CN107964978A - 风力发电机基础锚栓加固结构及基础锚栓断裂加固方法 - Google Patents

风力发电机基础锚栓加固结构及基础锚栓断裂加固方法 Download PDF

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王诚辉
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Abstract

本发明公开了一种风力发电机基础锚栓加固结构及基础锚栓断裂加固方法,该结构包括传力横梁、垫块、支撑板、内锚板、外锚板、PVC套管;在塔筒筒壁上开有接近塔筒底部的横梁安装孔,传力横梁穿设在该横梁安装孔中,由支撑板进行支撑,传力横梁与筒壁接触位置设置有上下两块垫块,内锚板、外锚板设置在传力横梁的顶部,并分别与锚栓连接,锚栓的上部分由PVC套管包裹,下部分裸露,将锚栓裸露部分放入基础开孔中后,浇筑灌浆料,使锚栓与基础混凝土结合在一起,且PVC套管延伸至内、外锚板的锚栓孔中,对锚栓起到防腐保护作用。本发明可以避免地下施工,且低成本高效率地解决锚栓断裂问题。

Description

风力发电机基础锚栓加固结构及基础锚栓断裂加固方法
技术领域
[0001] 本发明涉及风力发电机基础锚栓断裂维护的技术领域,尤其是指一种风力发电机 基础锚栓加固结构及基础锚栓断裂加固方法。
背景技术
[0002] 锚栓基础是一种风力发电机常用的基础类型,在该基础结构形式下,机组全部载 荷通过基础锚栓传递到基础混凝土部分。相比基础环式风机基础,锚栓基础避免了基础连 接位置的刚度突变,受力更合理。但锚栓基础也有很大不足,即锚栓出现断裂后难以更换。 而且当出现锚栓断裂后,断裂位置附近锚栓由于承载更大,会以逐渐加速的趋势发生断裂, 使机组发生倾覆风险。为机组运行安全,当出现锚栓断裂情况时,需尽快采取措施,避免锚 栓出现连续的区域性断裂。
[0003] 目前对于基础锚栓断裂的机组常用的方法是通过在基础旁边开挖竖井,进入基础 底部将断裂锚栓取出,然后替换为新的锚栓,或者通过竖井到达断裂位置,安装转接头将锚 栓续接起来。该方案施工操作复杂,施工周期长,成本较高,并且需要地下施工,存在安全隐 患。同时,在机组附近开挖直径较大的竖井,对原基础承载会有一定影响。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足,提出了一种风力发电机基础锚栓 加固结构及基础锚栓断裂加固方法,可以避免地下施工,且低成本高效率地解决锚栓断裂 问题。
[0005] 为实现上述目的,本发明所提供的技术方案如下:
[0006] 一种风力发电机基础锚栓加固结构,包括有传力横梁、垫块、支撑板及与锚栓配套 的内锚板、外锚板、PVC套管;在风力发电机的塔筒筒壁上开有接近塔筒底部的横梁安装孔, 所述传力横梁穿设在该横梁安装孔中,其一部分位于塔筒内,另一部分位于塔筒外,该两部 分分别由支撑板进行支撑,所述支撑板抵触于塔筒底部法兰上,能够将锚栓预紧力传递到 塔筒底部法兰,防止筒壁在锚栓预紧力作用下受压屈曲,同时在传力横梁与筒壁接触位置 设置有上下两块垫块,垫块形状与筒壁开孔上下边缘尺寸相同,起到保护筒壁的作用;所述 内锚板、外锚板设置在传力横梁的顶部,该内锚板位于塔筒内,该外锚板位于塔筒外,所述 内锚板、外锚板分别与各自相应的锚栓连接,即内锚板与位于塔筒内的锚栓连接,外锚板与 位于塔筒外的锚栓连接,用于将载荷传递至基础,所述锚栓是竖直穿过相应锚板,并采用螺 母拧紧;所述锚栓的上部分由PVC套管包裹,下部分裸露,将锚栓裸露部分放入基础开孔中 后,浇筑灌浆料,使锚栓与基础混凝土结合在一起,且由于PVC套管的保护,锚栓上部分未与 混凝土结合,PVC套管延伸至内、外锚板的锚栓孔中,对锚栓起到防腐保护作用。
