CN109595126B - 风力发电机组基础锚栓组件及其连接塔筒的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风力发电机组基础锚栓组件及其连接塔筒的施工方法，风力发电机组基础锚栓组件包括上锚板、下锚板、多个锚栓、支撑套管组及保护套管，锚栓连接上锚板及下锚板，支撑套管组包括第一支撑管、第二支撑管及固定连接第一支撑管与第二支撑管的连接管，第一支撑管和第二支撑管分别套入邻近的两个锚栓上，由第一支撑管和第二支撑管支撑上锚板，保护套管套设于其余锚栓上。一体的支撑套管组套设在两个相邻的锚栓上，可限制锚栓安装在上下锚板后在水平方向发生偏斜，避免锚栓围绕基础锚栓组件垂直轴的整体扭转变形，提高风力发电机组基础锚栓组件整体精度，提高风力发电机组基础锚栓组件的质量，降低塔筒吊装难度。

Description

风力发电机组基础锚栓组件及其连接塔筒的施工方法

技术领域

本发明涉及风电技术领域，特别是涉及一种风力发电机组基础锚栓组件及其连接塔筒的施工方法。

背景技术

锚栓式基础是风力发电机组陆上基础广泛采用的一种结构形式。相对于基础环式基础，锚栓式基础受力更加合理。由于锚栓式基础中的锚栓组件外观酷似鸟笼，因此锚栓组件又被称为锚栓笼。

如图1所示，现有的锚栓组件包括上锚板1、下锚板2、多个锚栓3、PVC套管(图未示)、钢制螺母及尼龙螺母5(见图2)。上锚板1及下锚板2均为圆环状，其上分别开设有同心设置的第一环形孔组及第二环形孔组。锚栓3的两端均设置有螺纹，锚栓3的下端穿入下锚板2的第一环形孔组及第二环形孔组，通过钢制螺母将锚栓3连接在下锚板2上。PVC套管套设在每个锚栓3上，尼龙螺母5螺接在锚栓3的顶端，锚栓3的顶端穿过上锚板1的第一环形孔组及第二环形孔组，使得上锚板1支撑在尼龙螺母5上。钢制螺母螺接在锚栓3的顶端并将上锚板1夹持在尼龙螺母5和钢制螺母之间，使得在上锚板1及下锚板2的径向上形成两排锚栓3。

然而，锚栓3安装在下锚板2上时，由于此时锚栓3属于悬臂结构，即便是将锚栓3下端的钢制螺母拧紧，锚栓3也会有或多或少的偏斜，从而导致锚栓3围绕锚栓笼中垂线的整体扭转，以及上下锚板水平错位等安装质量问题，也会影响锚栓最终的垂直精度，进而影响基础的质量，改变了锚栓的受力状态。

因此，亟需一种新的风力发电机组基础锚栓组件、基础及基础的施工方法。

发明内容

本发明提供一种可以限制锚栓安装到上下锚板后在水平方向发生偏斜，避免锚栓围绕风力发电机组基础锚栓组件垂直轴的整体扭转变形的风力发电机组基础锚栓组件。

本发明一方面提出了一种风力发电机组基础锚栓组件，包括上锚板、下锚板、多个锚栓、支撑套管组及保护套管，锚栓连接上锚板及下锚板，支撑套管组包括第一支撑管、第二支撑管及固定连接第一支撑管与第二支撑管的连接管，第一支撑管和第二支撑管分别套入邻近的两个锚栓上，由第一支撑管和第二支撑管支撑上锚板，保护套管套设于其余的锚栓上。

进一步地，上锚板及下锚板上分别开设有同心设置的第一环形孔组及第二环形孔组，锚栓分别设置于第一环形孔组及第二环形孔组中，第一支撑管和第二支撑管分别套入设置于第一环形孔组及第二环形孔组内邻近的两个锚栓上。

