CN113445751A - 风电叶片检测试验台施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了风电叶片检测试验台施工方法，属于风电设备领域，包括以下步骤，S1、试验台施工；S2、固定钢板支架施工；采用空间格结构桁架承担其重力荷载，侧向采用框架支撑体系，设置多处水平千斤顶以调节固定钢板的垂直度，施工时，应先施工构架下半部，将固定钢板就位并连接千斤顶，垂直度调节完毕后再进行施工顶部桁架以将固定钢板固定；S3、混凝土施工；S4、混凝土降温；S5、脚手架搭设，作为施工人员承载的基体。本发明完成大体积混凝土一次性浇筑裂缝控制的施工工艺控制，探索BIM在指导施工过程中的作用及与机械加工车间的多方协作的工作模式，形成针对超大风电叶片检测试验台结构施工的整套成熟工艺流程及质量控制措施。

Description

风电叶片检测试验台施工方法

技术领域

本发明属于风电设备领域，涉及叶片检测用试验台，尤其涉及风电叶片检测试验台施工方法。

背景技术

据国内市场调研，目前国内大型风电叶片试验台共计9座，其中，钢筋混凝土结构试验台6座，钢结构试验台3座，用于检测大长度叶片，针对大型试验台的施工，存在以下问题。

1、针对试验台超大体积混凝土温度收缩裂缝、施工裂缝等常见质量缺陷，国内外常用控制措施为：在混凝土配合比设计阶段采用水化热低的矿渣硅酸盐水泥及适当掺入矿粉、粉煤灰及硅灰等水泥代用胶凝材料以降低水化热，施工阶段运用测温线测量混凝土结构表面及中心温度指导现场进行保温、保湿覆盖养护。针对常规大体积混凝土上述控制措施尚能满足要求，但因本工程试验台单体结构尺寸较大，结构核心水化热温度高，常规措施无法实现抗裂效果。

2、超大型试验台一次浇筑成型，由于试验台结构尺寸为世界最大规格，结构内部钢筋密集且预留预埋部件较多，混凝土浇筑过程中振捣受限，如采用常规工作性能混凝土无法满足施工需求。

同时，由于受施工期间环境温度、自身结构尺寸方量、预拌混凝土厂家供应能力、泵车、混凝土运输车配备及模板支撑体系承受最大应力工况等因素影响，在混凝土配合比试配阶段的初凝、终凝时间设计及混凝土浇筑阶段结构分层、布料点设置及浇筑速度控制等工艺标准上高于常规大体积混凝土结构施工标准要求。

3、超大型试验台模板支设施工技术

由于试验台台座模板支撑体系高度9.1-9.5m，混凝土一次浇筑成型状态下模板体系承受较大侧压力，且试验台台座内预埋的人孔及168根螺栓套管安装位置位于结构中部且空间占位较大，大大增加了模板体系的安装、加固难度，体系通过采用国内常见的组合钢模板配合对拉螺栓加固无法实现。

4、超大型试验台基础预埋件精度控制

试验台结构内钢筋密集且内部预埋构件较多，以1#试验台台座为例，在8.7m×7m×9.5m空间内除密集钢筋骨架外，还需多专业交叉安装包括：人孔管、168根螺栓套管、钢隔板、钢支架、冷却水系统管道等，安装顺序不合理将造成后续构件无法安装，安装精度不达标将导致构件位置碰撞冲突。同时台座固定钢板、中间钢隔板及钢背板预留168个螺栓孔洞与各板间所穿插168根螺栓套管空间位置100%同心对孔，空间定位精度要求高于国标标准。

发明内容

本发明要解决的问题是在于提供风电叶片检测试验台施工方法，完成大体积混凝土一次性浇筑裂缝控制的施工工艺控制，探索BIM在指导施工过程中的作用及与机械加工车间的多方协作的工作模式，形成针对超大风电叶片检测试验台结构施工的整套成熟工艺流程及质量控制措施。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：风电叶片检测试验台施工方法，包括以下步骤；

S1、试验台施工；固定钢板与预埋套管连接，固定钢板与边框固定，形成整体的模型，设置多道预埋套管用固定钢板，并结合边框及支撑体系共同受力，保证预埋套管和固定钢板的精确定位及控制其在施工过程中的位移变形在设定的范围内；

S2、固定钢板支架施工；采用空间格结构桁架承担其重力荷载，侧向采用框架支撑体系，设置多处水平千斤顶以调节固定钢板的垂直度，施工时，应先施工构架下半部，将固定钢板就位并连接千斤顶，垂直度调节完毕后再进行施工顶部桁架以将固定钢板固定；

S3、混凝土施工；混凝土的浇筑方式采用踏步式的斜面分层浇筑，循环推进，每层浇筑厚度控制在500mm以内，基础和基座分别一次浇筑到顶的浇筑方法。浇筑时，要在下一层混凝土初凝之前浇筑上一层混凝土，不使上下层之间产生施工缝、冷缝，以保持良好接槎，提高混凝土的密实度；

