CN106368235B - 可更换锚栓的预应力筒型基础 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可更换锚栓的预应力筒型基础，包括由钢筋混凝土形成的空心的混凝土柱体，混凝土柱体的底部且位于内模板与外模板之间安装下锚板，混凝土柱体的顶部设有与下锚板相对应的上锚板，混凝土柱体内埋设有若干个贯穿上锚板与下锚板的锚栓，锚栓的上端通过上螺母固定，锚栓外套设有用于隔离混凝土的刚性套管，刚性套管两端密封连接在上锚板以及下锚板上，锚栓的下端穿过下锚板并螺纹连有呈一体设置且用于隔离混凝土的隔离帽，隔离帽的开口端与下锚板密封连接。本发明采用了一体化设置的隔离帽，改进了密封组件的结构形式使其具有降低成本、更换方便的优点。

Description

可更换锚栓的预应力筒型基础

技术领域

本发明涉及风力发电行业土木工程技术领域，特别涉及可更换锚栓的预应力筒型基础及更换施工方法。

背景技术

目前对于大型或超大型设备的机架、塔架，包括风力发电机、风力涡轮机、输电线街道照明和信号装置、桥梁支座、商业招牌、高速公路招牌、滑雪缆车等建筑均采用现场搭建的混凝土基础支撑。

预应力筒型基础一般适用于戈壁地质或者是松软土质，比如砂土、粘土、湿陷性黄土、膨胀土、碎石土地基等。传统的预应力筒型基础，锚栓的底端通过螺母固定，整个锚栓与螺母全部裸露在混凝土中，若要将锚栓卸除，就需要使锚栓与螺母分离，但是锚栓以及螺母固定在混凝土中，转扭力很大，不容易转动锚栓以及螺母，还会导致锚栓无法与螺母分离的情况。

中国专利申请公布为CN105155571A公开了一种可更换的预应力锚栓装置及其安装方法和更换方法，其主要包括上锚板，下锚板，连接上锚板以及下锚板的锚栓，套在锚栓外的塑料套管，塑料套管的上、下两端由热缩套收缩密封，塑料套管上端的热缩套上安装有非金属调平螺母，锚栓顶部安装有上螺母，锚栓的底部通过下螺母与下锚板固接，并在下螺母的外侧套设一个螺母盒以使混凝土与锚栓以及螺母隔离。

授权公开(公告)号:CN201747544U的实用新型专利公开了一种风力发电机的安装基座和风力发电机该风力发电机的安装基座，包括：混凝土本体和至少两个以上的地脚螺栓，所述至少两个以上的地脚螺栓埋设在所述混凝土本体内；所述至少两个以上的地脚螺栓的一端设置有连接风力发电机的塔筒的垫板法兰，所述至少两个以上的地脚螺栓的另一端设置有锚固法兰，所述垫板法兰和锚固法兰均固设在所述混凝土本体上；所述地脚螺栓上套设有将地脚螺栓与混凝土本体隔离的套管地脚螺栓两端设有与套管连接的伸缩软管。

授权公告号为 CN 202023199 U的实用新型专利公开了一种基础预应力锚板锚栓组合件，包括上锚板、下锚板，上锚板与下锚板通过长锚栓连接，上锚板上、下平面处的长锚栓上分别安装有调平螺母，下锚板上设有分布均匀的调平螺栓，在上锚板底平面上靠近内环及外 环边缘处均设有分布均匀的焊接铆钉，下锚板上、下平面处的长锚栓上分别安装有薄螺母及螺母，在长锚栓上套装热收缩套、锚栓套管。

授权公告号 CN 203947487 U的实用新型专利公开了一种风力发电塔架基础预应力锚栓，包括两锚栓上端螺纹段、锚栓下端螺纹段、上螺纹与光杆过渡段、下螺纹与光杆过渡段、锚栓光杆段、薄热收缩套、厚热收缩套，所述的薄热收缩套套装锚栓光杆段上，所述的厚热收缩套套装在锚栓光杆段的下部，薄热收缩套插接在厚热收缩套与锚栓光杆段之间，锚栓上端螺纹段位于锚栓光杆段的上端，锚栓下端螺纹段位于锚栓光杆段的下端，所述的上螺纹与光杆过渡段位于锚栓上端螺纹段与锚栓光杆段的过渡段，下螺纹与光杆过渡段位于锚栓下端螺纹段与锚栓光杆段的过渡段。

