CN106460355B - 风轮机用的基座 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风轮机用的基座。为了减少装配时间并且为了使得承载塔架结构的基座凸缘的平台能够完全对准，本发明提供一种具有笼状结构的基座，该笼状结构借助多个张紧的锚定螺栓使上应力分布凸缘连接至下凸缘。凸缘被若干间隔元件分离，由此笼状结构的形状借助张紧螺栓与间隔元件之间的结合固定。因为笼状结构具有固定的形状，所以上应力分布凸缘可以在笼状结构嵌在混凝土中之前对准并且无需等待混凝土变硬。

Description

风轮机用的基座

技术领域

本发明涉及风轮机用的基座以及铺设风轮机用的基座的方法。

背景技术

当铺设风轮机用的基座时，常浇铸加强混凝土元件，并随后风轮机塔架定位在混凝土元件上并固定至此。将塔架固定至混凝土元件的简单方式是将基本垂直的锚定杆锚定在混凝土元件中，并且将这些锚定杆附接至凸缘，凸缘附接至塔架壁。

由于塔架结构的重量，锚定杆与混凝土元件将在承载塔架的点处遭受大的压力。虽然在定位风轮机塔架之前基座被调平，但是锚定杆遭受来自塔架的大的压力。

通常，在起重机支撑塔架的同时最后调平塔架结构。在调平塔架结构后，添加附加浇铸层(有时称作水泥浆)以填充混凝土元件与调平的凸缘之间的间隙。此外，水泥浆可以固定调平的位置。在附加浇铸层变硬时，起重机将塔架结构保持在正确位置。

由于风轮机的尺寸日益增大，支撑起重机的尺寸也日益增大，这进一步增大了相关成本以及时间消耗。

发明内容

本发明的实施方式的目的是提供风轮机用的改进的基座以及铺设基座的改进方法。

本发明的实施方式的另一目的是提供减少对支撑起重机的需求的基座以及铺设基座的方法。

本发明的实施方式的另一目的是提供基座以及减少相关时间消耗的铺设基座的方法。

根据第一方面，本发明提供风轮机用的基座，该基座包括笼状结构。该笼状结构包括竖向偏置的上应力分布凸缘和下应力分布凸缘，所述上应力分布凸缘与所述下应力分布凸缘借助多个张紧的锚定螺栓连接并且借助若干间隔元件分离。因为应力分布凸缘借助间隔元件分离并借助张紧的锚定螺栓连接，所以笼状结构的形状被固定，在本文中这意味着例如当笼状结构嵌在混凝土中时形状不变。

上应力分布凸缘可以用作承载风轮机用的平台并由于具有固定形状的笼状结构，在浇铸混凝土并且笼状结构嵌在混凝土中之前可以在用于风轮机的正确水平面上完全调平上平台。因此，可以更快地完成所有调平工作而不必等待混泥土变硬。当完成调平时，添加混凝土并使之能够凝固，最后，通过利用大型起重机架设风轮机并将风轮机放置在已经处于水平的基座上。可以快速移除起重机，并且不需要等待混凝土变硬。

本文中，“锚定螺栓”是指任一类型的杆形元件，例如，在相对两端具有螺纹的元件或者沿其全长具有螺纹的杆。锚定螺栓通常可以具有带螺纹的端部，并且螺帽可以用于抵靠应力分布环的表面张紧锚定螺栓。

本文中，“应力分布凸缘”是指分布来自锚定螺栓的应力的元件。上应力分布凸缘的上表面可以特别地形成平台，风轮机的塔架结构可以坐落在该平台上。上应力分布凸缘可以例如具有圆形形状，例如实心圆盘形状或者环形状(即，具有开放的中央部的盘)。上应力分布凸缘与下应力分布凸缘可以相同，并且可以是分段的，这在本文中是指应力分布凸缘由若干独立片段构成。在一个实施方式中，各个片段均结合至相邻的片段以形成一个部件，并且在另一实施方式中，片段仅经由锚定螺栓以及上应力分布凸缘结合。

特别地，间隔元件可以呈绕至少第一组锚定螺栓放置并且在上应力分布凸缘与下应力分布凸缘之间延伸的管形元件的形式。以此方式，间隔元件可以防止混凝土污染锚定螺栓，并且间隔元件不仅提供间隔，而且还便于在浇铸混凝土之后张紧锚定螺栓。