S4、混凝土降温；内部布置冷凝水管，冷凝水管通水冷却时间不小于170h，冷却水系统入水水流的温度控制，保证入水水流的温度与混凝土结构内部温度的温度差不大于25℃，每层冷凝水管流量控制在1.2m³/h；

S5、脚手架搭设，作为施工人员承载的基体。

进一步的，在步骤S5后还包括步骤S6，应急方案预设，确保混凝土连续浇筑，采取二次投料法，二次振捣法，浇筑后及时排除表面积水，加强早期养护，提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量。

进一步的，在步骤S3中，混凝土的选择满足以下条件，① 水泥选用水化热较低的普通硅酸盐水泥；

② 外加剂：在混凝土中掺入适量的缓凝型减水剂，可减少新拌混凝土的泌水率，延缓混凝土的凝结和降低温升的目的，在不增加拌合用水量的条件下增大混凝土的坍落度，增加流动性；

③ 掺加料：混凝土中掺入一定数量的粉煤灰，细度不大于20%，由于粉煤灰呈球状起润滑作用，不仅能代替部分水泥，还能改善混凝土的工作性和可泵性，降低混凝土中的水泥水化热量；

④ 粗、细骨料：本工程混凝土中采用5～20mm级配的碎石，这样可以减少用水量，混凝土的收缩和泌水可随之减少，且砂、石含泥量分别小于3%和1%；

⑤ 矿粉：7d活性指数大于80%，28d活性指数大于100%。

进一步的，在步骤S5中，脚手架的搭设按照以下流程，场地平整→准备工作检查→定位、放线→垫底托→纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→小横杆→连墙件→剪力杆→铺脚手板→扎防护栏杆→扎立网。

进一步的，步骤S3中，混凝土需要抗裂，注意以下事项，试验台混凝土配合比试配阶段，通过采用水化热较低且有效保证混凝土初期强度的普通硅酸盐水泥，采用5-20粒径粗骨料，利用粉煤灰、矿渣粉、硅灰等掺和料代用以降低水泥用量，在保证混凝土强度的前提下，合理降低混凝土水化热；

选定工作性能满足工程实体要求的混凝土配合比，采用专业软件进行混凝土结构施工及养护阶段的水化热热工模拟验算，根据验算推演数据制定合理、有效的混凝土浇筑养护方案，以理论数据作为依据指导现场施工；

通过在混凝土结构中布设测温点实施动态监测建立测温系统，同时结合冷却水循环系统建立动态温控体系，保障混凝土成型养护阶段不产生温度收缩裂缝及施工裂缝等缺陷。

进一步的，步骤S3中，混凝土浇筑成型过程中，需要注意以下问题，通过结合施工期间环境温度、自身结构尺寸方量、预拌混凝土厂家供应能力、泵车及混凝土运输车配备等因素，合理调整混凝土初凝、终凝时间，确定混凝土分层浇筑速度及结构模板体系设计；

由于试验台结构内钢筋骨架密集、预埋人孔套管、螺栓套管、钢隔板及钢支架体系数量较多且空间位置复杂，采用自密实混凝土技术保证混凝土浇筑及成型质量。

进一步的，试验台模板支设施工工艺按照以下要求进行，

模板加工精度要求模板板面平整度公差3米直线长度内不大于6mm；

试验台单块标准模板结构：固定钢板采用组合钢模板进行拼装，固定钢板厚度8mm，后设纵向竖筋由6.3#槽钢制成，横向背次楞由10#槽钢制成；

通过对不同混凝土浇筑速度工况下进行模板板面、主次楞、对拉螺栓及支撑体系建立模板系统体系；同时保证结构清水混凝土饰面效果。

进一步的，试验台基础预埋件精度控制：

利用BIM软件技术，建立包含构件钢筋、预埋构件、冷却水循环系统管道等在内的全体系BIM模型，进行不同安装顺序施工步骤情况下的多方案施工全过程模拟，通过安装顺序推演、净空分析及碰撞检查等技术手段，对模拟中空间位置冲突的碰撞点进行规避调整合理避让，确定施工顺序及各构件安装位置；

通过BIM技术确定的构件空间位置及施工顺序，严格控制现场安装施工，对关键埋件交接点、穿插点及易碰撞点进行重点控制，借助GPS、全站仪等高精度定位仪器，保证构件空间位置及安装精度。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果如下。

1、本发明从大体积混凝土抗裂施工技术研究、超大型试验台一次浇筑成型施工技术研究、超大型试验台模板支设施工技术研究及超大型试验台基础预埋件精度控制施工技术研究四个方面进行展开，一次浇筑成型，简便快捷，进度加快，成型效果良好，整体性良好，无其他方法可能存在的裂缝，阴阳角方正，减少下道工序修补，降低成本；