[0007] 所述锚栓的底部设置防滑移螺母,以增加锚栓与混凝土的整体性。
[0008] 所述横梁安装孔为椭圆孔。
[0009] —种基础锚栓断裂加固方法,该方法主要是将原断裂的基础锚栓弃用,在其侧边 重新植入新的锚栓,使风力发电机组载荷通过新锚栓传递至基础,其中植入的新锚栓配置 有加固结构,以增强新锚栓的结构安全性,所述加固结构包括有传力横梁、垫块、支撑板及 与锚栓配套的内锚板、外锚板、PVC套管;该方法的具体情况如下:
[0010] 在锚栓断裂位置基础混凝土上钻孔,为植入新锚栓做准备;
[0011] 在锚栓断裂位置上方的筒壁上开横梁安装孔,使传力横梁能够穿过筒壁,传力横 梁穿设在横梁安装孔中,其一部分位于塔筒内,另一部分位于塔筒外;
[0012] 在传力横梁与筒壁接触位置设置上下两个垫块,垫块形状与筒壁开孔上下边缘尺 寸相同,起到保护筒壁的作用;
[0013] 传力横梁下方设置内、外支撑板,用于支撑传力横梁位于塔筒内外的两部分,支撑 板位于传力横梁与塔筒底部法兰之间,能够将锚栓预紧力传递到塔筒底部法兰,防止筒壁 在锚栓预紧力作用下受压屈曲;
[0014] 横梁上方设置内锚板与外锚板,内、外锚板与锚栓连接,即内锚板与位于塔筒内的 锚栓连接,外锚板与位于塔筒外的锚栓连接,能够将载荷传递至基础,其中锚栓是竖直穿过 相应锚板,并采用螺母拧紧;此外,锚栓上部分由PVC套管包裹,下部分裸露,将锚栓裸露部 分放入基础开孔中后,浇筑灌浆料,使锚栓与原基础混凝土结合在一起;由于PVC套管的保 护作用,锚栓上部分未与混凝土结合,方便施加预紧力并增加承载安全性,且PVC套管延伸 至内、外锚板的锚栓孔中,对锚栓起到防腐保护作用;
[0015] 当塔筒承载时,塔筒至地基的载荷传递路线为塔筒底部法兰-支撑板-传力横梁-锚板-锚栓-地基,通过为新锚栓配套该加固结构,能够避免地下施工,方便快捷的恢复锚栓 断裂位置承载能力,从而增加结构安全性。
[0016] 所述锚栓底部设置防滑移螺母,以增加锚栓与混凝土的整体性。
[0017]混凝土与筒壁上开孔需与加固结构相互配合,在具体项目中尺寸通过强度计算确 定。
[0018] 所述横梁安装孔为椭圆孔。
[0019] 本发明与现有技术相比,具有如下优点与有益效果:
[0020] 目前处理风机锚栓断裂的方案,一般是在断裂位置侧边开挖竖井,到基础底部将 断裂的锚栓旋出并替换为新锚栓,或者通过竖井在锚栓断裂添加接头,将断裂的部分连接 起来。两种方法均需开挖基础,施工人员到地下作业,存在一定的安全风险,同时开挖竖井 对基础承载能力会产生影响。
[0021] 本技术方案避免了开发竖井,将断裂锚栓废弃不用,通过在基础混凝土上钻孔后 植入新锚栓配套加固结构的承载力,可以节约施工成本、缩短施工周期,同时避免了安全风 险。
[0022] 另外,在风机塔筒设计中,由于考虑门洞的影响,塔筒底段钢板厚度设计值往往较 大,具有很高的安全裕度,为设计横穿筒壁的传力横梁提供了可能性。
附图说明
[0023]图1为风力发电机基础锚栓加固结构安装上锚栓的示意图。
[0024]图2为风力发电机基础锚栓加固结构示意图。
[0025]图3为传力横梁、垫块、内锚板、外锚板的组合示意图。
[0026]图4为风力发电机基础锚栓加固结构应用于塔筒的示意图。
[0027]图5为塔筒筒壁开孔图。
具体实施方式