进一步地，第一支撑管和第二支撑管的两端抵持在上锚板及下锚板上。

进一步地，锚栓两端部的外周壁上设置有上螺纹及下螺纹，多个锚栓的下端分别穿入下锚板的第一环形孔组及第二环形孔组，第一螺母螺接在下锚板下方伸出的下螺纹上，套设有保护套管的锚栓上通过第二螺母螺接在下螺纹上且第二螺母位于下锚板的上方，锚栓的上端通过第三螺母连接在上锚板上，且第三螺母位于上锚板远离下锚板的一侧。

进一步地，连接管分别与第一支撑管、第二支撑管垂直连接，和/或连接管与第一支撑管、第二支撑管呈45度角连接，且相邻的两个连接管之间的夹角为90度。

进一步地，支撑套管组为钢管、不锈钢管、铝合金管或铜管。

进一步地，保护套管由PVC管或PE管及与其配套的热塑管组成。

进一步地，还包括套管，套管套设于设置有支撑套管组的锚栓上，支撑套管组的顶端通过套管支撑上锚板。

本发明还提供一种风力发电机组基础锚栓组件连接塔筒的施工方法，包括以下步骤：

提供风力发电机组基础锚栓组件并将其放置于基坑中；

将混凝土浇注到基坑中形成基础承台，使得基础承台表面与第一支撑管和第二支撑管的顶端相平齐；

对基础承台进行振捣；

去除上锚板及套管；

在基础承台表面设置塔筒支撑件，将塔底法兰放置于塔筒支撑件上，使得锚栓的上端穿入塔底法兰的法兰孔中；

在基础承台的表面进行灌浆形成灌浆层；

在锚栓伸出法兰孔的螺纹上安装连接螺母，以为锚栓施加预紧力。

进一步地，对基础承台进行振捣步骤中还包括对基础承台上表面进行凿毛、清理松散骨料、冲洗湿润的步骤。

本发明所提供的风力发电机组基础锚栓组件中的一体结构的支撑套管组套设在两个相邻的锚栓上，可以限制锚栓安装到上下锚板后在水平方向发生偏斜，避免锚栓围绕风力发电机组基础锚栓组件垂直轴的整体扭转变形，可提高风力发电机组基础锚栓组件的整体精度，提高风力发电机组基础锚栓组件的质量，降低塔筒吊装难度。

此外，本发明所提供的风力发电机组基础锚栓组件中进一步包括套管，由于设置有套管，其将第一支撑管和第二支撑管的顶端与上锚板之间的距离增大，提供了较大的振捣空间，可以提高振捣的质量，有利于对基础承台上表面的凿毛、清理松散骨料、冲洗湿润工作，可以满足灌浆操作的基面处理要求，以达到灌浆层与基础承台上表面结合紧密的目的，从而可以提高基础的施工质量。

附图说明

下面将参考附图来描述本发明示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是现有技术中的锚栓组件的局部结构示意图；

图2是现有技术中的锚栓组件经过灌浆后与塔底法兰连接的结构示意图；

图3是本发明实施例的风力发电机组基础锚栓组件的结构示意图；

图4是本发明实施例的风力发电机组基础锚栓组件的支撑套管组及锚栓安装在上锚板及下锚板的结构示意图；

图5是本发明实施例的风力发电机组基础锚栓组件中的支撑套管组的另一种结构示意图；

图6是本发明实施例的风力发电机组基础锚栓组件优选结构示意图；

图7是图6中的风力发电机组基础锚栓组件部分嵌入基础承台的结构示意图；

图8是应用图6中的风力发电机组基础锚栓组件与塔底法兰连接的结构示意图。

其中：

1-上锚板；11-第一环形孔组；12-第二环形孔组；2-下锚板；3-锚栓；4-支撑套管组；41-第一支撑管；42-第二支撑管42；43-连接管；5-尼龙螺母；6-灌浆层；7-塔底法兰；8-基础承台；9-套管；101-第二螺母；102-第三螺母；103-连接螺母。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本发明造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

图3示出了本发明实施例的风力发电机组基础锚栓组件的结构示意图。图4示出了本发明实施例的风力发电机组基础锚栓组件的第一支撑套管及锚栓安装在上锚板及下锚板的结构示意图。