综上，参见图9至图11，以上所有方式在为了实现锚栓4与混凝土之间的隔离所采用的方式均为在锚栓4外套设一根塑料套管42，塑料套管42两端通过热缩套41进行密封。首先，螺母盒与螺母分体设置，为了实现螺母的周向固定需要将螺母焊接在下锚板上，但是在焊螺母或造成整个底法兰的应力不均匀，还会增加一道焊接工序，从而增加成本；其次，为了满足施工条件，塑料套管42与锚栓4需要一定的间隙，而且在整个锚栓4基本都填充在混凝土当中，在浇筑的过程中混凝土势必会对塑料套管42产生挤压的力迫使塑料套管42变形以使得锚栓4与塑料套管42之间不同轴，难以使断裂的锚栓4旋出进行更换；再次，塑料套管42的两端通过热缩套41进行收缩密封，如此一来就会使得在塑料套管42插入口处口径变小，参见图11所示，那么新的锚栓4难以插入到塑料套管42内，从而造成更换锚栓4不方便。

发明内容

本发明的目的一是提供可更换锚栓的预应力筒型基础，使其具有降低成本、更换方便的优点。

本发明的上述技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种可更换锚栓的预应力筒型基础，包括由钢筋混凝土形成的空心的混凝土柱体，混凝土柱体内设有内模板与外模板，内模板与外模板之间灌浆有高强度混凝土，混凝土柱体的底部且位于内模板与外模板之间安装下锚板，混凝土柱体的顶部设有与下锚板相对应的上锚板，混凝土柱体内埋设有若干个贯穿上锚板与下锚板的锚栓，锚栓的上端通过上螺母固定，所述的锚栓外套设有用于隔离混凝土的刚性套管，所述的刚性套管两端密封连接在上锚板以及下锚板上，所述锚栓的下端穿过下锚板并螺纹连有呈一体设置且用于隔离混凝土的隔离帽，隔离帽的开口端与下锚板密封连接。

通过采用上述技术方案，在锚栓外套设刚性套管的设置一方面可以有效阻隔混凝土与锚栓浇筑在一起，另一方面由于其具有刚性在整个混凝土的浇筑过程中不易变形可以使得刚性套管与锚栓保持较好的同轴度，在拆卸与安装锚栓的时候更加方便；另外，刚性套管的两端均与上锚板以及下锚板密封连接可以有效防止在浇筑过程中液体与锚栓接触而腐蚀锚栓；通过一体化设置的隔离帽摒弃了现有技术中将螺母或者螺母盒焊接在下锚板上的步骤，而是通过混凝土的浇筑作用使得隔离帽周向固定，避免了焊接所产生的缺陷，一方面提高了锚栓的性能，另一方面使得安装施工更为简单方便、成本更低。

作为优选，刚性套管两端延伸至上锚板以及下锚板内。

通过采用上述技术方案，可以有效防止液体进入到刚性套管内，从而提高锚栓的防腐蚀性，延长锚栓的使用寿命，而且这种方式摒弃了现有技术中通过热缩套收缩实现套管与锚栓之间的密封形式，而是采用刚性套筒直接延伸至上锚板内的密封形式，一来可以实现刚性套管与锚栓之间的密封；二来可以补偿刚性套管与设置在上锚板上阶梯孔之间的间隙以保证上锚板的同轴度防止上锚板产生径向移动；三来不需要对刚性套管上端进行缩口，使得刚性套管上端开口会略大于锚栓的直径，因此通过这种方式密封在更换新的锚栓时就更加方便锚栓的插入，使得锚栓的更换更加方便快捷。

作为优选，所述的上锚板上设有阶梯孔，所述阶梯孔中大孔的直径等于刚性套管的外径，阶梯孔中小孔直径与锚栓的直径相配合，所述的刚性套管延伸至阶梯孔的大孔内且端部与台阶抵接。

作为优选，所述的下锚板上设有阶梯孔二，所述阶梯孔二中大孔的直径等于刚性套管的外径，阶梯孔二中小孔的直径与锚栓的直径相配合，所述的刚性套管位于阶梯孔的大孔内且端部与台阶抵接。

通过采用上述技术方案，将刚性套管直接延伸至上锚板以及下锚板的阶梯孔、阶梯孔二内并且台阶抵接以实现刚性套管的密封，由于阶梯孔中小孔的直径与锚栓的直径相配合，因此可以有效防止上锚板径向移动，同理下锚板也不会径向移动，该方式克服了现有技术中通过热缩套实现密封所带来的缺陷，再更换锚栓的时候更加方便新锚栓的插入。