2、精准控制内部预埋套管件的同心度，保证大体积混凝土抗裂及几何尺寸，完成大体积混凝土一次性浇筑裂缝控制的施工工艺控制，探索BIM在指导施工过程中的作用及与机械加工车间的多方协作的工作模式，形成针对超大风电叶片检测试验台结构施工的整套成熟工艺流程及质量控制措施。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明风电叶片检测试验台施工方法在抗裂施工过程中冷却水系统降温系统；

图2是本发明固定钢板与边框的连接示意图；

图3是本发明桁架的正视图；

图4是本发明桁架的右视图；

图5是本发明固定钢板的正视图；

图6是本发明固定钢板与预埋套管配合后的侧视图。

附图标记：

1、固定钢板；2、边框；3、桁架；4、预埋套管。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。

如图1-图6所示，本发明为风电叶片检测试验台施工方法，包括以下步骤，

S1、试验台施工；固定钢板1与预埋套管4连接，固定钢板1与边框2固定，形成整体的模型，设置多道平行设置的固定钢板1，以固定预埋套管4，预埋套管4垂直于固定钢板1的端面设置，预埋套管4穿过多个平行设置的固定钢板1后设置，预埋套管4与固定钢板1焊接固定，固定钢板1、边框2及桁架3形成支撑体系共同受力，保证预埋套管4及施工用模板的精确定位及控制其在施工过程中的位移变形在设定的范围内，运用Midas/gen三维有限元结构分析软件进行建模计算，为保证精度，全部固定钢板1均采用机械加工的方式进行制作，对所有零件尺寸进行复核，复核应采用方尺、卡尺、米尺进行配合测量，全部检测尺应在有资格的单位检测合格后方可使用。

S2、最前面固定钢板的施工；采用空间格结构的桁架承担其重力荷载，侧向采用框架结构的支撑架，设置多处水平千斤顶以调节固定钢板的垂直度，施工时，应先施工桁架下半部，将固定钢板就位并连接千斤顶，垂直度调节完毕后再进行施工顶部桁架以将固定钢板固定；

S3、混凝土施工；混凝土的浇筑方式采用踏步式的斜面分层浇筑，循环推进，每层浇筑厚度控制在500mm以内，基础和基座分别一次浇筑到顶的浇筑方法。浇筑时，要在下一层混凝土初凝之前浇筑上一层混凝土，不使上下层之间产生施工缝、冷缝，以保持良好接槎，提高混凝土的密实度；

S4、混凝土降温；内部布置冷凝水管，冷凝水管通水冷却时间不小于170h，冷却水系统入水水流的温度控制，保证入水水流的温度与混凝土结构内部温度的温度差不大于25℃，每层冷凝水管流量控制在1.2m³/h；

S5、脚手架搭设，作为施工人员承载的基体，按照以下的步骤和要求。

材料选择：由于钢筋净距较小且基础内部预埋套管道及钢筋过多无法实现振捣作业，故混凝土均采用自密实混凝土，根据国家规范《自密实混凝土应用技术规程》JGJT283-2012及《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB50080-2016坍落度控制在220-240mm，塌落拓展度550-650mm，初凝时间8小时，防止出现接层出现施工冷缝。

① 水泥选用水化热较低的普通硅酸盐水泥，且厂家必须提供水泥出厂合格证。

② 外加剂：在混凝土中掺入适量的缓凝型减水剂，可减少新拌混凝土的泌水率，延缓混凝土的凝结和降低温升的目的。在不增加拌合用水量的条件下增大混凝土的坍落度，增加流动性，从而获得良好的可泵性。

③ 掺加料：混凝土中掺入一定数量的粉煤灰，细度不大于20%，由于粉煤灰呈球状起润滑作用，不仅能代替部分水泥，还能改善混凝土的工作性和可泵性，降低混凝土中的水泥水化热量。

④ 粗、细骨料：本工程混凝土中采用5～20mm级配的碎石，这样可以减少用水量，混凝土的收缩和泌水可随之减少，且砂、石含泥量分别小于3%和1%。

⑤ 矿粉：7d活性指数大于80%，28d活性指数大于100%。

冷凝水管布置浇注开始即开始冷水循环降温，持续5～7天，混凝土浇筑后的内部最高温度与气温温差要控制在25℃内，以免因温差和混凝土收缩产生裂缝；

从浇注起至通水结束专人负责，根据温度变化情况，每隔1小时测量一次进、出水口的水温，根据水温的变化，确定最终通水的时间和水的流速；并应做好相关记录，以备查验总结。

冷却水管网通水结束后，先用空压机将管内剩余水压出并吹干，立即灌注灌浆料封孔。

上部结构混凝土须一次成型，高度大于规范规定的自由坠落高度2m，须采用浇筑导管进行混凝土浇筑工作，混凝土摊铺面积为以导管为中心1.5米范围，上部结构须布置浇筑导管6根，混凝土浇筑每小时控制浇筑方量为22-30方，浇筑厚度400mm-500mm。