本发明实施例的风力发电机组基础锚栓组件，包括上锚板1、下锚板2、多个锚栓3、支撑套管组4及保护套管(图未示)，锚栓3连接上锚板1及下锚板2，支撑套管组4包括第一支撑管41、第二支撑管42及固定连接第一支撑管41与第二支撑管42的连接管43。优选的，连接管43通过焊接的方式与第一支撑管41与第二支撑管42进行连接，使得支撑套管组4成为一体结构。第一支撑管41和第二支撑管42分别套入邻近的两个锚栓3中，由第一支撑管41和第二支撑管42支撑上锚板1，保护套管套设于其余的锚栓3中。一体结构的支撑套管组4套设在两个相邻的锚栓3上，可以限制锚栓3安装在上锚板1、下锚板2后在水平方向发生偏斜，避免锚栓3围绕风力发电机组基础锚栓组件垂直轴的整体扭转变形，可提高风力发电机组基础锚栓组件整体精度，降低塔筒吊装难度。

具体结构请结合参阅图2及图3，上锚板1及下锚板2均为圆环状，其上分别开设有同心设置的第一环形孔组11及第二环形孔组12。第一环形孔组11及第二环形孔组12分别由多个通孔组成。锚栓3的上下两端通过螺母设置在第一环形孔组11及第二环形孔组12中。支撑套管组4包括第一支撑管41、第二支撑管42及连接第一支撑管41与第二支撑管42的连接管43。第一支撑管41和第二支撑管42分别套入设置于第一环形孔组11及第二环形孔组12内邻近的两个锚栓3上，使得支撑套管组4跨设在第一环形孔组11及第二环形孔组12，且第一支撑管41和第二支撑管42的两端抵持在上锚板1及下锚板2上。其余的锚栓3上套设有保护套管，保护套管可以在混凝土浇注和养护的过程中使锚栓3免于与混凝土接触和粘结，有利于锚栓3的预紧。

由于支撑套管组4为一体结构件，且横跨在第一环形孔组11及第二环形孔组12上的锚栓3上，可以限制锚栓3安装在上锚板1、下锚板2后在水平方向发生偏斜，避免锚栓3围绕风力发电机组基础锚栓组件垂直轴的整体扭转变形，可提高风力发电机组基础锚栓组件的整体精度，降低塔筒吊装难度。此外，第一支撑管41和第二支撑管42将上锚板1进行支撑，因此可以省去现有技术中的尼龙螺母5，不仅减少了安装步骤，而且使得风力发电机组基础锚栓组件的成本大大降低。

具体的，锚栓3两端部的外周壁上设置有上螺纹及下螺纹，多个锚栓3的下端分别穿入下锚板2的第一环形孔组11及第二环形孔组12，使得下螺纹从下锚板2的下方伸出，第一螺母螺接在下锚板2下方伸出的下螺纹上。在套设有保护套管的锚栓3上通过第二螺母101螺接在其下螺纹上且第二螺母101位于下锚板2的上方。套设有保护套管的锚栓3通过第一螺母及第二螺母101连接在下锚板2上，所有锚栓3的上端通过第三螺母102连接在上锚板1上，且第三螺母102位于上锚板1远离下锚板2的一侧。

支撑套管组4的数量可以为一组或多组，优选的可以对称分布，可大幅度提高风力发电机组基础锚栓组件的整体精度。如图3中所示，支撑套管组4的数量为四组，多组支撑套管组4可以使得限制锚栓3在水平方向发生偏斜，避免锚栓3围绕风力发电机组基础锚栓组件垂直轴的整体扭转变形的效果更好，更有利于上锚板1在锚栓3上的安装，提高风力发电机组基础锚栓组件的安装质量及安装效率。

此外，连接管43与第一支撑管41、第二支撑管42之间的连接形式可以为如图3中的分别与第一支撑管41、第二支撑管42垂直连接，也可以为如图5所示的形式，即连接管43与第一支撑管41、第二支撑管42呈45度角连接，且相邻的两个连接管43之间的夹角为90度。也可以是上述两种连接方式的组合，即在同一组支撑套管组4中既包括连接管43分别与第一支撑管41、第二支撑管42垂直连接，又包括连接管43与第一支撑管41、第二支撑管42呈45度角连接。