[0028]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0029]参见图1至图5所示,本实施例所提供的风力发电机基础锚栓加固结构,包括有传 力横梁1、垫块2、支撑板3及与锚栓4配套的内锚板5、外锚板6、PVC套管7;在风力发电机的塔 筒8筒壁上开有接近塔筒8底部的横梁安装孔9,具体为椭圆孔,所述传力横梁1穿设在该横 梁安装孔9中,其一部分位于塔筒8内,另一部分位于塔筒8外,该两部分分别由支撑板3进行 支撑,所述支撑板3抵触于塔筒底部法兰10上,能够将锚栓4预紧力传递到塔筒底部法兰10, 防止筒壁在锚栓4预紧力作用下受压屈曲,同时在传力横梁1与筒壁接触位置设置有上下两 块垫块2,垫块2形状与筒壁开孔上下边缘尺寸相同,起到保护筒壁的作用;所述内锚板5、外 锚板6设置在传力横梁1的顶部,该内锚板5位于塔筒8内,该外锚板6位于塔筒8外,所述内锚 板5、外锚板6分别与各自相应的锚栓4连接,即内锚板5与位于塔筒8内的锚栓4连接,外锚板 6与位于塔筒8外的锚栓4连接,用于将载荷传递至基础,所述锚栓4是竖直穿过相应锚板,并 采用螺母11拧紧;所述锚栓4的上部分由PVC套管7包裹,下部分裸露,将锚栓裸露部分放入 基础开孔中后,浇筑灌浆料,使锚栓4与基础混凝土结合在一起;此外,锚栓4底部设置防滑 移螺母12,以增加锚栓4与混凝土的整体性。另外,由于PVC套管7的保护,锚栓上部分未与混 凝土结合,PVC套管7延伸至内、外锚板5、6的锚栓孔中,对锚栓4起到防腐保护作用。
[0030] 以下为本实施例所提供的基础锚栓断裂加固方法,为了避免地下施工,该方法主 要是将原断裂的基础锚栓弃用,在其侧边重新植入新的锚栓,使风力发电机组载荷通过新 锚栓传递至基础,其中植入的新锚栓配置有上述的加固结构,以增强新锚栓的结构安全性。 其具体情况如下:
[0031] 在锚栓断裂位置基础混凝土上钻孔,为植入新锚栓做准备。
[0032] 在锚栓断裂位置上方的筒壁上开横梁安装孔,具体为椭圆孔,使传力横梁能够穿 过筒壁,传力横梁穿设在横梁安装孔中,其一部分位于塔筒内,另一部分位于塔筒外;
[0033] 混凝土与筒壁上开孔需与加固结构相互配合,在具体项目中尺寸通过强度计算确 定。
[0034] 在传力横梁与筒壁接触位置设置上下两个垫块,垫块形状与筒壁开孔上下边缘尺 寸相同,起到保护筒壁的作用;
[0035] 传力横梁下方设置内、外支撑板,用于支撑传力横梁位于塔筒内外的两部分,支撑 板位于传力横梁与塔筒底部法兰之间,能够将锚栓预紧力传递到塔筒底部法兰,防止筒壁 在锚栓预紧力作用下受压屈曲;
[0036] 横梁上方设置内锚板与外锚板,内、外锚板与锚栓连接,即内锚板与位于塔筒内的 锚栓连接,外锚板与位于塔筒外的锚栓连接,能够将载荷传递至基础,其中锚栓是竖直穿过 相应锚板,并采用螺母拧紧;此外,锚栓上部分由PVC套管包裹,下部分裸露,将锚栓裸露部 分放入基础开孔中后,浇筑灌浆料,使锚栓与原基础混凝土结合在一起;锚栓底部设置防滑 移螺母,以增加锚栓与混凝土的整体性;由于PVC套管的保护作用,锚栓上部分未与混凝土 结合,方便施加预紧力并增加承载安全性,且PVC套管延伸至内、外锚板的锚栓孔中,对锚栓 起到防腐保护作用;
[0037]当塔筒承载时,塔筒至地基的载荷传递路线为塔筒底部法兰-支撑板-传力横梁-锚板-锚栓-地基,通过为新锚栓配套该加固结构,能够避免地下施工,方便快捷的恢复锚栓 断裂位置承载能力,从而增加结构安全性。
[0038]综上所述,本发明方案避免了开发竖井,避免地下施工,将断裂锚栓废弃不用,通 过在基础混凝土上钻孔后植入新锚栓配套加固结构的承载力,可以节约施工成本、缩短施 工周期,同时避免了安全风险。另外,在风机塔筒设计中,由于考虑门洞13的影响,参见图5 所示,塔筒底段钢板厚度设计值往往较大,具有很高的安全裕度,为设计横传力穿筒壁的横 梁提供了可能性。这相比现有技术,本发明可以低成本高效率地解决锚栓断裂问题,且安全 可靠,简单快捷,具有实际推广价值,值得推广。