由于上部结构内预埋的钢管及钢筋数量较多，在施工前采用Navisworks软件对结构内构件进行碰撞检测，经软件测量，浇筑导管采用Ø150mm混凝土导管进行自密实混凝土浇筑。

纵向扫地杆应用直角扣件固定在距底部200mm处的立杆上，横向扫地杆亦采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。脚手架立杆基础不在同一高度上时，必须将高处纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不应大于1m。靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500mm。

立杆设置：

 立杆采用对接扣件连接，相邻立杆的接头位置错开布置在不同的步距内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离应大于500mm；与相近大横杆的距离不宜大于步距的1/3，立杆与大横杆必须用直角扣件扣紧，不得隔步或遗漏。为保证立杆接头错开，起步立杆采用6m杆与4m杆交替放置。立杆接长除顶层顶步外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。

 大横杆设置：大横杆设置在立杆内侧与立杆用直角扣件扣紧，不得遗漏。大横杆采用对接扣件连接，接头与相邻立杆距离≤500mm。同一平面上步和下步相邻的两根大横杆的接头需相互错开，不得出现在同一跨内且相邻接头在水平方向错开的距离≥500mm。

小横杆设置：

底部扫地杆处，小横杆搭设在大横杆下面；其它情况，小横杆搭设在大横杆上面。每一主节点处必须用直角扣件在大横杆上搭设小横杆。主节点上必须保证有一根小横杆，此处小横杆应用直角扣件固定在立杆上，在任何情况下不得拆除主节点的小横杆。主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm。作业层小横杆间距不大于1000mm，且每跨架子内要保证最少有三根小横杆。

脚手板的铺设要求如下，1、脚手板连接要求牢固，板面平稳；2、在脚手架楼层处外立杆内侧密目安全网外侧设置180mm高的三合板条，表面刷红白漆，起到提醒和警示的目的。

剪刀撑设置：剪刀撑采用单根钢管沿脚手架外侧由下至上连续设置，与水平地面成45°～60°，跨越立杆一般为5～7根。剪刀撑钢管采用搭接方式连接，搭接长度大于1m，用不少于3个旋转扣件固定连接。剪刀撑必须随立杆、大横杆、小横杆等同步搭设，搭设剪刀撑使用的钢管表面刷黄白漆。

安全网的设置：外架外立杆内侧应随架子的搭设及时满挂绿色密目安全网，密目网绷拉平直，封闭密。密目网要四证齐全，要有阻燃性能，其续燃、引燃时间均不得大于4秒。绿色密目安全网必须用绑绳绑扎在脚手架外立杆内侧。操作层满铺脚手板，操作层下方应用水平安全网双层兜底；在外立杆与结构外皮间每隔10m设置一层水平安全网。

 扣件的设置：1、扣件外径应与钢管外径相同；

 2、螺栓拧紧扭力矩不应小于40N·m，且不应大于60N·m；

 3、在主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、横向斜撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点的相互距离不应大于150mm；

 4、对接扣件的开口朝上或朝内。

5、各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm。

在步骤S5后还包括步骤S6，应急方案预设，确保混凝土连续浇筑，采取二次投料法，二次振捣法，浇筑后及时排除表面积水，加强早期养护，提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量，应急措施启用时机。

当混凝土施工过程中，混凝土的供应无法满足连续浇筑，浇筑间隔超过2小时，则启用本方案。

当由于突降大雨或暴雨路面湿滑，导致混凝土罐车无法抵达施工现场，采取的措施为：立即通知搅拌站停止发车，对已从搅拌站发出的车辆配置防滑链，利用挖机或铲车进行牵引，使之能到达浇筑机位。对已浇筑的混凝土进行插筋处理，在已浇筑混凝土表面插入长度800mm，半径为20mm的钢筋，插入深度为400mm，间距为200mm。再对混凝土表面进行覆盖，防止雨水进入。

当由于混凝土运输车辆出现机械故障时，应采取的措施为：当混凝土泵车出现故障时，应立即联系备用泵车。罐车出现故障时应联系搅拌站，通知其对出故障的车辆进行维修，并加派罐车，以保证混凝土能连续浇筑。

大体积混凝土控制温度和收缩裂缝的技术措施

为了有效地控制有害裂缝的出现和发展，必须从控制混凝土的水化升温、延缓降温速率、减小混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件和设计构造等方面全面考虑，结合实际采取措施。

降低水泥水化热和变形，选用低水化热或中水化热的水泥品种配制混凝土，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、复合水泥等。

充分利用混凝土的后期强度，减少每立方米混凝土中水泥用量。根据试验每增减10kg水泥，其水化热将使混凝土的温度相应升降1℃。

使用粗骨料，尽量选用粒径较大、级配良好的粗细骨料；控制砂石含泥量；掺加粉煤灰等掺合料或掺加相应的减水剂、缓凝剂，改善和易性、降低水灰比，以达到减少水泥用量、降低水化热的目的。

