按照编号顺序，同时对每组的第i个地脚螺栓施加预紧力，直至完成对每组所有的地脚螺栓都施加等于设定值一半大小的预紧力，其中，1≤i≤N；

按照编号顺序，同时对每组的第i个地脚螺栓施加预紧力，直至完成对每组所有的地脚螺栓都施加等于设定值大小的预紧力，其中，1≤i≤N。

如上所述的地脚螺栓预紧力施加方法，优选的是，所述对每圈的所述地脚螺栓进行编号包括：

将每圈正对着塔筒上塔筒门的地脚螺栓记为1，以顺时针方向顺次将每圈所有的所述地脚螺栓编号。

如上所述的地脚螺栓预紧力施加方法，优选的是：

所述张拉器的数量等于每圈所述地脚螺栓分成的组数与圈数的乘积，且每圈使用的各个所述张拉器串联。

如上所述的地脚螺栓预紧力施加方法，优选的是，所述记录各个所述地脚螺栓的编号包括：

使用颜料将所述编号记录在所述地脚螺栓上。

如上所述的地脚螺栓预紧力施加方法，优选的是：

所述张拉器的拉伸头夹持所述地脚螺栓的长度不小于该地脚螺栓直径的1.5倍。

本发明提供的地脚螺栓预紧力施加方法，采用设定尺寸的垫圈代替传统垫圈，使得张拉器不会直接与塔筒法兰的表面接触，张拉器的压力经由垫圈均匀传输至塔筒法兰，避免了对塔筒法兰表面油漆的破坏，提高了塔筒的安装质量以及使用寿命。

附图说明

图1为现有技术中塔筒的局部安装示意图；

图2a为本发明实施例一提供的地脚螺栓预紧力施加方法流程示意图；

图2b为本发明实施例一提供的张拉器安装示意图；

图3a为本发明实施例二提供的地脚螺栓预紧力施加方法流程示意图；

图3b本发明实施例二提供的地脚螺栓编号示意图；

图3c为本发明实施例二提供的张拉器串联的示意图。

1-地脚螺栓；     2-固定螺母；  3、11-垫板法兰；

4、9-塔筒法兰；  5-紧固螺母；  6-张拉器；

61-支撑桥；      7-垫圈；      62-拉伸头；

8-地脚螺栓；     63-伸缩臂；   64-油缸；

65-拨圈；        651-通孔；    10-塔筒壁；

12-油管；        13-油泵；     16-混凝土。

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中的附图，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。

本发明实施例一提供一种地脚螺栓预紧力施加方法，该方法典型地是适用于如图1所示的风力发电机组的地脚螺栓的预紧，该方法流程示意图参见图2a，张拉器的安装示意图参见图2b，其中该方法包括以下步骤：

步骤110、在塔筒法兰9和紧固螺母之间安装设定尺寸的垫圈7，垫圈7用于支撑张拉器6的支撑桥61，其中，设定尺寸是指垫圈7的径向尺寸大于张拉器6的支撑桥61尺寸。

所谓设定尺寸是指垫圈的径向尺寸大于张拉器的支撑桥尺寸，以使张拉器的支撑桥能够放置在垫圈上，另外，垫圈的厚度也应尽量厚一些。选配宽厚垫圈，使张拉器的支撑桥支撑面能完全支撑在垫圈上，垫圈将压力均匀得传给塔筒法兰，这样可以避免压损塔筒法兰表面的油漆层，提高塔筒的使用寿命

步骤120、使用张拉器6对塔筒法兰9上安装的内圈地脚螺栓8和外圈地脚螺栓8施加预紧力。

优选的是，张拉器6的拉伸头62夹持地脚螺栓8的长度不小于该地脚螺栓8直径的1.5倍。这样可以增加拉伸头62与地脚螺栓8之间连接的可靠性。

张拉器的安装示意图参见图2b，使用张拉器时，张拉器6的支撑桥61放置在垫圈7上，垫圈7下方为塔筒法兰9，张拉器6的拉伸头62与地脚螺栓8的上部固定，张拉器6的拨圈65围设在紧固螺母(图未示出)外侧，张拉器6的伸缩臂63由油缸64施加动力而伸出，即可实现对地脚螺栓8的拉伸，也即实现了对地脚螺栓8施加预紧力，拨圈65上有六个通孔651，通过该通孔651即可转动紧固螺母。使用张拉器的好处在于：张拉器6对地脚螺栓8施加力主要为轴向力，由于没有扭矩，地脚螺栓8不会因受到扭矩而旋转，从而破坏混凝土层，以影响塔筒安装的安全性。

