CN113026794B - 组合锚板、锚栓笼以及塔筒基础 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种组合锚板、锚栓笼以及塔筒基础，所述组合锚板包括第一锚板、第二锚板以及多个加劲肋，所述第一锚板设置有供锚栓穿过的第一锚栓孔；所述第二锚板位于所述第一锚板的下方且与所述第一锚板间隔设置，所述第二锚板设置有与所述第一锚板对应的第二锚栓孔；所述加劲肋连接于所述第一锚板和所述第二锚板之间，在所述第一锚板和所述第二锚板的周向方向上间隔设置，并与所述第一锚栓孔和所述第二锚栓孔错开，该组合锚板具有更强的结构强度，能够将塔架底法兰传递来的载荷较均匀地传递至基础，避免出现局部应力过大而破坏的现象。

Description

组合锚板、锚栓笼以及塔筒基础

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，尤其涉及一种组合锚板、锚栓笼以及使用该锚栓笼的塔筒基础。

背景技术

目前对于大型或者超大型设备的机架、塔架，包括风力发电机、风力涡轮机、桥梁支座等建筑均采用混凝土基础支撑，其中，锚栓笼基础为风力发电机组中较为常见的一种。

塔架与锚栓笼基础连接处是结构强度的薄弱环节，由于混凝土强度低，连接处混凝土易发生局压破坏。为了避免上述局部破坏，目前锚栓式基础通常通过增加塔架底法兰厚度和宽度、在塔架底法兰下方设置较厚的上锚板、在上锚板下方设置较厚的高强灌浆料等措施来设置过渡层以分散较大的局部压力。随着风机功率增大、塔架的加高，塔架底部荷载越来越大，上述方法中的塔架底法兰、锚板以及高强灌浆料往往尺寸很大，用钢量大、造价高、设计困难、施工复杂等问题。

发明内容

本发明的一个发明目的在于提供一种组合锚板，以能够提高组合锚板的受力均匀性，避免局部应力集中。

本发明的另一发明目的在于提供一种锚栓笼和塔筒基础，以避免局部应力集中。

根据本发明的一个方面，提供一种组合锚板，所述组合锚板包括第一锚板、第二锚板以及多个加劲肋，所述第一锚板设置有供锚栓穿过的第一锚栓孔；所述第二锚板位于所述第一锚板的下方且与所述第一锚板间隔设置，所述第二锚板设置有与所述第一锚板对应的第二锚栓孔；所述加劲肋连接于所述第一锚板和所述第二锚板之间，在所述第一锚板和所述第二锚板的周向方向上间隔设置，并与所述第一锚栓孔和所述第二锚栓孔错开，该组合锚板具有更强的结构强度，能够将塔架底法兰传递来的载荷较均匀地传递至基础，避免出现局部应力过大而破坏的现象。

根据本发明的一具体实施方式，所述组合锚板还包括腹板，所述腹板呈环形且支撑于所述第一锚板和所述第二锚板之间。

优选地，所述第一锚板和所述第二锚板的径向宽度的中心上下对齐，并且所述腹板位于所述第一锚板和所述第二锚板的径向宽度的中心位置，在使用过程中，塔架可以支撑在该腹板的上方，从而使塔架的重力能够均匀地分散到整个组合锚板上，避免出现局部应力过大的现象。

作为本发明的一示例性实施例，所述加劲肋包括分别位于所述腹板内侧和外侧的内侧加劲肋和外侧加劲肋，所述内侧加劲肋的径向外端和所述外侧加劲肋的径向内端分别固定在所述腹板上，且所述内侧加劲肋的径向外端和所述外侧加劲肋的径向内端的端部拐角处具有缺角。

优选地，所述第一锚板和所述第二锚板分别呈圆环形，所述加劲肋沿所述第一锚板与所述第二锚板的径向布置，并且所述加劲肋为板状，沿竖直方向设置。

进一步地，所述第一锚板和所述第二锚板至少一者上设置有排气孔，以使第一锚板与第二锚板形成的空间与外界连接，在浇筑过程中，便于气泡从该排气孔排出。

作为本发明的另一示例性实施例，所述第一锚板的内径不小于所述第二锚板的内径，所述第一锚板的外径不大于所述第二锚板的外径。

根据本发明的另一方面，提供一种锚栓笼，所述锚栓笼包括上锚板、位于所述上锚板下方的下锚板、用于连接所述上锚板与所述下锚板的锚栓，所述上锚板和所述下锚板两者中的至少一者为本发明提供的组合锚板，使锚栓笼具有很好的承载均匀性。