作为优选的，所述的锚栓伸出上锚板的顶端为圆柱状或扁平状或棱柱状，所述锚栓位于上锚板与下锚板的部分截面为圆形或多边形。

通过采用上述技术方案，将锚栓穿出上锚板的顶端设置成扁平状可以方便将断裂锚栓的上半部分旋转取出，在取出断裂锚杆上半部分后，通过采用取杆器将断裂锚栓的下半部分取出。

作为优选的，所述的隔离帽为封头螺母。

通过采用上述技术方案，采用封头螺母直接作为隔离帽成本更低，更方便。

作为优选的，所述的刚性套管为不锈钢管或钢管或硬质塑料管。

通过采用上述技术方案，采用不锈钢管以及硬质塑料管可以提高防腐性能。

本发明的目的二是提供一种可更换锚栓的预应力筒型基础的更换施工方法，使其具有降低成本、更换方便的优点。

本发明的上述技术目的二是通过以下技术方案得以实现的：一种基于上述可更换锚栓的预应力筒型基础的更换施工方法，包括以下步骤；

a、将断裂锚栓的上部取出；

b、采用取杆器伸入刚性套管内将断裂的锚栓的下部旋转取出；

c、从上锚板的阶梯孔处插入新的锚栓，在顶部旋转锚栓，使其顶部拧入隔离帽内，然后在上锚板的上方的底部塔筒处依次安装新的垫片和上螺母。

本发明的目的三是提供一种可更换锚栓的预应力筒型基础的更换施工方法，使其具有降低成本、更换方便的优点。

本发明的上述技术目的三是通过以下技术方案得以实现的：一种基于上述可更换锚栓的预应力筒型基础的更换施工方法，包括以下步骤；

a、检测锚栓断裂情况，若发现为锚栓材料或其他系统缺陷导致断裂，则准备更换全部未断裂的锚栓；

b、将其它未断锚栓按照对角原则逐根卸除预应力后反向拧出锚栓，然后从上锚板的阶梯孔处插入新的锚栓，在顶部旋转锚栓，使其顶部拧入隔离帽内，然后在上锚板的上方的底部塔筒处依次安装新的垫片和上螺母后施加预应力锁紧；

c、重复上述b步骤直至所有锚栓更换完成。

通过采用上述技术方案，将因为材料缺陷所导致的锚栓断裂时，取下未损坏的锚栓，可以在更换时更为方便，更为简单，对角逐根卸除预应力可以在更换锚栓时确保整个塔筒受力均匀。

综上所述，本发明具有以下有益效果：在预应力筒型基础中，当需要将锚栓从基础中拆卸下来，锚栓上套装不锈钢套管将整个锚栓与混凝土隔离开，通过隔离帽与混凝土浇筑在一起，限制隔离帽随锚栓旋转，使锚栓与隔离帽之间产生相对旋转，从而使锚栓与隔离帽分离，此外还改进了锚栓与套管之间的密封结构摒弃了现有技术中密封后会导致锚栓难以插入的缺陷，实现了预应力筒型基础上的锚栓可替换、可回收的目的，更换施工简便，同时节省了大量的维修费用，提高了该基础的经济价值。

附图说明

图1为实施例一结构示意图；

图2是实施例一中用于体现锚栓与上、下锚板以及刚性套管之间连接结构的示意图；

图3为图2中A部放大图；

图4为图2中B部放大图；

图5为隔离帽的结构示意图；

图6中为实施例二的结构示意图；

图7为实施例三中用于体现锚栓与上、下锚板以及刚性套管之间连接结构的示意图；

图8为实施例四中用于体现锚栓与上、下锚板以及刚性套管之间连接结构的示意图；

图9为现有技术中锚栓、套管以及热缩套之间的连接关系的结构示意图；

图10为现有技术中用于体现更换锚栓时锚栓的状态图;

图11为图10中C部放大图;

