CN114108685A - 一种环向预制装配梁板式风机基础及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风力发电机基础结构技术领域，公开了一种环向预制装配梁板式风机基础，本发明的环向预制装配梁板式风机基础垫层，浇筑在风力发电机基础对应区域底部；由若干个预制梁板单元环向分布组成的环形结构，环形结构设置在垫层上方，环形结构与垫层之间通过底部注浆体填充连接，任意两相邻预制梁板单元之间通过拼缝灌浆体填充连接；环向预应力索，环绕设置在环形结构的外侧，环向预应力索紧贴环形结构的外侧并张紧；锚栓组合件，分别设置在各预制梁板单元上，用于连接风机塔筒的底法兰。其能够提高装配式风机基础的整体强度，提高风机基础的抗震能力。同时，本发明还提供一种该环向预制装配梁板式风机基础的安装方法。

Description

一种环向预制装配梁板式风机基础及安装方法

技术领域

本发明涉及风力发电机基础结构技术领域，具体涉及一种环向预制装配梁板式风机基础及安装方法。

背景技术

随着清洁能源的大力开发，我国风电项目迎来大规模建设高潮，这对施工效率、施工质量提出了更高的要求。随着机组大型化发展，风机基础直径更大、施工难度更高。混凝土运输不便、混凝土浇筑质量差、浇筑不连续等问题逐渐突显。

风机基础预制装配化符合国家建筑工业化的发展需求，经工厂预制、现场装配并结合少量灌浆料灌缝而成的一种新型风机基础可减少现场支模工作量，有效降低施工难度、缩短施工工期，可促进风机早日投产发电。

现有的预制装配式风机基础的预制件一般通过浆料填充连接，预制件之间连接强度有限，装配基础整体的强度受到限制，容易受地震等影响导致破坏。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出一种环向预制装配梁板式风机基础，以提高装配式风机基础的整体强度，提高风机基础的抗震能力。

为达上述目的，本发明的环向预制装配梁板式风机基础包括：

垫层，浇筑在风力发电机基础对应区域底部；

由若干个预制梁板单元环向分布组成的环形结构，所述环形结构设置在所述垫层上方，所述环形结构与所述垫层之间通过底部注浆体填充连接，任意两相邻所述预制梁板单元之间通过拼缝灌浆体填充连接；

环向预应力索，环绕设置在所述环形结构的外侧，所述环向预应力索紧贴所述环形结构的外侧并张紧；

锚栓组合件，分别设置在各所述预制梁板单元上，用于连接风机塔筒的底法兰。

预制梁板单元通过底部注浆体和拼缝灌浆体与垫层连接并相互连接，再通过环向预应力索预紧将预制梁板单元进一步固定，使预制梁板单元紧固连接成一体，提高了风机基础的整体强度，提高风机基础的抗震能力。

在其中一个实施例中，所述预制梁板单元包括底板、柱墩和肋梁，所述底板成扇形设置，所述柱墩设置在所述底板的小端，所述柱墩的一端与所述底板连接，所述柱墩的另一端竖直向上延伸，所述柱墩的横截面对应所述底板小端的形状设置为扇形；所述肋梁连接所述底板的顶面和所述柱墩的外侧面。

底板和肋梁共同支撑柱墩，柱墩能够被稳定支撑，同时底板能够降低基础发生沉降的风险。

在其中一个实施例中，所述肋梁和所述柱墩上分别设有注浆孔，所述注浆孔从对应所述肋梁或所述柱墩的侧壁向下延伸并贯通到所述底板的底面；所述底板上设有排气孔，所述排气孔从所述底板的底面连续向上延伸并贯通到所述底板的顶面。

注浆孔便于从多个位置对预制梁板单元底部进行灌浆，排气孔便于灌浆过程中排出预制梁板单元底部的空气，观察浆液的流动状态和灌注状态。

在其中一个实施例中，所述环向预应力索的数量为两组，所述环向预应力索分别环绕设置在所述柱墩上部的外侧和所述底板的外侧。

环向预应力索从预制梁板单元上下两端将预制梁板单元组成的环形结构进行紧固，进一步保证预制梁板单元组成的环形结构的整体强度，提高风机基础的稳固性。

在其中一个实施例中，所述垫层包括下凹地下室和环绕所述下凹地下室设置的平面垫层；所述预制梁板单元环绕所述下凹地下室设置在所述平面垫层上方，所述预制梁板单元朝向所述下凹地下室的一端悬置在所述下凹地下室的上方；所述预制梁板单元上设有竖向设置的安装孔，所述安装孔设置在所述预制梁板单元悬置在所述下凹地下室上方的一端上；所述锚栓组合件向下插入并贯穿所述安装孔，与所述预制梁板单元的底面连接。