作为本发明的一示例性实施例，所述锚栓笼还包括调平螺母，所述调平螺母套设于所述锚栓且支撑于所述第一锚板的朝向所述第二锚板的一侧。

根据本发明的另一方面，提供一种塔筒基础，所述塔筒基础包括本发明提供的锚栓笼以及与该锚栓笼连接为一体的混凝土构件。

本发明提供的组合锚板、锚栓笼以及使用该锚栓笼的塔筒基础的有益效果为：组合锚板包括大致平行且间隔设置的上锚板和下锚板以及支撑在该上锚板和下锚板之间的加劲肋，该组合锚板具有更强的结构强度，不易变形，因此能够将塔架底法兰传递来的载荷能够较均匀地传递至整个塔筒基础，避免出现局部应力过大而损坏的现象。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的上述和/或其它目的和优点将会变得更加清楚，其中：

图1为本发明一实施例提供的塔筒基础的纵向剖面图。

图2为图1中的锚栓笼的结构图。

图3为图1中的组合锚板的结构图。

图4为图3中的组合锚板的去除第一锚板后的结构图。

图5为图3中的加劲肋的结构图。

图6为图3中的第一锚板的结构图。

图7为图2中的锚栓笼与调平螺母配合的结构图。

附图标记说明：

1、塔架； 2、混凝土构件；

3、锚栓笼； 4、紧固螺母；

5、锚栓； 6、塔架底法兰；

7、上锚板； 8、下锚板；

9、调平螺母； 10、第一锚板；

11、加劲肋； 12、第二锚板；

13、腹板； 14、第一锚栓孔；

15、第二锚栓孔； 16、缺角；

17、排气孔。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

参照图1-图7，塔架1设置在该塔筒基础的上方，从而可以将重力以及其受到的风载、雪载等载荷作用在塔筒基础上。本发明提供的塔筒基础包括锚栓笼3以及与该锚栓笼3连接为一体的混凝土构件2。锚栓笼3可以包括上锚板7、与该上锚板7同轴设置且位于该上锚板7下方的下锚板8以及用于连接上锚板7和下锚板8的锚栓5，其中，锚栓5的两端分别通过紧固螺母4将上锚板7和下锚板8固定。

本发明中，上锚板7和下锚板8两者中的至少一者上可以为组合锚板，该组合锚板具有较好的承载均匀性，能够将塔架1的作用力及锚栓的预紧力均匀地传递到塔筒基础，从而提高整个塔筒基础的承载均匀性，防止出现应力集中，避免了塔筒基础出现局压破坏问题。

参照图2-图7，组合锚板包括第一锚板10、位于第一锚板10的下方且与第一锚板10间隔设置的第二锚板12以及多个加劲肋11，其中，加劲肋11支撑在第一锚板10和第二锚板12之间，并沿着第一锚板10和第二锚板12的周向方向间隔设置，该组合锚板形成为一个整体，在第一锚板10受到外力作用时，可以均匀地传递到第二锚板12上，从而可以使该组合锚板具有很好的承载均匀性。

第一锚板10设置有供锚栓穿过的第一锚栓孔14，第二锚板12设置有与第一锚板10对应的第二锚栓孔15，第一锚栓孔14和第二锚栓孔上下对应，便于锚栓5同时穿过第一锚板10和第二锚板12。第一锚栓孔14在第一锚板10设置为内外两圈，与其对应地，第二锚板12上设置有内外两圈第二锚栓孔15。当然，第一锚板10上可以设置有一圈或者多于两圈的第一锚栓孔14，第二锚板12上的第二锚栓孔15可以为一圈或者多于两圈。

本实施例中，加劲肋11与第一锚栓孔11以及第二锚栓孔15相互错开设置。例如，在组合锚板的圆周方向上，加劲肋11与第一锚栓孔14依次间隔设置，当然，也可以设置为相邻的加劲肋11之间设置有多个第一锚栓孔14。