图12为体现取杆器的结构示意图。

图中：1、混凝土柱体；2、上锚板；21、阶梯孔；3、下锚板；31、阶梯孔二；4、锚栓；41、热缩套；42、塑料套管；5、刚性套管；6、上螺母；7、隔离帽；9、底部塔筒；10；混凝土灌浆料层；101、内模板；102、外模板；103、高强度混凝土；11、护套；111、钻头。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1、参见图1所示，一种可更换锚栓的预应力筒型基础，包括由钢筋混凝土形成的空心的混凝土柱体1，混凝土柱体1的内侧分别设有内模板101与外模板102，其中，内模板101以及外模板102均为波纹筒结构，内模板101与外模板102之间灌浆有高强度混凝土103，混凝土柱体1的底部且位于内模板101与外模板102之间安装下锚板3，混凝土柱体1的顶部设有与下锚板3相对应的上锚板2，混凝土柱体1内埋设有若干个贯穿上锚板2与下锚板3的锚栓4，锚栓4的上端通过上螺母6固定，本实施例中锚栓4为现有的预应力锚栓，既锚栓4的上端为锥头端，下端为平头端，该实施例中锚栓4的分布为双排。

上锚板2的上方通过锚栓4以及上螺母6固定连接底部塔筒9，为了使得锚栓4与高强度混凝土103隔离在锚栓4的外侧套设一根刚性套管5，刚性套管5两端均密封连接在上锚板2以及下锚板3上。

下锚板3的下方位于螺纹孔的位置安装隔离帽7，锚栓4穿过下锚板3延伸至隔离帽7内部并与隔离帽7螺纹连接，隔离帽7浇筑在混凝土中，此方式使得隔离帽7通过与混凝土的浇筑作用实现周向固定，确保隔离帽7周向不会轻易转动。

参见图2和图3，对刚性套管5与锚栓4上端的密封连接作以下说明，上锚板2上设置阶梯孔21，刚性套管5的上端延伸至阶梯孔内。刚性套管5的顶部抵接在阶梯孔21的台阶上以形成密封，阶梯孔21的小孔直径与锚栓4的直径相配合，大孔直径等于刚性套管5的外径，其中小孔的深度等于大孔的深度，如此一来可以在实现密封效果的前提下还方便新锚栓4的插入，还可以用有效防止下锚板3的径向移动。

参见图4，对刚性套管5与锚栓4下端的密封作以下说明，在下锚板3上的阶梯孔二31，刚性套管5延伸至阶梯孔二31内，刚性套管5的直径等于阶梯孔二31大孔的直径，阶梯孔二31小孔的直径与锚栓4的直径相配合，其中，小孔的深度等于大孔的深度，刚性套管5下端抵接在阶梯孔二31的台阶上以形成密封，如此一来可以在实现密封效果的前提下还方便新锚栓4的插入，还可以用有效防止下锚板3的径向移动。

该实施例中刚性套管为硬质塑料管或者是不锈钢管或是钢管，在选择钢管的时候对钢管进行防腐处理。

实施例2、参见图6所示，一种可更换锚栓的预应力筒型基础，与实施例1的区别在于，锚栓4的分布为单排。

实施例3、参见图7所示，一种可更换锚栓的预应力筒型基础，与实施例2的区别在于，锚栓4的延伸出上锚板2的部分进行改进，将该部分的端部设置成扁平状。

实施例4、参见图8所示，一种可更换锚栓的预应力筒型基础，与实施例1的区别在于，锚栓4的延伸出上锚板2的部分进行改进，将该部分的顶端设置成扁平状。

实施例5、一种可更换锚栓的预应力筒型基础的更换施工方法，包括以下步骤；

a、将断裂锚栓4的上部取出；

b、采用取杆器入刚性套管5内将断裂的锚栓4的下部旋转取出；

c、从上锚板2的阶梯孔21处插入新的锚栓4，在顶部旋转锚栓4，使其顶部拧入隔离帽7内，然后在上锚板2的上方的底部塔筒9处依次安装新的垫片和上螺母6。

参见图12所示，本实施例中取杆器的具体结构包括护套11以及设置在护套11内的钻头111，护套11为钢套，护套下端的直径略大于锚栓4的直径。将护套11伸入刚性套管5内并且套在断裂锚栓4的外部通过护套11与锚栓4的过渡配合实现固定，钻头111伸入护套11内与断裂锚栓4的断裂端面抵触，钻头111配合电钻一同使用，钻头111钻入的同时带动断裂锚栓4的下半部分反向旋转，使断裂锚栓从隔离帽7退出。由于锚栓4断裂端面不平整，因此当钻头111刚开始钻入的时候会出现窜动，护套11的作用可以有效保护刚性套管5。此外护套11与电钻的外壳固定，以防止护套11掉落在刚性套管5内。