在拌合混凝土时，还可掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥，使混凝土得到补偿收缩，减少混凝土的温度应力。

降低混凝土温度差，选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土，尽量避开炎热天气浇筑混凝土。夏季可采用低温水或冰水搅拌混凝土，可对骨料喷冷水雾或冷气进行预冷，或对骨料进行覆盖或设置遮阳装置避免日光直晒，运输工具如具备条件也应搭设避阳设施，以降低混凝土拌合物的入模温度；掺加相应的缓凝型减水剂，如木质素磺酸钙等；在混凝土入模时，采取措施改善和加强模内的通风，加速模内热量的散发。

加强施工中的温度控制，在混凝土浇筑之后，做好混凝土的保温保湿养护，缓缓降温，充分发挥徐变特性，减低温度应力，夏季应注意避免曝晒，注意保湿，冬期应采取措施保温覆盖，以免发生急剧的温度梯度发生。

采取长时间的养护，规定合理的拆模时间，延缓降温时间和速度，充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。

加强测温和温度监测与管理，实行信息化控制，随时控制混凝土内的温度变化，内外温差控制在25℃以内，基面温差和基底面温差均控制在20℃以内，及时调整保温及养护措施，使混凝土的温度梯度和湿度不至过大，以有效控制有害裂缝的出现。

合理安排施工程序，控制混凝土在浇筑过程中均匀上升，避免混凝土拌合物堆积过大高差。在结构完成后及时回填土，避免其侧面长期暴露。

提高混凝土的极限拉伸强度，选择良好级配的粗骨料，严格控制其含泥量，加强混凝土的振捣，提高混凝土密实度和抗拉强度，减小收缩变形，保证施工质量。

采取二次投料法，二次振捣法，浇筑后及时排除表面积水，加强早期养护，提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量。

防止大体积混凝土不能连续浇筑预防措施，为确保正常施工，预防混凝土浇筑不能连续浇筑，事前应有充足的技术措施准备、物资的储备，最大程度的保证混凝土的连续浇筑。

加强与当地气象部门的联系，确保混凝土浇筑当天天气状况良好。

混凝土浇筑前对现场运输道路进行检查，确保能满足砼运输车辆通行，对不能满足运输要求的路段及时进行维护。

与商品混凝土公司签订责任状以保证混凝土供应。根据单个基础浇筑砼需用混凝土，浇筑基础时提前通知商品混凝土公司做好准备，并派遣专业技术人员，生产负责人到场指挥施工。

当搅拌站搅拌机、运输机械出现故障时，让修理工加紧维修。在开工前准备好机械易损件以防出现意外。混凝土泵车准备两台，当现场出现故障时即时调遣另一辆泵车进场。

预备铲车、挖机、防滑链等，对无法顺利到达混凝土浇筑机位的罐车进行拖拽，确保罐车顺利到位。

施工现场人员、机械配置到位，满足混凝土连续浇筑要求。

发生停电：立即启用两台55kw柴油发电机及备用电缆，保证混凝土振捣及照明等不受影响； 同时立即检查原电源线路，发现电线破皮、设备漏电情况立即进行处理。通知业主电气专业协助保证供电设备正常运行。

发生堵管：轻微堵管时，加大泵机泵送压力，加大压力无效果时组织人员检查堵管位置，快速疏通泵管，同时通知拌和站检查材料称量及搅拌机运行情况。严重堵管时立即启用备用拖泵，和易性不合格混凝土不得倒入泵斗内。放料手应密切注意混凝土流动性，当流动性过小时通知拌和站增加塌落度。混凝土泵送过程中注意混凝土停留在泵管内时间不宜过长。

平时做好关键机械设备的维护保养工作，设备部每月针对设备的维护修理情况，每月要做好各类配件购置计划，保证易损件的贮备工作，当设备因故障停机必须及时进行修复。

混凝土供应连续不断，且间隔不能大于1.5小时，根据车程严格计算发车顺序，发车时间，运输时间约为20分钟，保证在混凝土浇筑过程中不出现冷缝。

实施例：本工程1#号、2#号试验台结构高度9.5m，3#号试验台结构高度9.1m，能够检测风电叶片长度为150m，为世界最大的风电叶片试验台。

本项目施工面临以下难点：

（1）大体积混凝土结构抗裂控制重难点为成型养护期水化热控制，试验台底座混凝土一次性浇筑体量大、上部台座构件高度高，构件核心水化热最高温度接近75℃，依靠外部保温或内部冷却单一温控措施无法满足抗裂要求；

（2）试验台混凝土一次性浇筑体量大，钢筋骨架及预埋构件多，结构内部较多位置构件相互交错，空间缝隙较小，严重影响混凝土流动性，如采用普通混凝土无法满足施工需求，极易造成空洞、蜂窝、麻面等质量问题；