应理解，基座可以包括附加的加强结构，例如呈钢杆形式的加强结构，这些钢杆垂直地并且/或者水平地绕笼状结构定位以及/或者定位在笼状结构下方。这些附加杆可以布置在不同的水平面上。一些杆还可以相对于垂直并且/或者水平布置的杆以一角度布置。

风轮机包括塔架结构，该塔架结构可以包括通常锥形化的圆塔架分段，这些塔架分段上下叠置地安装。每个塔架分段可以由这样的钢板形成，该钢板轧制成形并且通过焊接相对的自由端部而装配从而构成闭合环。每个分段可以由装配以形成塔架分段的若干板形成。也可以不利用塔架分段而制成塔架，例如，塔架可以由具有最终塔架高度的若干板装配。

在塔架结构的底部，塔架通常形成基部凸缘，塔架借助此基部凸缘连接至基座。

在一个实施方式中，锚定螺栓成对并排隔开，从而形成绕混凝土元件的中央的两个环，锚定杆的内环的直径稍小于锚定杆的外环的直径。在此实施方式中，应力分布凸缘同样可以包括绕该中央隔开的两组通孔。

另一实施方式包括四组并排隔开的锚定螺栓，从而形成绕基座的中央的四个环，应力分布凸缘同样可以包括绕中央隔开的若干通孔，这些通孔的数量与锚定螺栓的数量相等。另选的是，可以应用另一数量的锚定螺栓，从而允许锚定螺栓与应力分布凸缘的另一构造。在简单的实施方式中，锚定螺栓可以仅形成一个环。

锚定螺栓可以具有表面处理，该表面处理允许基本在不具有影响混凝土的摩擦力的情况下张紧锚定螺栓。表面处理可以呈涂层或者套管的形式。就一个实施例而言，锚定螺栓可以覆盖有例如塑料的中空管，缠绕塑料胶带或者涂覆有适当的润滑油，从而允许锚定螺栓在基本上不与混凝土相互作用的张紧力的作用下伸展。

为了将塔架壁固定至基座，锚定螺栓可以延伸穿过位于基部凸缘中的孔。

锚定螺栓与间隔元件的至少一部分可以嵌在第一混凝土元件中。从而笼状结构形成第一混凝土元件的强化。

笼状结构的固定形状使得能够在浇铸混凝土之前调平上应力分布凸缘。应理解，第一混凝土元件可以是基座的唯一的混凝土元件。然而，本发明可以包括例如为了将塔架结构的下部分嵌在混凝土的本体中或者为了进一步调平的目的而浇铸附加混凝土元件的步骤。第一混凝土元件以及另外的混凝土元件可以由相同类型的混凝土或者不同类型的混凝土制成。

下应力分布凸缘可以特别地完全嵌在第一混凝土元件中。

可以在两个或者多个步骤中执行调平操作，例如，在布置附加的加强结构之前的第一调平步骤以及当布置附加的加强结构时的随后的第二调平步骤。因此，调平操作的第二步骤可以是为了调平笼状结构的精细调节。

锚定螺栓可以通过利用抵靠上应力分布凸缘的上表面张紧的第一螺帽而张紧。

基座还可以包括仿形夹具，该仿形夹具垂直布置在上应力分布凸缘上方并且具有多个孔，锚定螺栓延伸穿过这些孔。仿形夹具可以形成笼状结构的垂直延伸部，并因此便于更精确地调平上应力分布凸缘。仿形夹具可以包括测量对准用的工具，例如呈水位表的形式等。

为了提供应力分布凸缘的上表面与仿形夹具的下表面之间的接触，用于张紧锚定螺栓的前述第一螺帽可以被接纳在位于仿形夹具的下表面中的凹陷中，并且仿形夹具的下表面可因此抵靠上应力分布凸缘的上表面布置。仿形夹具可以在浇铸混凝土之前附接至笼状结构，并且仿形夹具可因此便于调平笼状结构并且特别便于调平上应力分布凸缘。一旦笼状结构嵌在混凝土中，或者至少一旦混凝土变硬，就可以移除仿形夹具并且重新用于制作新的基座。

下应力分布凸缘的下表面可以布置在多个这样的调平结构上，每个调平结构的高度均可独立调节。以此方式，可以为了调平上应力分布凸缘而调平整个笼状结构。调平结构可以嵌在混凝土中，例如嵌在第一混凝土元件中，或者嵌在模制第一混凝土元件之前模制的单独的混凝土元件中。

