CN109869283A - 一种基础环式风电塔筒基础性能提升技术 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基础环式风电塔筒基础性能提升技术，涉及风力发电技术领域。该体系包括基础环、防开裂钢盖板、环形连接钢板、栓钉、刚性连接件、高强圆钢管支撑和预埋板等。所述的基础环埋设于基础混凝土中，上部与风电机组塔筒连接。基础环与混凝土顶面交界处设置防开裂钢盖板，防开裂钢盖板与混凝土接触的一面焊接有栓钉。沿基础环高度方向按一定距离间隔布置环形连接钢板和刚性连接件。基础环底部沿环向设置4～6个高强圆钢管支撑，高强圆钢管支撑下端与预埋板焊接。该技术提高了基础环与混凝土的共同受力性能，改善了传统基础形式中基础环连接破坏、混凝土开裂、穿孔钢筋用量较大、施工复杂等突出问题，具有广阔的工程应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域。
背景技术
风电能源是一种无污染、可再生的清洁能源。陆上风电场发电量高、风机运行稳定、制造技术成熟，近年来被广泛投入使用。
基础位于风电塔筒的底部，用于承受上部传来的巨大荷载，是保证风电机组安全性和正常运行的重要部件。陆上风电机组通常采用钢筋混凝土基础，与塔筒通过基础环连接，该连接方式具有构造简单，工序较少，造价较低，对工人技术要求不高等优点，但由于基础环与混凝土连接性能不强，在上部较大竖向和水平荷载作用下，两者交界面易发生脱落和挤压，导致基础顶面和内部混凝土开裂、基础环被整体拔出等破坏，造成风电机组停运或损坏。为了加强基础环与混凝土的连接，传统方法需设置大量穿孔钢筋，导致施工困难度和材料用量增加。因此，有必要结合风机基础的受力特点，提出一种基础环式风电塔筒基础性能提升技术，以加强基础环与混凝土的共同工作性能，保证基础安全性与正常使用功能。
发明内容
本发明公开了一种基础环式风电塔筒基础性能提升技术：该体系包括基础环、防开裂钢盖板、环形连接钢板、栓钉、刚性连接件、方钢、锚筋、高强圆钢管支撑、预埋板、螺旋箍筋和加劲肋。该技术提高了基础环与混凝土的共同受力性能，改善了传统基础形式中基础环连接破坏、混凝土开裂、穿孔钢筋用量较大、施工复杂等突出问题，具有广阔的工程应用前景。
本发明的技术方案如下：
一种基础环式风电塔筒基础性能提升技术，该体系包括基础环、防开裂钢盖板、环形连接钢板、栓钉、刚性连接件、方钢、锚筋、高强圆钢管支撑、预埋板、螺旋箍筋和加劲肋。
基础环下部埋设于基础混凝土中，上部与风电机组塔筒连接。基础环与混凝土顶面交界处设置防开裂钢盖板，防开裂钢盖板与基础环外侧焊接。防开裂钢盖板与混凝土接触的一面焊接有栓钉。
沿基础环高度方向按一定距离间隔布置环形连接钢板和刚性连接件。环形连接钢板焊接于基础环外侧，并在其上面和下面交错焊接栓钉。环形连接钢板与基础环连接处，沿环向均匀焊接三角形的加劲肋。刚性连接件由方钢和锚筋组成，焊接于基础环外侧和内侧。
基础环底部沿环向设置4～6个高强圆钢管支撑。高强圆钢管支撑上端与基础环底部焊接，下端与预埋板焊接。高强圆钢管支撑下端往上一定高度范围内，在钢管周围设置螺旋箍筋。
本发明相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)在基础环上部与混凝土交界面设置的带栓钉的防开裂钢盖板，可增大该部位基础环与混凝土的连接面，减小混凝土环向裂缝，防止渗水。
(2)在基础环中部设置的环形连接钢板和刚性连接件，能传递和承受较大的水平力与竖向力，环形连接钢板的上下面交错焊接栓钉，可进一步提高基础环与混凝土的连接性能，防止混凝土与基础环脱开；环形连接钢板和刚性连接件沿高度均匀布置，可以使上部荷载通过基础环均匀传递给周围混凝土，防止局部混凝土应力集中导致开裂或压碎，解决基础环松动、基础灰浆沿缝隙冒出等问题。
(3)相比现有的基础环穿孔钢筋连接形式，环形连接钢板和刚性连接件强度更高，可大幅度节省材料用量，并且可提前与基础环一起预制，避免现场安装和绑扎钢筋，施工过程便捷高效。
(4)在基础环底部设置的高强圆钢管支撑，具有较高的受拉承载力和受压稳定性，可防止基础环整体拔出和压溃，并将大部分竖向荷载直接传递到基础底部，有效减小基础环下方区域混凝土的应力。
附图说明