通过下凹地下室对锚栓组合件下端进行安装和拆卸，以便于锚栓组合件安装或更换，风机寿命期后预制梁板单元和锚栓组合件均可拆下回收利用。

在其中一个实施例中，其特征在于，各所述预制梁板单元的结构、尺寸完全相同。

预制梁板单元规格单一，模具规格少，便于现场安装，预制梁板单元运输方便。

根据上述实施例中的环向预制装配梁板式风机基础，本发明还提供一种环向预制装配梁板式风机基础的安装方法，包括以下步骤：

S1，垫层施工，根据环向预制装配梁板式风机基础安装的区域现场浇筑垫层并养护；

S2，安装预制梁板单元，设置预制梁板单元的安装中心，然后根据各预制梁板单元的安装位置，在垫层上画出各预制梁板单元中心线位置；吊装预制梁板单元，使各预制梁板单元的中心线与垫层上的画线对中；对各预制梁板单元的位置进行微调、调平，使各锚栓组合件的安装位置满足精度要求，固定各预制梁板单元；

S3，底部注浆体注浆，将环形结构的内侧壁和环形结构外侧壁分别与垫层表面进行密封处理，对环形结构与垫层相对区域的间隙进行注浆，填充并连接对环形结构和垫层；

S4，拼缝灌浆体注浆，将相邻两预制梁板单元间的接缝处密封处理，分别对各相邻两预制梁板单元间的接缝进行灌浆填充；

S5，张拉环向预应力索，底部注浆体、拼缝灌浆体养护满足设计强度要求后，在环形结构的外侧固定环向预应力索，并进行张拉紧固。

进一步的，所述底部注浆体注浆还包括：浆液通过注浆孔进行注浆，一边注浆一边通过注浆孔附近的排气孔观察浆液流动情况，直至各排气孔内都有浆液上溢时停止注浆。

进一步的，所述张拉环向预应力索还包括将两组环向预应力索分别环绕设置在预制梁板单元的柱墩上部的外侧和预制梁板单元的底板的外侧，并同时对两组环向预应力索进行张紧。

进一步的，环向预制装配梁板式风机基础的安装方法还包括将风机塔筒的底法兰通过锚栓组合件与预制梁板单元形成的环形结构连接，其包括如下步骤：

沿锚栓组合件的安装圆间隔设置若干个调平支撑，塔筒吊装就位，使底法兰支撑于调平支撑上；

锚栓组合件自上而下穿入底法兰和预制梁板单元，并下凹地下室将锚栓组合件的下端与预制梁板单元底面进行固定；

对底法兰进行灌浆固定，待底法兰灌浆养护达到设计要求后，对锚栓组合件进行张拉紧固。

采用本发明的环向预制装配梁板式风机基础的安装方法，能够方便、快速的完成环向预制装配梁板式风机基础安装，提高环形结构与垫层和预制梁板单元之间的灌浆质量。能够方便的完成环向预应力索预紧，对制梁板单元组成的环形结构进行加固。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明一实施例提供的环向预制装配梁板式风机基础的俯视图；

图2为图1所示的B-B视图；

图3为图1所示的预制梁板单元的结构示意图；

图4为图3所示的预制梁板单元的俯视图；

图5为图2所示的A放大视图；

附图标记：

1-垫层，11-下凹地下室，12-平面垫层，2-预制梁板单元，21-底板，22-柱墩，221-下锚板，222-安装孔，23-肋梁，24-注浆孔，25-排气孔，3-底部注浆体，4-拼缝灌浆体，5-环向预应力索，6-锚栓组合件，7-底法兰，8-调平支撑。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1，环向预制装配梁板式风机基础：

请参阅图1至图5，一实施方式中的环向预制装配梁板式风机基础包括垫层1、预制梁板单元2、底部注浆体3、拼缝灌浆体4、环向预应力索5和锚栓组合件6，其能够提高装配式风机基础的整体强度，提高风机基础的抗震能力。

请参阅图1至图3，具体的，垫层1浇筑在风力发电机基础对应区域底部。垫层1用于支撑上层基础构件及最终支撑风机系统。可以理解的是，垫层1一般现场浇筑在基坑底部。垫层1厚度和材料根据需要设置，例如但不限于厚度可以为50mm～250mm，材料选用C15～C30混凝土。根据环境不同，还可以在添加防冻剂。