调平结构可以包括至少两个伸缩布置的顶杆以使得能够调节下应力分布凸缘与可供布置调平结构的地面或间隙层之间的间隔。顶杆可以包括锁定元件以便在调节至所需高度时锁定顶杆。还可以设置基板以及顶板或者相似结构以便保护顶杆。

如上提及的，调平结构可以布置在混凝土、硬核或相似材料的间隙层上以提供便于支撑调平结构并因此便于支撑笼状结构的表面。

至少一个调平结构可以大体垂直地布置在间隔元件下方。在一个实施方式中，每个调平结构可以大体垂直地布置在相应的间隔元件下方。

在一个实施方式中，至少一个调平结构可以例如通过利用一个或者多个锚定螺栓(特别借助布置在管状间隔结构内的锚定螺栓)附接至笼状结构。以此方式，笼状结构由直接布置在间隔结构下方的调平结构承载，笼状结构在所述间隔结构下方处的硬度高。调平结构与笼状结构的附接便于在一个或者多个调平结构被偏移的低风险情况下笼状结构的至少一部分嵌在混凝土中的这样的处理。

在另选的实施方式中，调平结构包括多个楔子。调平结构可以包括两个钢楔，这两个钢楔上下叠置，使得从一个楔子的钝端到尖端的方向与另一个楔子的钝端到尖端的方向相反。这允许楔子相对于彼此滑动直到达到调平结构的所需高度。调平结构还可以包括可相互附接的钢基部与钢顶部，从而当调节至所需高度时能够将楔子锁定在一起。

由于风轮机的尺寸日益增大，上应力分布凸缘与下应力分布凸缘中的至少一者可以包括多个凸缘片段以便于将应力分布凸缘运输至构建场所。上应力分布凸缘与下应力分布凸缘的片段的数量可以相同或者不同。

凸缘片段可以借助诸如鸠尾榫之类的几何锁定结构相互固定，或者借助配合到两个相邻的凸缘片段中相应形状的开口中的单独的锁定构件相互固定。锁定结构在两个相邻片段中的相应形状无需相同。在另选的实施方式中，两个相邻凸缘片段借助对接接头结合而无需附加固定，从而两个相邻凸缘片段仅经由锚定螺栓以及上应力分布凸缘与下应力分布凸缘结合。

可以有利地确保，应力分布凸缘的每个凸缘片段与其他片段处于同一水平面。特别地，这样的对准对于上应力分布凸缘可能是重要的，从而上表面变平并因而更好地适于承载塔架结构的基部凸缘。为了便于对准应力分布凸缘的片段，基座可以包括对准结构，该对准结构可以布置成与两个相邻凸缘片段的上表面与下表面同时接触并因而用于按压彼此处于同一水平面的相邻凸缘片段。在一个实施方式中，对准结构可以包括具有螺栓头与螺帽的螺栓或者具有两个螺帽的螺栓。两个螺帽或者螺栓头与螺帽可以挤压两个相邻凸缘分段的相对的上表面与下表面。为此目的，相邻凸缘的相邻边缘可以形成用于这样的螺栓的空间。

根据本发明的基座还可以包括垂直布置在上应力分布凸缘上方的支撑结构。特别地，支撑结构是可调节的以使得能够进一步调平塔架结构的基部凸缘并因此用于进一步提高塔架结构的调平。支撑结构可以包括布置在上应力分布凸缘的上表面上的多个可单独调节的元件。支撑结构可以固定至上应力分布凸缘。支撑结构可以与前述调平结构结合。