本发明实施例一提供的地脚螺栓预紧力施加方法，采用设定尺寸的垫圈代替传统垫圈，使得张拉器不会直接与塔筒法兰的表面接触，避免了对塔筒法兰表面油漆的破坏，提高了塔筒的安装质量以及使用寿命。

图3a为本发明实施例二提供的地脚螺栓预紧力施加方法流程示意图。本发明实施例二在实施例一的技术方案基础之上，优选的是，在步骤110之前还包括以下步骤：

步骤221、对每圈的地脚螺栓8进行编号，并记录各个地脚螺栓8的编号，其中，将每圈的地脚螺栓8至少等分为两组，每组地脚螺栓8的数量为N个，其中N为自然数。

编完号的地脚螺栓示意图参见图3b。塔筒吊装前先给地脚螺栓做编号标记，具体可以使用下述方式编号，将每圈正对着塔筒上塔筒门的地脚螺栓记为“1”，以顺时针方向顺次将每圈所有的地脚螺栓编号。本发明实施例中以有两圈地脚螺栓、每圈96个地脚螺栓为例。对地脚螺栓编号，便于记录工作过程，从而提高工作效率，避免漏掉某些地脚螺栓或对某些螺栓重复作业。

实际应用中，可选的是，使用颜料将编号记录在地脚螺栓8上。颜料应选用附着力强、不易掉色、防水的颜料。

在本发明实施例中，以将每圈的地脚螺栓分为3组为例，每组N＝32个地脚螺栓。

步骤120具体可以包括以下步骤：

步骤222、按照编号顺序，同时对每组的第i个地脚螺栓8施加预紧力，直至完成对每组所有的地脚螺栓8都施加等于设定值一半大小的预紧力，其中，1≤i≤N。

即首先，同时对内圈序号为“1”、“33”、“65”、以及外圈序号为“1”、“33”、“65”的地脚螺栓施加等于设定值一半大小的预紧力；然后，同时对内外圈编号为“2”、“34”、“66”的地脚螺栓施加等于设定值一半大小的预紧力；依次类推；直至完成同时对内外圈编号为“32”、“64”、“96”的地脚螺栓施加等于设定值一半大小的预紧力。采用每组同时施加预紧力的方式，可以使塔筒法兰与垫板法兰接触紧密，消除局部空隙，提高塔筒固定连接的可靠性，保证塔筒使用的安全性。由于对地脚螺栓施加预紧力不能用力矩扳手施打，所以对螺栓进行编号，可以使预紧力施加流程安装规定进行，避免造成跳打、漏打和重复施打等现象，影响塔筒安装质量。另外，对地脚螺栓编号，也便于后继检查螺栓预紧力，当发现螺栓出现问题时，可以根据施工记录，追溯螺栓的施工过程从而发现问题症结。

步骤223、按照编号顺序，同时对每组的第i个地脚螺栓8施加预紧力，直至完成对每组所有的地脚螺栓8都施加等于设定值大小的预紧力，其中，1≤i≤N。

该步骤与步骤222原理相同，此处不再赘述。

将对地脚螺栓施加预紧力的操作分为两个步骤，先对地脚螺栓施加等于设定值一半大小的预紧力、再对地脚螺栓施加等于设定值的预紧力，这种施力方式更加合理，可以避免地脚螺栓因一次受到的预紧力太大而发生变形。