（3）试验台上部台座模板体系高度高，模板加固受台座结构人孔及固定钢板构件限制，无法通过采用对拉螺栓加固措施固定，不利于模板体系抵抗混凝土侧压力，易造成模板崩模失稳；

（4）试验台结构内钢筋密集且内部预埋构件较多，安装顺序不合理将造成后续构件无法安装，安装精度不达标将导致构件位置碰撞冲突。

针对以上问题主要从以下四个方面进行改进。

1、大体积混凝土抗裂施工技术

（1）针对试验台超大体积混凝土温度收缩裂缝、施工裂缝等常见质量缺陷，开展大体积混凝土抗裂施工技术研究；

（2）在试验台混凝土配合比试配阶段，通过采用水化热较低且有效保证混凝土初期强度的普通硅酸盐水泥，采用5-20mm粒径粗骨料，合理利用粉煤灰、矿渣粉、硅灰等掺和料代用以降低水泥用量，在保证混凝土强度的前提下，合理降低混凝土水化热。

（3）选定工作性能满足工程实体要求的混凝土配合比，采用专业软件进行混凝土结构施工及养护阶段的水化热热工模拟验算，根据验算推演数据制定合理、有效的混凝土浇筑养护方案，以理论数据作为依据指导现场施工。

（4）通过在混凝土结构中布设测温点实施动态监测建立测温系统，同时结合冷却水循环系统建立动态温控体系，保障混凝土成型养护阶段不产生温度收缩裂缝及施工裂缝等缺陷。

2、超大型试验台一次浇筑成型施工技术

（1）开展超大型试验台一次浇筑成型施工技术研究，通过结合施工期间环境温度、自身结构尺寸方量、预拌混凝土厂家供应能力、泵车及混凝土运输车配备等因素，合理调整混凝土初凝、终凝时间，确定混凝土分层浇筑速度及结构模板体系设计。

（2）由于试验台结构内钢筋骨架密集、预埋人孔套管、螺栓套管、钢隔板及钢支架体系数量较多且空间位置复杂，采用自密实混凝土技术保证混凝土浇筑及成型质量。

3、超大型试验台模板支设施工技术

（1）开展超大型试验台模板支设施工技术研究，为满足试验台结构清水混凝土外观效果，进行模板支撑体系多方案比选，最终采用大型钢模板支撑体系，模板加工精度要求模板板面平整度公差3米直线长度内不大于6mm。

试验台单块标准模板结构：固定钢板采用组合钢模板进行拼装，固定钢板厚度8mm，后设纵向竖筋由6.3#槽钢制成，横向背次楞由10#槽钢制成。

（2）通过对不同混凝土浇筑速度工况下进行模板板面、主次楞、对拉螺栓及支撑体系进行多方案设计，确定最合理、经济的模板系统体系。

（3）采用专业安装队伍保证模板安装精度，避免由于安装误差导致的结构构件尺寸偏差及外观缺陷，保证结构清水混凝土饰面效果。

4、超大型试验台基础预埋件精度控制施工技术

（1）开展超大型试验台基础预埋件精度控制施工技术研究，利用BIM软件技术，建立包含构件钢筋、预埋构件（人孔、螺栓套管、钢隔板、钢支架等）、冷却水循环系统管道等在内的全体系BIM模型，进行不同安装顺序施工步骤情况下的多方案施工全过程模拟，通过安装顺序推演、净空分析及碰撞检查等技术手段，对模拟中空间位置冲突的碰撞点进行规避调整合理避让，确定最优的施工顺序及各构件安装位置。

（2）通过BIM技术确定的构件空间位置及施工顺序，严格控制现场安装施工，对关键埋件交接点、穿插点及易碰撞点进行重点控制，借助GPS、全站仪等高精度定位仪器，保证构件空间位置及安装精度。

主要的技术路线从以下几个方面进行考量。

2.1针对试验台超大体积混凝土温度收缩裂缝、施工裂缝等常见质量缺陷，开展大体积混凝土抗裂施工技术研究，在试验台混凝土配合比试配阶段，通过采用水化热较低且有效保证混凝土初期强度的普通硅酸盐水泥，采用5-20粒径粗骨料，合理利用粉煤灰、矿渣粉、硅灰等掺和料代用以降低水泥用量，在保证混凝土强度的前提下，合理降低混凝土水化热。选定工作性能满足工程实体要求的混凝土配合比，采用专业软件进行混凝土结构施工及养护阶段的水化热热工模拟验算，根据验算推演数据制定合理、有效的混凝土浇筑养护方案，以理论数据作为依据指导现场施工。通过在混凝土结构中布设测温点实施动态监测建立测温系统，同时结合冷却水循环系统建立动态温控体系，保障混凝土成型养护阶段不产生温度收缩裂缝及施工裂缝等缺陷。