在第二方面中，本发明提供一种铺设风轮机用的基座的方法，该方法包括步骤：

提供上应力分布凸缘以及下应力分布凸缘；

提供多个锚定螺栓以及若干间隔元件；

将上应力分布凸缘与下应力分布凸缘布置成上应力分布凸缘经由间隔元件被下应力分布凸缘承载；

使至少第一组锚定螺栓张紧以在上应力分布凸缘与下应力分布凸缘之间施加压力从而防止上应力分布凸缘与下应力分布凸缘分离并且因而形成具有固定形状的笼状结构；并且

将锚定螺栓与间隔元件的至少一部分嵌在混凝土中。

应理解，技术人员会容易意识到，结合本发明的第一方面描述的任何特征也可以与本发明的第二方面结合，反之亦然。

当铺设根据本发明的第一方面的基座时，根据本发明的第二方面的方法是非常合适的。因此，上文关于基座阐明的论述可等同应用于相关的所述方法。

上应力分布凸缘与下应力分布凸缘可以设置有多个孔，并且锚定螺栓可以布置成穿过位于上应力分布凸缘与下应力分布凸缘中的孔。

间隔元件可以设置成管形形状，并且第一组锚定螺栓布置在间隔元件内部。第一组锚定螺栓可以例如构成锚定螺栓的总量的10％至30％。

所述方法可以包括步骤：在将锚定螺栓与间隔元件的至少一部分嵌在混凝土中之前，通过使第一螺帽抵靠所述上应力分布凸缘的上表面张紧而张紧第一组锚定螺栓的至少部分锚定螺栓。

所述方法还可以包括调平步骤：抵靠所述上应力分布凸缘的上表面布置仿形夹具的下表面，并且穿过位于仿形夹具中的孔布置锚定螺栓，在将锚定螺栓与间隔元件的至少一部分嵌在混凝土中之前执行所述调平步骤。

可以通过利用在仿形夹具上操作的调平仪器而调平上应力分布凸缘与下应力分布凸缘。这样的仪器可以固定至仿形夹具或者形成仿形夹具的一部分。

附图说明

现在将参照附图进一步描述本发明的实施方式，在附图中：

图1示出了笼状结构与仿形夹具的一个实施方式；

图2示出了如图1处指示的剖面A-A；以及

图3示出了调平结构的一个实施方式。

具体实施方式

应理解，尽管详细描述与具体实施例表示本发明的实施方式，但是仅以示例的方式给出详细描述与具体实施例，因为对于本技术领域中的那些技术人员而言，根据此详细描述，本发明的实质与范围内的多种变更以及变型会变得显而易见。

图1示出了风轮机用的基座的笼状结构1与仿形夹具2。笼状结构1包括上应力分布凸缘3与下应力分布凸缘4，上应力分布凸缘与下应力分布凸缘竖向偏置，并且借助多个张紧的锚定螺栓5连接并借助若干间隔元件6隔开。笼状结构1的形状借助锚定螺栓5的张紧以及间隔元件6的压缩固定。

间隔元件6具有管形形状并且绕第一组锚定螺栓5放置。未示出此第一组锚定螺栓5，因为间隔元件6布置成整个间隔元件围绕着这些第一组锚定螺栓5。

在最后调平笼状结构后，锚定螺栓5、间隔元件6以及下应力分布凸缘4将嵌在第一混凝土元件(未示出)中。

如图2中所示，通过利用抵靠上应力分布凸缘3的上表面8张紧的第一螺帽7而张紧第一组锚定螺栓5中的一些锚定螺栓5’。

仿形夹具2布置在上应力分布凸缘3的竖向上方，并且具有多个孔9，锚定螺栓5延伸穿过孔9。仿形夹具2形成笼状结构1的竖向延伸部，并因此便于更精确的调平上应力分布凸缘3。仿形夹具2包括测量对准用的水位标尺10。

此外，仿形夹具2包括四个吊耳11，这些吊耳构造成当笼状结构被调平并且准备好接纳仿形夹具时将仿形夹具2提升到笼状结构1上。

用于张紧若干锚定螺栓5的螺帽7接纳在位于仿形夹具的下表面13中的凹陷部分12中，仿形夹具的下表面抵靠上应力分布凸缘3的上表面8布置。

如图3中所示，下应力分布凸缘4的下表面14布置在多个调平结构上，各个调平结构均具有可单独调节的高度。在所示的实施方式中，调平结构布置在间隙层16上，调平结构包括一对伸缩布置的顶杆15a、15b以使得能够调节下应力分布凸缘4与间隙层16之间的距离。上顶杆15a包括至少布置在内表面的下部上的螺纹，而下顶杆15b包括至少布置在外表面的上部上的螺纹以使得能够调节距离。此外，调平结构附加地包括基板17，下顶杆15b布置在该基板上。

如图1中所示，上应力分布凸缘3与下应力分布凸缘4包括多个凸缘片段。下凸缘片段借助呈鸠尾榫形式的几何锁定结构相互固定。未示出上凸缘片段的相应的锁定结构。

Claims (21)

1.一种风轮机用的基座，该基座包括笼状结构，该笼状结构包括竖向偏置的上应力分布凸缘和下应力分布凸缘，所述上应力分布凸缘与所述下应力分布凸缘借助多个张紧的锚定螺栓连接并且借助若干间隔元件分离，其中所述笼状结构的形状借助所述锚定螺栓的张紧以及所述间隔元件的压缩而固定。