实施例6、一种可更换锚栓的预应力筒型基础的更换施工方法，包括以下步骤；

a、检测锚栓4断裂情况，若发现为锚栓4材料或其他系统缺陷导致断裂，则准备更换全部未断裂的锚栓4；

b、将其它未断锚栓按照对角原则逐根卸除预应力后反向拧出锚栓4，然后从上锚板2的阶梯孔21处插入新的锚栓4，在顶部旋转锚栓4，使其端部拧入隔离帽7内，然后在上锚板2的上方的底部塔筒9处依次安装新的垫片和上螺母6后施加预应力锁紧；

c、重复上述b步骤直至所有锚栓更换完成。

需说明的是，锚栓断裂情况的检测为现有技术，其中主要检测锚栓4的强度，其他系统的缺陷是设计上尺寸的缺陷，在本申请中不做赘述。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (5)

1.一种可更换锚栓的预应力筒型基础，其特征在于：包括由钢筋混凝土形成的空心的混凝土柱体(1)，混凝土柱体(1)内设有内模板(101)与外模板(102)，内模板(101)与外模板(102)之间灌浆有高强度混凝土(103)，混凝土柱体(1)的底部且位于内模板(101)与外模板(102)之间安装下锚板(3)，混凝土柱体(1)的顶部设有与下锚板(3)相对应的上锚板(2)，混凝土柱体(1)内埋设有若干个贯穿上锚板(2)与下锚板(3)的锚栓(4)，锚栓(4)的上端通过上螺母(6)固定，所述的锚栓(4)外套设有用于隔离混凝土的刚性套管(5)，所述的刚性套管(5)两端密封连接在上锚板(2)以及下锚板(3)上，所述锚栓(4)的下端穿过下锚板(3)并螺纹连有呈一体设置且用于隔离混凝土的隔离帽(7)，隔离帽(7)的开口端与下锚板(3)密封连接；

所述的刚性套管(5)两端分别延伸至上锚板(2)以及下锚板(3)内；

所述的上锚板(2)上设有阶梯孔(21)，所述阶梯孔(21)中大孔的直径等于刚性套管(5)的外径，阶梯孔(21)中小孔直径与锚栓(4)的直径相配合，所述的刚性套管(5)延伸至阶梯孔(21)的大孔内且端部与台阶抵接；

所述的下锚板(3)上设有阶梯孔二(31)，所述阶梯孔二(31)中大孔的直径等于刚性套管(5)的外径，阶梯孔二(31)中小孔的直径与锚栓(4)的直径相配合，所述的刚性套管(5)位于阶梯孔二(31)的大孔内且端部与台阶抵接；

所述的刚性套管(5)为不锈钢管或硬质塑料管。

2.根据权利要求1所述的可更换锚栓的预应力筒型基础，其特征在于：所述的锚栓(4)伸出上锚板(2)的顶端为圆柱形或扁平状或棱柱状，所述锚栓(4)位于上锚板(2)与下锚板(3)的部分截面为圆形或多边形。

3.根据权利要求1所述的可更换锚栓的预应力筒型基础，其特征在于：所述的隔离帽(7)为封头螺母。

4.一种基于权利要求1至3任意一项权利要求所述可更换锚栓的预应力筒型基础的更换施工方法，其特征在于，包括以下步骤；

a、将断裂锚栓的上部取出；

b、采用取杆器伸入刚性套管(5)内将断裂的锚栓(4)的下部旋转取出；

c、从上锚板(2)的阶梯孔(21)处插入新的锚栓(4)，在顶部旋转锚栓(4)，使其端部拧入隔离帽(7)内，然后在上锚板(2)的上方的底部塔筒(9)处依次安装新的垫片和上螺母(6)。

5.一种基于权利要求1至3任意一项权利要求所述可更换锚栓的预应力筒型基础的更换施工方法，其特征在于，包括以下步骤；

a、检测锚栓(4)断裂情况，若发现为锚栓(4)材料或其他系统缺陷导致断裂，则准备更换全部未断裂的锚栓(4)；

b、将其它未断锚栓按照对角原则逐根卸除预应力后反向拧出锚栓(4)，然后从上锚板(2)的阶梯孔(21)处插入新的锚栓(4)，在顶部旋转锚栓(4)，使其端部拧入隔离帽(7)内，然后在上锚板(2)的上方的底部塔筒(9)处依次安装新的垫片和上螺母(6)后施加预应力锁紧；

c、重复上述b步骤直至所有锚栓更换完成。