参见图3c，可选地，张拉器6的数量等于每圈地脚螺栓8分成的组数与圈数的乘积，且每圈使用的各个张拉器6串联。张拉器串联的示意图参见图3c，内外两圈地脚螺栓8由塔筒壁10分开，垫板法兰11和塔筒法兰9的相对位置关系参见图3c，张拉器6通过油管12与油泵13连接。在本发明实施例中，地脚螺栓8被分为六组，其中内外圈各三组，内圈使用的三个张拉器6串联，外圈使用的三个张拉器6串联。由于张拉器6的油管在油压升高时，也会发生微小的变形，这些变形会降低油压上升的速度，管路越长这种影响越明显。根据地脚螺栓8分成至少两组张拉的工艺要求，为尽可能缩短油管长度，采用双路串联法连接拉伸器6，即将张拉外圈地脚螺栓8的数个张拉器6串联成一组，将张拉内圈地脚螺栓8的数个张拉器6串联成另一组，两路油管用分配器连接到油泵13上。这样除了进入塔筒的一根油管需要根据塔筒门高度适当加长外，其余5根油管的长度大约为塔筒周长的1/3。油泵应放置在塔筒门外的地面上，以便于观察和操作工人信号联络。按此方法拉伸螺栓需要配置七名工人，即六名拉伸器操作工人，和一名油泵操作工人。这样可以减小与张拉器连接的管路长度，加快油泵增压速度，减小了油泵工作强度，提高张拉地脚螺栓的工作效率。

需要说明的是，风机安装完毕半年后、一年后、两年后应逐个检查地脚螺栓的预紧力，预紧力检查顺序也应当按照螺栓编号顺序进行。之后每年抽10％的螺栓检查预紧力，一直到螺栓没有预紧力损失为止。所有检查工作都应当有书面记录，以备追溯。

本发明实施例二提供的地脚螺栓预紧力施加方法，对地脚螺栓进行分组，同时对每组的某个地脚螺栓施加预紧力，可以有效保证对每个地脚螺栓都施加到预紧力；另外，预紧力的施加分为两次进行，第一次先施加大小为设定值一半的预紧力，然后再施加大小为设定值的预紧力，可以避免塔筒法兰与垫板法兰之间出现空隙，保证了塔筒安装的稳定性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种地脚螺栓预紧力施加方法，其特征在于，包括：

在塔筒法兰和紧固螺母之间安装设定尺寸的垫圈，所述垫圈用于支撑张拉器的支撑桥，其中，所述设定尺寸是指所述垫圈的径向尺寸大于所述张拉器的支撑桥尺寸；

使用所述张拉器对塔筒法兰上安装的内圈地脚螺栓和外圈地脚螺栓施加预紧力；

其中，所述在塔筒法兰和紧固螺母之间安装设定尺寸的垫圈，所述垫圈用于支撑张拉器的支撑桥之前还包括：

对每圈的所述地脚螺栓进行编号，并记录各个所述地脚螺栓的编号，其中，将每圈的所述地脚螺栓至少等分为两组，每组地脚螺栓的数量为N个，N为自然数；

所述对塔筒法兰上安装的内圈地脚螺栓和外圈地脚螺栓施加预紧力包括：

按照编号顺序，同时对每组的第i个地脚螺栓施加预紧力，直至完成对每组所有的地脚螺栓都施加等于设定值一半大小的预紧力，其中，1≤i≤N；

按照编号顺序，同时对每组的第i个地脚螺栓施加预紧力，直至完成对每组所有的地脚螺栓都施加等于设定值大小的预紧力，其中，1≤i≤N。

2.根据权利要求1所述的地脚螺栓预紧力施加方法，其特征在于，所述对每圈的所述地脚螺栓进行编号包括：

将每圈正对着塔筒上塔筒门的地脚螺栓记为1，以顺时针方向顺次将每圈所有的所述地脚螺栓编号。

3.根据权利要求1所述的地脚螺栓预紧力施加方法，其特征在于：

所述张拉器的数量等于每圈所述地脚螺栓分成的组数与圈数的乘积，且每圈使用的各个所述张拉器串联。

4.根据权利要求1所述的地脚螺栓预紧力施加方法，其特征在于，所述记录各个所述地脚螺栓的编号包括：

使用颜料将所述编号记录在所述地脚螺栓上。

5.根据权利要求1所述的地脚螺栓预紧力施加方法，其特征在于：

所述张拉器的拉伸头夹持所述地脚螺栓的长度不小于该地脚螺栓直径的1.5倍。