2.2开展超大型试验台一次浇筑成型施工技术研究，通过结合施工期间环境温度、自身结构尺寸方量、预拌混凝土厂家供应能力、泵车及混凝土运输车配备等因素，合理调整混凝土初凝、终凝时间，确定混凝土分层浇筑速度及结构模板体系设计。由于试验台结构内钢筋骨架密集、预埋人孔套管、螺栓套管、钢隔板及钢支架体系数量较多且空间位置复杂，采用自密实混凝土技术保证混凝土浇筑及成型质量。

2.3开展超大型试验台模板支设施工技术研究，为满足试验台结构清水混凝土外观效果，进行模板支撑体系多方案比选，最终采用大型钢模板支撑体系，模板加工精度要求模板板面平整度公差3米直线长度内不大于6mm。通过对不同混凝土浇筑速度工况下进行模板板面、主次楞、对拉螺栓及支撑体系进行多方案设计，确定最合理、经济的模板系统体系。采用专业安装队伍保证模板安装精度，避免由于安装误差导致的结构构件尺寸偏差及外观缺陷，保证结构清水混凝土饰面效果。

2.4开展超大型试验台基础预埋件精度控制施工技术研究，利用BIM软件技术，建立包含构件钢筋、预埋构件（人孔、螺栓套管、钢隔板、钢支架等）、冷却水循环系统管道等在内的全体系BIM模型，进行不同安装顺序施工步骤情况下的多方案施工全过程模拟，通过安装顺序推演、净空分析及碰撞检查等技术手段，对模拟中空间位置冲突的碰撞点进行规避调整合理避让，确定最优的施工顺序及各构件安装位置。通过BIM技术确定的构件空间位置及施工顺序，严格控制现场安装施工，对关键埋件交接点、穿插点及易碰撞点进行重点控制，借助GPS、全站仪等高精度定位仪器，保证构件空间位置及安装精度。

施工过程中，主要技术关键如下。

1.1大体积混凝土温度控制技术：结合商品混凝土供应单位及相关国家标准、设计要求确定混凝土配合比，并通过热工计算模拟温度曲线，实现测温养护的目的；通过模拟数据现场采用远程传感测温系统，实时检测混凝土内部温度及室外环境影响共同作用下混凝土内部及环境温度曲线；

1.2预埋件的精度控制：运用Midas/gen三维有限元结构分析软件对其进行建模计算，控制混凝土温度、浮力、施工荷载共同作用下结构变形情况；

1.3BIM技术应用：由于内部埋件、钢筋、预埋降温系统等构件过多，施工前须确定上下层施工顺序，采用Navisworks Manage软件对内部构件进行碰撞模型演示，实现精准定位构件位置，定制需要预埋的各种预埋件；

1.4钢模板设计；下部基础采用对拉的方式、上部基础采用对拉与外支撑相结合的方式进行加固；在计算的过程中考虑混凝土浇筑速度，每层混凝土浇筑控制在1小时50cm厚，并根据浇筑速度提前沟通好混凝土初凝时间，初凝时间严格控制8小时内，保证验算模型与实际相符。

1.5大体积混凝土浇筑控制：由于混凝土采用自密实混凝土，做好混凝土浇筑控制标尺，按照混凝土拓展度边缘与中心位置分别设置标尺，根据上浮高度控制好每层混凝土分层厚度及混凝土浇筑时间，施工前对能产生影响的环境因素（路线、车辆数、浇筑速度、泵车数量等）提前进行计划，并采用加设干冰的方式控制混凝土入模温度。

1.6混凝土养护措施：采用DN20镀锌钢管为降温用冷却盘管，施工现场设置专用冷却系统，采用双水箱循环的方式进行降温处理，采用工程正式泵作为施工冷却稳压系统，并设双水源以防止出现进水温度过高，无法做到降温梯度的情况。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.风电叶片检测试验台施工方法，其特征在于：包括以下步骤；

S1、试验台施工：固定钢板与预埋套管连接，固定钢板与边框固定，形成整体的模型，设置多道预埋套管用固定钢板，并结合边框及支撑体系共同受力，保证预埋套管和固定钢板的精确定位及控制其在施工过程中的位移变形在设定的范围内；

S2、固定钢板支架施工；采用空间格结构桁架承担其重力荷载，侧向采用框架支撑体系，设置多处水平千斤顶以调节固定钢板的垂直度，施工时，应先施工构架下半部，将固定钢板就位并连接千斤顶，垂直度调节完毕后再进行施工顶部桁架以将固定钢板固定；

S3、混凝土施工；混凝土的浇筑方式采用踏步式的斜面分层浇筑，循环推进，每层浇筑厚度控制在500mm以内，基础和基座分别一次浇筑到顶的浇筑方法；

浇筑时，要在下一层混凝土初凝之前浇筑上一层混凝土，不使上下层之间产生施工缝、冷缝，以保持良好接槎，提高混凝土的密实度；

S4、混凝土降温；内部布置冷凝水管，冷凝水管通水冷却时间不小于170h，冷却水系统入水水流的温度控制，保证入水水流的温度与混凝土结构内部温度的温度差不大于25℃，每层冷凝水管流量控制在1.2m³/h；