支撑套管组4优选为刚性材料制成，以提高其对上锚板1的支撑稳定性，如钢管、不锈钢管、铝合金管或铜管等。

保护套管优选为由PVC管或PE管及与其配套的热塑管组成，用于隔离锚栓3和混凝土，使得锚栓3在张拉的过程中能够自由伸长，不和混凝土发生粘连。

请参阅图2，图2是现有技术中锚栓组件经过灌浆后与塔底法兰连接的结构示意图，经过灌浆后尼龙螺母5的上表面与灌浆层6上表面平齐，导致上锚板1距离混凝土浇筑的基础承台8上表面只有一个灌浆层6的厚度空间。通常灌浆层6只有50-80mm厚，其用于分散塔筒对基础承台8的压力。这样狭窄的操作空间会影响锚栓1周围的混凝土的浇筑和振捣，造成此部位混凝土不够密实，形成混凝土空洞，使基础承台8局部抗压承载力下降。请参阅图6及图7，为了解决上述问题，本发明实施例的风力发电机组基础锚栓组件进一步包括套管9，套管9的数量与第一支撑管41和第二支撑管42的数量相同，套管9套设于设置有支撑套管组4的锚栓3上，支撑套管组4的顶端通过套管9与上锚板1抵持，以对上锚板1进行支撑。套管9也由刚性材料制成，以提高其对上锚板1的支撑稳定性，如钢管、不锈钢管、铝合金管或铜管等。由于设置有套管9，其将第一支撑管41和第二支撑管42的顶端与上锚板1之间的距离增大，提供了较大的振捣空间，同时有利于对基础承台8上表面的凿毛、清理松散骨料、冲洗湿润工作，可以满足灌浆操作的基面处理要求，以达到灌浆层与基础承台8上表面结合紧密的目的，从而可以提高基础的施工质量。

本发明实施例还提供了应用上述风力发电机组基础锚栓组件连接塔筒的施工方法，请结合参阅图7及图8。

S1：提供上述带有套管9的风力发电机组基础锚栓组件并放置于基坑中；

S2：将混凝土浇注到基坑中形成基础承台8，使得基础承台8表面与第一支撑管41和第二支撑管42的顶端相平齐；

S3：对基础承台8进行振捣；

S4：去除上锚板1及套管9；

S5：在基础承台8表面设置塔筒支撑件，将塔底法兰7放置于塔筒支撑件上，使得锚栓3的上端穿入塔底法兰7的法兰孔中；

S6：在基础承台8的表面进行灌浆形成灌浆层6；

S7：在锚栓3伸出法兰孔的上螺纹上安装连接螺母103，以为锚栓3施加预紧力。

在上述施工方法S3中还可以包括对基础承台8上表面进行凿毛、清理松散骨料、冲洗湿润的步骤，该步骤可增加灌浆层与基础承台上表面结合紧密度。

本发明实施例的塔架基础施工方法中，由于基础锚栓组件中设置有套管，使得混凝土浇注后形成的基础承台的表面可以与第一支撑管和第二支撑管的顶端相平齐，由套管为振捣过程提供了较大的操作空间，可以提高振捣的质量，有利于对基础承台上表面的凿毛、清理松散骨料、冲洗湿润工作，可以满足灌浆操作的基面处理要求，以达到灌浆层与基础承台上表面结合紧密得目的，从而可以提高基础的施工质量。

本发明实施例提供的风力发电机组基础锚栓组件，由于支撑套管组为一体结构件，且横跨在第一环形孔组及第二环形孔组上的锚栓上，可以限制锚栓3安装在上锚板1、下锚板2后在水平方向发生偏斜，避免锚栓3围绕风力发电机组基础锚栓组件垂直轴的整体扭转变形，可提高风力发电机组基础锚栓组件的整体精度，降低塔筒吊装难度。此外，第一支撑管和第二支撑管将上锚板进行支撑，因此可以省去现有技术中的尼龙螺母，不仅减少了安装步骤，而且使得风力发电机组基础锚栓组件的成本大大降低。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (9)