2.根据权利要求1所述的基座，所述间隔元件具有管形形状，并且其中所述间隔元件绕至少一组锚定螺栓放置。

3.根据权利要求1或者2所述的基座，其中，所述锚定螺栓及所述间隔元件的至少一部分嵌在第一混凝土元件中。

4.根据权利要求3所述的基座，其中，所述下应力分布凸缘嵌在所述第一混凝土元件中。

5.根据权利要求2所述的基座，其中，所述一组锚定螺栓中的至少一部分锚定螺栓利用抵靠所述上应力分布凸缘的上表面张紧的第一螺帽而被张紧。

6.根据权利要求1所述的基座，该基座还包括仿形夹具，该仿形夹具布置在所述上应力分布凸缘的竖向上方并且具有多个孔，所述锚定螺栓延伸穿过这些孔。

7.根据权利要求5所述的基座，该基座还包括仿形夹具，该仿形夹具布置在所述上应力分布凸缘的竖向上方并且具有多个孔，所述锚定螺栓延伸穿过这些孔，其中，每个第一螺帽被接纳在位于所述仿形夹具的下表面中的凹陷部中。

8.根据权利要求7所述的基座，其中，所述仿形夹具的下表面抵靠所述上应力分布凸缘的上表面布置。

9.根据权利要求1所述的基座，其中，所述下应力分布凸缘的下表面布置在多个调平结构上，每个所述调平结构均具有能单独调节的高度。

10.根据权利要求9所述的基座，其中，所述调平结构布置在由混凝土或硬核制成的间隙层上。

11.根据权利要求1所述的基座，其中，所述上应力分布凸缘与所述下应力分布凸缘中的至少一者包括多个凸缘片段。

12.根据权利要求11所述的基座，其中，所述片段借助几何锁定结构相互固定。

13.根据权利要求11或者12所述的基座，其中，所述上应力分布凸缘与所述下应力分布凸缘中的至少一者包括能以同时与一凸缘片段以及相邻凸缘片段的上下表面接触的方式布置的对准结构，借此使两个相邻的凸缘片段竖向对准。

14.根据权利要求1所述的基座，该基座还包括附加的加强结构，该加强结构包括多个嵌在混凝土中的杆。

15.一种铺设风轮机用的基座的方法，该方法包括步骤：

提供上应力分布凸缘以及下应力分布凸缘；

提供多个锚定螺栓以及若干间隔元件；

将所述上应力分布凸缘与所述下应力分布凸缘布置成所述上应力分布凸缘经由所述间隔元件被所述下应力分布凸缘承载；

张紧至少一组锚定螺栓以在所述上应力分布凸缘与所述下应力分布凸缘之间施加压缩力从而防止所述上应力分布凸缘与所述下应力分布凸缘分离并因而形成具有固定形状的笼状结构；并且

将所述锚定螺栓及所述间隔元件的至少一部分嵌在混凝土中。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述上应力分布凸缘与所述下应力分布凸缘设置有多个孔；并且其中，所述锚定螺栓被布置成穿过位于所述上应力分布凸缘与所述下应力分布凸缘中的所述孔。

17.根据权利要求15或者16所述的方法，其中，所述间隔元件设置有管形形状；并且其中，将所述一组锚定螺栓布置在间隔元件内。

18.根据权利要求15所述的方法，该方法包括步骤：在将所述锚定螺栓及所述间隔元件的至少一部分嵌在混凝土中之前，通过使第一螺帽抵靠所述上应力分布凸缘的上表面张紧而张紧所述一组锚定螺栓中的至少一部分锚定螺栓。

19.根据权利要求15所述的方法，该方法包括调平步骤，即：抵靠所述上应力分布凸缘的上表面布置仿形夹具的下表面，并且穿过位于所述仿形夹具中的孔布置所述锚定螺栓，在将所述锚定螺栓及所述间隔元件的至少一部分嵌在混凝土中之前执行所述调平步骤。

20.根据权利要求19所述的方法，该方法包括利用在所述仿形夹具上操作的调平仪器而调平所述上应力分布凸缘与所述下应力分布凸缘的步骤。

21.根据权利要求15所述的方法，该方法包括：第一调平步骤；布置附加加强结构的后继步骤；以及随后的第二调平步骤。