第一锚板10和第二锚板12两者的至少一者设置有排气孔17，可以使第一锚板10与第二锚板12之间的空间与外界连通，由该组合锚板形成的锚栓笼3在浇筑过程中，便于通过该排气孔17排出混凝土中的气泡，有利于混凝土密实，从而使整个塔筒基础结构均匀。排气孔17的数量可以根据实际需要选择，例如可以沿第一锚板10的周向均匀布置6个、8个或者10个。相类似的，第二锚板10上的排气孔17的数量也根据需要选择。

参照附图，第一锚板10和第二锚板12可以分别呈圆环形，且两者同轴设置，加劲肋11将沿着第一锚板10和第二锚板12的径向分布。本实施例中，第一锚板11的内径可大于或等于第二锚板12的内径，第一锚板10的外径可小于或等于第二锚板12的外径，但不以此为限，第一锚板10的内径小于第二锚板12的内径，且第一锚板10的外径大于第二锚板12的外径，也在本发明的保护范围。

优选地，加劲肋11可以为板状，且沿竖直方向布置，以使该加劲肋11的上下两端分别通过焊接工艺或者紧固件连接的方式固定在第一锚板10和第二锚板12上，以使组合锚板形成为一个完整的整体。参照图5，加劲肋11大致呈直角梯形，其中，直角梯形的上底支撑在第一锚板10的朝向第二锚板12的一侧，直角梯形的下底支撑在第二锚板12的朝向第一锚板10的一侧。当然，该加劲肋11的形状可以根据组合锚板的形状相适应，当第一锚板10与第二锚板12相同时，加劲肋11可以大致呈矩形。

为了进一步提高组合锚板的承载均匀性，该组合锚板还可以包括环形腹板13，该腹板13可以与第一锚板10和第二锚板12同轴设置，且该腹板13的顶端和底端分别支撑在第一锚板10和第二锚板12上，例如但不限于，可以采用焊接工艺或者紧固件连接的方式将腹板13分别固定在第一锚板10和第二锚板12。优选地，腹板13可以位于第一锚板10的内外两圈第一锚栓孔14之间，当然，也可以使腹板13位于第一锚板10的内外两圈第一锚栓孔14的内侧或者外侧。

腹板13可以位于加劲肋11的内侧，也可以位于加劲肋11的外侧，参照图4，本实施例中，腹板13的内侧和外侧分别设置有内侧加劲肋和外侧加劲肋，且该内侧加劲肋和外侧加劲肋可一一相对设置。优选地，第一锚板10和第二锚板12的径向宽度的中心上下对齐，并且腹板13位于第一锚板10和第二锚板12的径向宽度的中心位置。优选地，加劲肋11的朝向腹板3一端的拐角处形成有缺角16，便于焊接工艺进行，防止出现相交的焊缝。

在由组合锚板形成的塔筒基础中，第一锚板10和第二锚板12之间具有混凝土构件，组合锚板将与位于第一锚板10和第二锚板12之间的混凝土协同作用。具体地，第一锚板10和第二锚板12之间的混凝土构件对组合锚板起到侧向约束作用，能抑制加劲肋11、腹板13等板件的局部屈曲，提高组合锚板的承载强度，第一锚板10将塔架底法兰6的局部应力分散，较为均匀地传递至第二锚板12下方的钢筋混凝土中。

更进一步地，锚栓笼在浇筑之前需要对上锚板7和下锚板8分别进行调平，因此，锚栓笼可以包括调平螺母9，该调平螺母9位于上锚板7和下锚板8的与紧固螺母4相对的一侧。具体地，在上锚板7或者下锚板8为组合锚板的情况下，调平螺母9可以支撑在第一锚板10的朝向第二锚板12的一侧，如图7中，调平螺母9位于第一锚板10的下侧。当然，在下锚板8为组合锚板的情况下，调平螺母9可以位于第一锚板10的上侧。优选地，该调平螺母9可以采用塑料材料或者橡胶材料形成，以在调平阶段对第一锚板10进行调平和临时固定，在后续工作阶段，该调平螺母9可以失效或拆除，从而不会影响螺栓5后续进行预拉力。