图1为本发明的整体示意图；
图2为本发明的防开裂钢盖板构造图；
图3为本发明的环形连接钢板构造图；
图4为本发明的刚性连接件构造图；
图5为本发明中的高强圆钢管支撑截面示意图；
图中：1-基础环、2-防开裂钢盖板、3-环形连接钢板、4-栓钉、5-刚性连接件、6-方钢、7-锚筋、8-高强圆钢管支撑、9-预埋板、10-螺旋箍筋、11-加劲肋。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明作进一步描述。
如图1所示，一种基础环式风电塔筒基础性能提升技术，其构造包括基础环(1)、防开裂钢盖板(2)、环形连接钢板(3)、栓钉(4)、刚性连接件(5)、高强圆钢管支撑(8)、预埋板(9)、螺旋箍筋(10)和加劲肋(11)；基础环(1)下部埋设于基础混凝土中，上部与风电机组塔筒连接；基础环(1)与混凝土顶面交界处设置防开裂钢盖板(2)；沿基础环(1)高度方向按一定距离间隔布置环形连接钢板(3)和刚性连接件(5)；刚性连接件(5)焊接于基础环(1)外侧和内侧；基础环(1)底部沿环向设置4～6个高强圆钢管支撑(8)，高强圆钢管支撑(8)上端与基础环(1)底部焊接，下端与预埋板(9)焊接；高强圆钢管支撑(8)下端往上一定高度范围内，在钢管周围设置螺旋箍筋(10)。
如图2所示，防开裂钢盖板(2)与基础环(1)外侧焊接，防开裂钢盖板(2)与混凝土接触的一面焊接有栓钉(4)。
如图3所示，环形连接钢板(3)焊接于基础环(1)外侧，并在其上面和下面交错焊接栓钉(4)；环形连接钢板(3)与基础环(1)连接处，沿环向均匀焊接三角形的加劲肋(11)。
如图4所示，刚性连接件(5)由方钢(6)和锚筋(7)组成。
如图5所示，高强圆钢管支撑(8)的截面形式为高强钢制成的圆形空钢管。
本发明提出了一种基础环式风电塔筒基础性能提升技术。该技术提高了基础环与混凝土的共同受力性能，改善了传统基础形式中基础环连接破坏、混凝土开裂、穿孔钢筋用量较大、施工复杂等突出问题，具有广阔的工程应用前景。
以上所述仅仅是本发明的优选实施方案，但是本发明并不局限于上述的具体实施方案。在本领域的普通技术人员在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干修改、补充或改用类似方式替代，这些也应视作本发明的保护范围。
尽管本文较多地使用了：1-基础环、2-防开裂钢盖板、3-环形连接钢板、4-栓钉、5-刚性连接件、6-方钢、7-锚筋、8-高强圆钢管支撑、9-预埋板、10-螺旋箍筋、11-加劲肋等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明的精神相违背的。
Claims (4)
1.一种基础环式风电塔筒基础性能提升技术，涉及风力发电技术领域；该体系包括基础环(1)、防开裂钢盖板(2)、环形连接钢板(3)、栓钉(4)、刚性连接件(5)、方钢(6)、锚筋(7)、高强圆钢管支撑(8)、预埋板(9)、螺旋箍筋(10)和加劲肋(11)。
2.根据权利要求1所述的基础环式风电塔筒基础性能提升技术，其特征在于：基础环(1)下部埋设于基础混凝土中，上部与风电机组塔筒连接；基础环(1)与混凝土顶面交界处设置防开裂钢盖板(2)；防开裂钢盖板(2)与基础环(1)外侧焊接，防开裂钢盖板(2)与混凝土接触的一面焊接有栓钉(4)。
3.根据权利要求1所述的基础环式风电塔筒基础性能提升技术，其特征在于：沿基础环(1)高度方向按一定距离间隔布置环形连接钢板(3)和刚性连接件(5)，环形连接钢板(3)焊接于基础环(1)外侧，并在其上面和下面交错焊接栓钉(4)；环形连接钢板(3)与基础环(1)连接处，沿环向均匀焊接三角形的加劲肋(11)；刚性连接件(5)由方钢(6)和锚筋(7)组成，焊接于基础环(1)外侧和内侧。
4.根据权利要求1所述的基础环式风电塔筒基础性能提升技术，其特征在于：基础环(1)底部沿环向设置4～6个高强圆钢管支撑(8)，高强圆钢管支撑(8)上端与基础环(1)底部焊接，下端与预埋板(9)焊接；高强圆钢管支撑(8)下端往上一定高度范围内，在钢管周围设置螺旋箍筋(10)。
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