若干个预制梁板单元2环向分布组成的环形结构。环形结构设置在垫层1上方。环形结构与垫层1之间通过底部注浆体3填充连接，任意两相邻预制梁板单元2之间通过拼缝灌浆体4填充连接。具体的，预制梁板单元2以风机基础中心成圆环形相邻布置。预制梁板单元2的底面与垫层1之间通过灌浆浇筑形成底部注浆体3填充连接。任意相邻两预制梁板单元2之间通过灌浆浇筑形成拼缝灌浆体4填充连接。一实施方式中，预制梁板单元2包括底板21、柱墩22和肋梁23。底板21成扇形设置。柱墩22设置在底板21的小端，柱墩22的一端与底板21连接，柱墩22的另一端竖直向上延伸。柱墩22的横截面对应底板21小端的形状设置为扇形。肋梁23连接底板21的顶面和柱墩22的外侧面。具体的，预制梁板单元2采用钢筋混凝土浇筑结构。各柱墩22拼接形成环形的支撑筒结构，用于作为对风机的支撑主体。底板21和肋梁23共同支撑柱墩22，柱墩22能够被稳定支撑，同时底板21拼接形成环形盘，能够降低基础发生沉降的风险。

请一并参阅图4，一实施方式中，肋梁23和柱墩22上分别设有注浆孔24。注浆孔24从对应肋梁23或柱墩22的侧壁向下延伸并贯通到底板21的底面。底板21上设有排气孔25。排气孔25从底板21的底面连续向上延伸并贯通到底板21的顶面。注浆孔24便于从多个位置对预制梁板单元2底部进行灌浆，排气孔25便于灌浆过程中排出预制梁板单元2底部的空气，观察浆液的流动状态和灌注状态，从未便于控制灌浆，提高底部注浆体3的质量。

一实施方式中，各预制梁板单元2的结构、尺寸完全相同。预制梁板单元2规格单一，模具规格少，便于现场安装，预制梁板单元2运输方便。

环向预应力索5环绕设置在环形结构的外侧。环向预应力索5紧贴环形结构的外侧并张紧。环向预应力索5张紧将各预制梁板单元2扎紧固定，使预制梁板单元2紧固连接成一体，防止制梁板单元2发生松动。具体的，环向预应力索5的数量为两组。环向预应力索5分别环绕设置在柱墩22上部的外侧和底板21的外侧。环向预应力索5从预制梁板单元2上下两端将预制梁板单元2组成的环形结构进行紧固，进一步保证预制梁板单元2组成的环形结构的整体强度，提高风机基础的稳固性。环向预应力索5可以采用钢丝绳或其他结构的钢丝索股等。

请参阅图2、图3和图5，锚栓组合件6分别设置在各预制梁板单元2上，用于连接风机塔筒的底法兰7。锚栓组合件6可以通过安装或预埋的方式设置在预制梁板单元2上。锚栓组合件6对应可以采用双头螺杆或预埋螺栓等结构。锚栓组合件6的上端伸出预制梁板单元2用于连接风机塔筒。一实施方式中，垫层1包括下凹地下室11和环绕下凹地下室11设置的平面垫层12。预制梁板单元2环绕下凹地下室11设置在平面垫层12上方。预制梁板单元2朝向下凹地下室11的一端悬置在下凹地下室11的上方。预制梁板单元2上设有竖向设置的安装孔222。安装孔222设置在预制梁板单元2悬置在下凹地下室11上方的一端上。锚栓组合件6向下插入并贯穿安装孔222，与预制梁板单元2的底面连接。具体的，安装孔222设置在柱墩22上并贯穿柱墩22。锚栓组合件6为双头螺杆结构。锚栓组合件6下端配合锚栓组合件6上端通过螺纹紧固件与预制梁板单元2的底面压紧连接。一实施方式中，预制梁板单元2上还设有下锚板221。下锚板221对应安装孔222预埋设置在柱墩22内，以便于与锚栓组合件6下端连接。通过下凹地下室11对锚栓组合件6下端进行安装和拆卸，以便于锚栓组合件6安装或更换，风机寿命期后预制梁板单元2和锚栓组合件6均可拆下回收利用。

根据上述技术方案中的环向预制装配梁板式风机基础。预制梁板单元2通过底部注浆体3和拼缝灌浆体4与垫层1连接并相互连接，再通过环向预应力索5预紧将预制梁板单元2进一步固定，使预制梁板单元2紧固连接成一体，提高了风机基础的整体强度，提高风机基础的抗震能力。

实施例2，环向预制装配梁板式风机基础的安装方法：

根据上述实施方式中的环向预制装配梁板式风机基础，本发明还提供一种适用于上述环向预制装配梁板式风机基础的安装方法，以提高风机基础的施工效率，同时保证风机基础的施工质量；一实施方式中的环向预制装配梁板式风机基础的安装方法包括以下步骤：