调平螺母9的数量可以根据需要设置，以能够通过该调平螺母9对上锚板7或者下锚板8进行调平为宜，无需每个锚栓都设置调平螺母9。更进一步地，多个调平螺母9可以沿上锚板7或者下锚板8的周向均匀设置。

本发明提供的组合锚板具有如下有益效果：

技术层面：解决了塔架1与塔筒基础连接处的局压问题，避免了混凝土局压配筋困难的问题，免去了与灌浆料相关的一系列技术问题。

经济层面：解决了上锚板7和塔架底法兰6尺寸大、造价高的问题，免去了与灌浆料相关的一系成本(采购、质控、施工、维护等)。

施工层面：简化塔筒基础施工过程，免去了施工过程中与灌浆料相关的一系列问题，降低了施工和管理难度，提高了施工效率，降低施工成本。

本发明所描述的特征、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方式中。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的各方面。

Claims (8)

1.一种塔筒基础，其特征在于，所述塔筒基础包括锚栓笼以及与该锚栓笼连接为一体的混凝土构件，所述锚栓笼包括上锚板(7)、位于所述上锚板(7)下方的下锚板(8)、用于连接所述上锚板(7)与所述下锚板(8)的锚栓(5)，所述上锚板(7)和所述下锚板(8)中的至少一者为组合锚板，所述组合锚板包括：

第一锚板(10)，设置有供所述锚栓(5)穿过的第一锚栓孔(14)；

第二锚板(12)，位于所述第一锚板(10)的下方且与所述第一锚板(10)间隔设置，所述第一锚板(10)和所述第二锚板(12)之间填充有所述混凝土构件，使得所述第一锚板(10)和所述第二锚板(12)中一者嵌入所述混凝土构件中，所述第二锚板(12)设置有与所述第一锚板(10)对应的第二锚栓孔(15)，所述第二锚栓孔(15)供所述锚栓(5)穿过；

多个加劲肋(11)，所述加劲肋(11)连接于所述第一锚板(10)和所述第二锚板(12)之间，在所述第一锚板(10)和所述第二锚板(12)的周向方向上间隔设置，并与所述第一锚栓孔(14)和所述第二锚栓孔(15)错开。

2.如权利要求1所述的塔筒基础，其特征在于，所述组合锚板还包括腹板(13)，所述腹板(13)呈环形且支撑于所述第一锚板(10)和所述第二锚板(12)之间。

3.如权利要求2所述的塔筒基础，其特征在于，所述第一锚板(10)和所述第二锚板(12)的径向宽度的中心上下对齐，并且所述腹板(13)位于所述第一锚板(10)和所述第二锚板(12)的径向宽度的中心位置。

4.如权利要求3所述的塔筒基础，其特征在于，所述加劲肋(11)包括分别位于所述腹板(13)内侧和外侧的内侧加劲肋和外侧加劲肋，所述内侧加劲肋的径向外端和所述外侧加劲肋的径向内端分别固定在所述腹板(13)上，且所述内侧加劲肋的径向外端和所述外侧加劲肋的径向内端的端部拐角处具有缺角(16)。

5.如权利要求4所述的塔筒基础，其特征在于，所述第一锚板(10)和所述第二锚板(12)分别呈圆环形，所述加劲肋(11)沿所述第一锚板(10)与所述第二锚板(12)的径向布置，并且所述加劲肋(11)为板状，沿竖直方向设置。

6.如权利要求1-5中任一项所述的塔筒基础，其特征在于，所述第一锚板(10)和所述第二锚板(12)至少一者上设置有排气孔(17)。

7.如权利要求1-5中任一项所述的塔筒基础，其特征在于，所述第一锚板(10)的内径不小于所述第二锚板(12)的内径，所述第一锚板(10)的外径不大于所述第二锚板(12)的外径。

8.如权利要求1-5中任一项所述的塔筒基础，其特征在于，所述锚栓笼还包括调平螺母(18)，所述调平螺母(18)套设于所述锚栓(5)且支撑于所述第一锚板(10)的朝向所述第二锚板(12)的一侧。

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