1.一种风力发电机组基础锚栓组件，其特征在于，包括上锚板（1）、下锚板（2）、多个锚栓（3）、支撑套管组（4）及保护套管，所述锚栓（3）连接所述上锚板（1）及所述下锚板（2），所述支撑套管组（4）包括第一支撑管（41）、第二支撑管（42）及固定连接所述第一支撑管（41）与所述第二支撑管（42）的连接管（43），所述支撑套管组为一体结构件，

所述上锚板（1）及所述下锚板（2）上分别开设有同心设置的第一环形孔组（11）及第二环形孔组（12），所述锚栓（3）分别设置于所述第一环形孔组（11）及所述第二环形孔组（12）中，所述第一支撑管（41）和所述第二支撑管（42）分别套入设置于所述第一环形孔组（11）及所述第二环形孔组（12）内邻近的两个所述锚栓（3）上，由所述第一支撑管（41）和所述第二支撑管（42）支撑所述上锚板（1），所述保护套管套设于其余的所述锚栓（3）上。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组基础锚栓组件，其特征在于，所述第一支撑管（41）和所述第二支撑管（42）的两端抵持在所述上锚板（1）及所述下锚板（2）上。

3.根据权利要求2所述的风力发电机组基础锚栓组件，其特征在于，所述锚栓（3）两端部的外周壁上设置有上螺纹及下螺纹，多个所述锚栓（3）的下端分别穿入所述下锚板（2）的所述第一环形孔组（11）及所述第二环形孔组（12），第一螺母螺接在所述下锚板（2）下方伸出的所述下螺纹上，套设有保护套管的所述锚栓（3）上通过第二螺母（101）螺接在所述下螺纹上且所述第二螺母（101）位于所述下锚板（2）的上方，所述锚栓（3）的上端通过第三螺母（102）连接在所述上锚板（1）上，且所述第三螺母（102）位于上锚板（1）远离下锚板（2）的一侧。

4.根据权利要求2所述的风力发电机组基础锚栓组件，其特征在于，所述连接管（43）分别与所述第一支撑管（41）、所述第二支撑管（42）垂直连接，和/或所述连接管（43）与所述第一支撑管（41）、所述第二支撑管（42）呈45度角连接，且相邻的两个所述连接管（43）之间的夹角为90度。

5.根据权利要求1所述的风力发电机组基础锚栓组件，其特征在于，所述支撑套管组（4）为钢管、不锈钢管、铝合金管或铜管。

6.根据权利要求1所述的风力发电机组基础锚栓组件，其特征在于，所述保护套管由PVC管或PE管及与其配套的热塑管组成。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的风力发电机组基础锚栓组件，其特征在于，还包括套管（9），所述套管（9）套设于设置有所述支撑套管组（4）的所述锚栓（3）上，所述支撑套管组（4）的顶端通过所述套管（9）支撑所述上锚板（1）。

8.一种风力发电机组基础锚栓组件连接塔筒的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供如权利要求5所述的风力发电机组基础锚栓组件并将其放置于基坑中；

将混凝土浇注到所述基坑中形成基础承台（8），使得所述基础承台（8）表面与所述第一支撑管（41）和所述第二支撑管（42）的顶端相平齐；

对所述基础承台（8）进行振捣；

去除所述上锚板（1）及所述套管（9）；

在所述基础承台（8）表面设置塔筒支撑件，将塔底法兰（7）放置于所述塔筒支撑件上，使得所述锚栓（3）的上端穿入所述塔底法兰（7）的法兰孔中；

在所述基础承台（8）的表面进行灌浆形成灌浆层（6）；

在所述锚栓（3）伸出所述法兰孔的螺纹上安装连接螺母（103），以为所述锚栓（3）施加预紧力。

9.根据权利要求8所述的风力发电机组基础锚栓组件连接塔筒的施工方法，其特征在于，所述对所述基础承台（8）进行振捣步骤中还包括对所述基础承台（8）上表面进行凿毛、清理松散骨料、冲洗湿润的步骤。

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