S1：垫层1施工。根据环向预制装配梁板式风机基础安装的区域现场浇筑垫层1并养护。

根据环向预制装配梁板式风机基础在施工现场开挖基坑，夯实后浇筑垫层混凝土。根据地质情况，可在垫层1内铺埋钢筋加固。进一步的，下凹地下室11周边及底壁浇筑后采用防水砂浆作防水处理。

S2：安装预制梁板单元2。设置预制梁板单元2的安装中心。然后根据各预制梁板单元2的安装位置，在垫层1上画出各预制梁板单元2中心线位置。吊装预制梁板单元2，使各预制梁板单元2的中心线与垫层1上的画线对中。对各预制梁板单元2的位置进行微调、调平，使各锚栓组合件6的安装位置满足精度要求，固定各预制梁板单元2。

具体实施过程中，吊装预制梁板单元2采用相对相邻的顺序安装预制梁板单元2。第一件预制梁板单元2吊装到位后，吊装与第一件预制梁板单元2安装位置相对的另一预制梁板单元2；然后再吊装与第一件预制梁板单元2相邻的预制梁板单元2及与相邻预制梁板单元2相对的预制梁板单元2。按该相对相邻的顺序完成所有预制梁板单元2吊装。进一步的，预制梁板单元2吊装过程中，适时测量安装位置相对的锚栓组合件6的安装位置。测量多组安装位置相对的锚栓组合件6间的距离，确保距离满足塔筒安装的要求。预制梁板单元2调平时可以采用钢垫板等支撑件。

S3：底部注浆体3注浆。将环形结构的内侧壁和环形结构外侧壁分别与垫层1表面进行密封处理，对环形结构与垫层1相对区域的间隙进行注浆，填充并连接对环形结构和垫层1。

具体实施过程中，采用密封胶条或胶水粘贴等方式密封环形结构的内侧壁和环形结构外侧壁分别与垫层1表面。防止漏浆。进一步的，浆液通过注浆孔24进行注浆。一边注浆一边通过注浆孔24附近的排气孔25观察浆液流动情况，直至各排气孔25内都有浆液上溢时停止注浆。从而保证浆液填充满垫层1与预制梁板单元2底面间的间隙，使预制梁板单元2与垫层1连接。

S4：拼缝灌浆体4注浆。将相邻两预制梁板单元2间的接缝处密封处理，分别对各相邻两预制梁板单元2间的接缝进行灌浆填充。

底部注浆体3注浆完成后进行拼缝灌浆体4注浆。进一步的，底部注浆体3初凝后再对预制梁板单元2间的接缝进行灌浆。以避免接缝浆液泄漏或冲击底部注浆体3，影响底部注浆体3浇筑质量。

S5：张拉环向预应力索5。底部注浆体3、拼缝灌浆体4养护满足设计强度要求后，在环形结构的外侧固定环向预应力索5，并进行张拉紧固。

进一步的，张拉环向预应力索5还包括将两组环向预应力索5分别环绕设置在预制梁板单元2的柱墩22上部的外侧和预制梁板单元2的底板21的外侧，并同时对两组环向预应力索5进行张紧。具体实施过程中，先对两组环向预应力索5进行初步预紧，使环向预应力索5上的张力达到设计张紧力的30％～60％。然后对两组环向预应力索5进行二次是预紧，使环向预应力索5上的张力达到设计张紧力。

进一步的，一实施方式中的环向预制装配梁板式风机基础的安装方法还包括将风机塔筒的底法兰7通过锚栓组合件6与预制梁板单元2形成的环形结构连接，其包括如下步骤：

沿锚栓组合件6的安装圆间隔设置若干个调平支撑8，塔筒吊装就位，使底法兰7支撑于调平支撑8上。

锚栓组合件6自上而下穿入底法兰7和预制梁板单元2，并下凹地下室11将锚栓组合件6的下端与预制梁板单元2底面进行固定。

对底法兰7进行灌浆固定，待底法兰7灌浆养护达到设计要求后，对锚栓组合件6进行张拉紧固。

采用本发明的环向预制装配梁板式风机基础的安装方法，能够方便、快速的完成环向预制装配梁板式风机基础安装，提高环形结构与垫层1和预制梁板单元2之间的灌浆质量。能够方便的完成环向预应力索5预紧，对制梁板单元组成的环形结构进行加固。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种环向预制装配梁板式风机基础，其特征在于，包括：

垫层，浇筑在风力发电机基础对应区域底部；

由若干个预制梁板单元环向分布组成的环形结构，所述环形结构设置在所述垫层上方，所述环形结构与所述垫层之间通过底部注浆体填充连接，任意两相邻所述预制梁板单元之间通过拼缝灌浆体填充连接；