[0039]以上所述实施例只为本发明之较佳实施例,并非以此限制本发明的实施范围,故 凡依本发明之形状、原理所作的变化,均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1. 一种风力发电机基础锚栓加固结构,其特征在于:包括有传力横梁、垫块、支撑板及 与锚栓配套的内锚板、外锚板、PVC套管;在风力发电机的塔筒筒壁上开有接近塔筒底部的 横梁安装孔,所述传力横梁穿设在该横梁安装孔中,其一部分位于塔筒内,另一部分位于塔 筒外,该两部分分别由支撑板进行支撑,所述支撑板抵触于塔筒底部法兰上,能够将锚栓预 紧力传递到塔筒底部法兰,防止筒壁在锚栓预紧力作用下受压屈曲,同时在传力横梁与筒 壁接触位置设置有上下两块垫块,垫块形状与筒壁开孔上下边缘尺寸相同,起到保护筒壁 的作用;所述内锚板、外锚板设置在传力横梁的顶部,该内锚板位于塔筒内,该外锚板位于 塔筒外,所述内锚板、外锚板分别与各自相应的锚栓连接,即内锚板与位于塔筒内的锚栓连 接,外锚板与位于塔筒外的锚栓连接,用于将载荷传递至基础,所述锚栓是竖直穿过相应锚 板,并采用螺母拧紧;所述锚栓的上部分由PVC套管包裹,下部分裸露,将锚栓裸露部分放入 基础开孔中后,浇筑灌浆料,使锚栓与基础混凝土结合在一起,且由于PVC套管的保护,锚栓 上部分未与混凝土结合,PVC套管延伸至内、外锚板的锚栓孔中,对锚栓起到防腐保护作用。
2. 根据权利要求1所述的一种风力发电机基础锚栓加固结构,其特征在于:所述锚栓的 底部设置防滑移螺母,以增加锚栓与混凝土的整体性。
3. 根据权利要求1所述的一种风力发电机基础锚栓加固结构,其特征在于:所述横梁安 装孔为椭圆孔。
4. 一种基础锚栓断裂加固方法,其特征在于:该方法主要是将原断裂的基础锚栓弃用, 在其侧边重新植入新的锚栓,使风力发电机组载荷通过新锚栓传递至基础,其中植入的新 锚栓配置有加固结构,以增强新锚栓的结构安全性,所述加固结构包括有传力横梁、垫块、 支撑板及与锚栓配套的内锚板、外锚板、PVC套管;该方法的具体情况如下: 在锚栓断裂位置基础混凝土上钻孔,为植入新锚栓做准备; 在锚栓断裂位置上方的筒壁上开横梁安装孔,使传力横梁能够穿过筒壁,传力横梁穿 设在横梁安装孔中,其一部分位于塔筒内,另一部分位于塔筒外; 在传力横梁与筒壁接触位置设置上下两个垫块,垫块形状与筒壁开孔上下边缘尺寸相 同,起到保护筒壁的作用; 传力横梁下方设置内、外支撑板,用于支撑传力横梁位于塔筒内外的两部分,支撑板位 于传力横梁与塔筒底部法兰之间,能够将锚栓预紧力传递到塔筒底部法兰,防止筒壁在锚 栓预紧力作用下受压屈曲; 横梁上方设置内锚板与外锚板,内、外锚板与锚栓连接,即内锚板与位于塔筒内的铺栓 连接,外锚板与位于塔筒外的锚栓连接,能够将载荷传递至基础,其中锚栓是竖直穿过相应 锚板,并采用螺母拧紧;此外,锚栓上部分由PVC套管包裹,下部分裸露,将锚栓裸露部分放 入基础开孔中后,浇筑灌浆料,使锚栓与原基础混凝土结合在一起;由于PVC套管的保护作 用,锚栓上部分未与混凝土结合,方便施加预紧力并增加承载安全性,且PVC套管延伸至内、 外锚板的锚栓孔中,对锚栓起到防腐保护作用; 当塔筒承载时,塔筒至地基的载荷传递路线为塔筒底部法兰-支撑板-传力横梁-销板-锚栓-地基,通过为新锚栓配套该加固结构,能够避免地下施工,方便快捷的恢复锚栓断裂 位置承载能力,从而增加结构安全性。
5.根据权利要求4所述的一种基础锚栓断裂加固方法,其特征在于:所述锚检底部设置 防滑移螺母,以增加锚栓与混凝土的整体性。 ^
6.根据权利要求4所述的一种基础错栓断裂加固方法,其特征在于:混凝土与筒壁上开 孔需与加固结构相互配合,在具体项目中尺寸通过强度计算确定。
7.根据权利要求4所述的一种基础铺栓断裂加固方法,其特征在于:所述横梁安装孔为 椭圆孔。
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