S5、脚手架搭设，作为施工人员承载的基体。

2.根据权利要求1所述的风电叶片检测试验台施工方法，其特征在于：在步骤S5后还包括步骤S6，应急方案预设，确保混凝土连续浇筑，采取二次投料法，二次振捣法，浇筑后及时排除表面积水，加强早期养护，提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量。

3.根据权利要求1所述的风电叶片检测试验台施工方法，其特征在于：在步骤S3中，混凝土的选择满足以下条件，① 水泥选用水化热较低的普通硅酸盐水泥；

② 外加剂：在混凝土中掺入适量的缓凝型减水剂，可减少新拌混凝土的泌水率，延缓混凝土的凝结和降低温升的目的，在不增加拌合用水量的条件下增大混凝土的坍落度，增加流动性；

③ 掺加料：混凝土中掺入一定数量的粉煤灰，细度不大于20%，由于粉煤灰呈球状起润滑作用，不仅能代替部分水泥，还能改善混凝土的工作性和可泵性，降低混凝土中的水泥水化热量；

④ 粗、细骨料：本工程混凝土中采用5～20mm级配的碎石，这样可以减少用水量，混凝土的收缩和泌水可随之减少，且砂、石含泥量分别小于3%和1%；

⑤ 矿粉：7d活性指数大于80%，28d活性指数大于100%。

4.根据权利要求1所述的风电叶片检测试验台施工方法，其特征在于：在步骤S5中，脚手架的搭设按照以下流程，场地平整→准备工作检查→定位、放线→垫底托→纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→小横杆→连墙件→剪力杆→铺脚手板→扎防护栏杆→扎立网。

5.根据权利要求1所述的风电叶片检测试验台施工方法，其特征在于：步骤S3中，混凝土需要抗裂，注意以下事项，试验台混凝土配合比试配阶段，通过采用水化热较低且有效保证混凝土初期强度的普通硅酸盐水泥，采用5-20mm粒径粗骨料，利用粉煤灰、矿渣粉、硅灰掺和料代用以降低水泥用量，在保证混凝土强度的前提下，合理降低混凝土水化热；

选定工作性能满足工程实体要求的混凝土配合比，采用专业软件进行混凝土结构施工及养护阶段的水化热热工模拟验算，根据验算推演数据制定合理、有效的混凝土浇筑养护方案，以理论数据作为依据指导现场施工；

通过在混凝土结构中布设测温点实施动态监测建立测温系统，同时结合冷却水循环系统建立动态温控体系，保障混凝土成型养护阶段不产生温度收缩裂缝及施工裂缝缺陷。

6.根据权利要求1所述的风电叶片检测试验台施工方法，其特征在于：步骤S3中，混凝土浇筑成型过程中，需要注意以下问题，通过结合施工期间环境温度、自身结构尺寸方量、预拌混凝土厂家供应能力、泵车及混凝土运输车配备因素，合理调整混凝土初凝、终凝时间，确定混凝土分层浇筑速度及结构模板体系设计；

由于试验台结构内钢筋骨架密集、预埋人孔套管、螺栓套管、钢隔板及钢支架体系数量较多且空间位置复杂，采用自密实混凝土技术保证混凝土浇筑及成型质量。

7.根据权利要求1所述的风电叶片检测试验台施工方法，其特征在于：试验台模板支设施工工艺按照以下要求进行，

模板加工精度要求模板板面平整度公差3米直线长度内不大于6mm；

试验台单块标准模板结构：固定钢板采用组合钢模板进行拼装，固定钢板厚度8mm，后设纵向竖筋由6.3#槽钢制成，横向背次楞由10#槽钢制成；

通过对不同混凝土浇筑速度工况下进行模板板面、主次楞、对拉螺栓及支撑体系建立模板系统体系；同时保证结构清水混凝土饰面效果。

8.根据权利要求1所述的风电叶片检测试验台施工方法，其特征在于：试验台基础预埋件精度控制：

利用BIM软件技术，建立包含构件钢筋、预埋构件、冷却水循环系统管道在内的全体系BIM模型，进行不同安装顺序施工步骤情况下的多方案施工全过程模拟，通过安装顺序推演、净空分析及碰撞检查技术手段，对模拟中空间位置冲突的碰撞点进行规避调整合理避让，确定施工顺序及各构件安装位置；

通过BIM技术确定的构件空间位置及施工顺序，严格控制现场安装施工，对关键埋件交接点、穿插点及易碰撞点进行重点控制，借助GPS、全站仪高精度定位仪器，保证构件空间位置及安装精度。

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