环向预应力索，环绕设置在所述环形结构的外侧，所述环向预应力索紧贴所述环形结构的外侧并张紧；

锚栓组合件，分别设置在各所述预制梁板单元上，用于连接风机塔筒的底法兰。

2.根据权利要求1所述的环向预制装配梁板式风机基础，其特征在于，所述预制梁板单元包括底板、柱墩和肋梁，所述底板成扇形设置，所述柱墩设置在所述底板的小端，所述柱墩的一端与所述底板连接，所述柱墩的另一端竖直向上延伸，所述柱墩的横截面对应所述底板小端的形状设置为扇形；所述肋梁连接所述底板的顶面和所述柱墩的外侧面。

3.根据权利要求2所述的环向预制装配梁板式风机基础，其特征在于，所述肋梁和所述柱墩上分别设有注浆孔，所述注浆孔从对应所述肋梁或所述柱墩的侧壁向下延伸并贯通到所述底板的底面；所述底板上设有排气孔，所述排气孔从所述底板的底面连续向上延伸并贯通到所述底板的顶面。

4.根据权利要求2所述的环向预制装配梁板式风机基础，其特征在于，所述环向预应力索的数量为两组，所述环向预应力索分别环绕设置在所述柱墩上部的外侧和所述底板的外侧。

5.根据权利要求1所述的环向预制装配梁板式风机基础，其特征在于，所述垫层包括下凹地下室和环绕所述下凹地下室设置的平面垫层；所述预制梁板单元环绕所述下凹地下室设置在所述平面垫层上方，所述预制梁板单元朝向所述下凹地下室的一端悬置在所述下凹地下室的上方；所述预制梁板单元上设有竖向设置的安装孔，所述安装孔设置在所述预制梁板单元悬置在所述下凹地下室上方的一端上；所述锚栓组合件向下插入并贯穿所述安装孔，与所述预制梁板单元的底面连接。

6.根据权利要求1～5任意一项中所述的环向预制装配梁板式风机基础，其特征在于，各所述预制梁板单元的结构、尺寸完全相同。

7.一种根据权利要求1～6任意一项中所述的环向预制装配梁板式风机基础的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，垫层施工，根据环向预制装配梁板式风机基础安装的区域现场浇筑垫层并养护；

S2，安装预制梁板单元，设置预制梁板单元的安装中心，然后根据各预制梁板单元的安装位置，在垫层上画出各预制梁板单元中心线位置；吊装预制梁板单元，使各预制梁板单元的中心线与垫层上的画线对中；对各预制梁板单元的位置进行微调、调平，使各锚栓组合件的安装位置满足精度要求，固定各预制梁板单元；

S3，底部注浆体注浆，将环形结构的内侧壁和环形结构外侧壁分别与垫层表面进行密封处理，对环形结构与垫层相对区域的间隙进行注浆，填充并连接对环形结构和垫层；

S4，拼缝灌浆体注浆，将相邻两预制梁板单元间的接缝处密封处理，分别对各相邻两预制梁板单元间的接缝进行灌浆填充；

S5，张拉环向预应力索，底部注浆体、拼缝灌浆体养护满足设计强度要求后，在环形结构的外侧固定环向预应力索，并进行张拉紧固。

8.根据权利要求7所述的环向预制装配梁板式风机基础的安装方法，其特征在于，所述底部注浆体注浆还包括：浆液通过注浆孔进行注浆，一边注浆一边通过注浆孔附近的排气孔观察浆液流动情况，直至各排气孔内都有浆液上溢时停止注浆。

9.根据权利要求7所述的环向预制装配梁板式风机基础的安装方法，其特征在于，所述张拉环向预应力索还包括将两组环向预应力索分别环绕设置在预制梁板单元的柱墩上部的外侧和预制梁板单元的底板的外侧，并同时对两组环向预应力索进行张紧。

10.根据权利要求7～9中任意一项中所述的环向预制装配梁板式风机基础的安装方法，其特征在于，还包括将风机塔筒的底法兰通过锚栓组合件与预制梁板单元形成的环形结构连接，其包括如下步骤：

沿锚栓组合件的安装圆间隔设置若干个调平支撑，塔筒吊装就位，使底法兰支撑于调平支撑上；

锚栓组合件自上而下穿入底法兰和预制梁板单元，并下凹地下室将锚栓组合件的下端与预制梁板单元底面进行固定；

对底法兰进行灌浆固定，待底法兰灌浆养护达到设计要求后，对锚栓组合件进行张拉紧固。

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