CN114351751A - 一种轻质化装配式风电结构基础及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻质化装配式风电结构基础及其装配方法，属于风电设备技术领域，基础包括中心台柱、以中心台柱为中心环形均布在中心台柱外侧的若干组径向支撑组件；径向支撑组件包括预制外底板、预制内底板、第一预制肋梁和第二预制肋梁，预制内底板设置在中心台柱的底部，第一预制肋梁的一端与预制外底板连接，另一端倾斜连接至中心台柱，预制外底板通过第二预制肋梁水平连接至预制内底板，相邻两预制内底板之间、相邻预制外底板之间各自连接。本发明基础和装配方法可以用于对风电结构基础进行快速装备，提高安装效率，降低运输和安装成本。

Description

一种轻质化装配式风电结构基础及其装配方法

技术领域

本发明属于风电设备技术领域，具体涉及一种轻质化装配式风电结构基础及其装配方法。

背景技术

风电机塔筒属于高耸结构，规模往往较大，承受了较大的水平和竖向荷载，故风电机塔筒的基础体形也较大。传统的钢筋混凝土基础，混凝土用量多，钢筋间距密，混凝土不易浇筑，现场施工难度大、效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种轻质化装配式风电结构基础及其装配方法，可以用于对风电结构基础进行快速装备，提高安装效率，降低运输和安装成本。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明一种轻质化装配式风电结构基础，包括中心台柱、以所述中心台柱为中心环形均布在所述中心台柱外侧的若干组径向支撑组件；所述径向支撑组件包括预制外底板、预制内底板、第一预制肋梁和第二预制肋梁，所述预制内底板设置在所述中心台柱的底部，所述第一预制肋梁的一端与预制外底板连接，另一端倾斜连接至中心台柱，所述预制外底板通过第二预制肋梁水平连接至预制内底板，相邻两预制内底板之间、相邻预制外底板之间各自连接。

进一步，所述中心台柱由若干第一预制台柱段依次叠加而成，所述第一预制台柱段呈环形结构，位于最上层的第一预制台柱段的上端连接有第二预制台柱段，所述第二预制台柱段与所述第一预制肋梁相连。

进一步，所述第一预制台柱段的上表面均匀分布有若干卡齿，第一预制台柱段的下表面均匀开设有与卡齿对应的卡槽，所述预制内底板的上表面也设置有与卡槽对应的卡齿。

进一步，所述预制内底板呈扇形结构，所述预制内底板的中部向上凸起形成弧形安装座，所述弧形安装座的上表面设置有卡齿。

进一步，所述预制外底板呈环段状，所述预制外底板的上侧中部设置有凸台，所述凸台的内侧错落形成有第一平面和第二平面，所述第一平面通过第一现浇块与第一预制肋梁连接，所述第二平面通过第二现浇块与第二预制肋梁连接，所述第二预制台柱段的外侧形成有第三平面，所述第三平面通过第三现浇块与第一预制肋梁连接，所述预制内底板的外侧形成有第四平面，所述第四平面通过第四现浇块与第二预制肋梁连接。

进一步，所述预制外底板的中部设置有弧形变截面梁，所述弧形变截面梁的中部同时与所述凸台相连。

进一步，所述预制外底板的两侧面对应开设有第一安装槽，所述第一安装槽内设置有第一预埋筋，相邻两预制外底板的第一预埋筋之间相互搭接或者扣接，再现浇混凝土形成整体，再现浇混凝土形成整体，所述预制内底板的两侧面对应开设有第二安装槽，所述第二安装槽内设置有第二预埋筋，相邻两预制内底板的第二预埋筋之间相互搭接或者扣接，再现浇混凝土形成整体。

进一步，所述中心台柱和弧形安装座之间通过预应力锚栓串接，所述预应力锚栓沿中心台柱的周向均匀布置，所述第一预制台柱段、第二预制台柱段以及弧形安装座上开设有与所述预应力锚栓对应的通孔，所述预应力锚栓的下端与弧形安装座固定相连，所述预应力锚栓的上端向上延伸，与塔筒下端相连。

进一步，所述弧形安装座的中部开设有一环槽，所述预应力锚栓的下端于轴向深入所述环槽内，所述环槽形成用于固定所述预应力锚栓的安装空间。

一种轻质化装配式风电结构基础的装配方法，采用上述所述的基础，将各预制内底板沿环向依次拼接，通过卡齿和卡槽一一配合，在预制内底板的上侧依次叠加第一预制台柱段，然后在最上层的第一预制台柱段上叠加第二预制台柱段，将预制外底板通过第二预制肋梁连接至预制内底板，再将第二预制台柱段通过第一预制肋梁连接至预制外底板，将各预制外底板沿环向依次拼接，不断调整各部件的位置，第一预制台柱段、第二预制台柱段、第三预制台柱段和弧形安装座的周向通孔内插入预应力锚栓进行纵向固定后浇筑通孔，最后现浇第一现浇块、第二现浇块、第三现浇块和第四现浇块。

本发明的有益效果在于：

本发明一种轻质化装配式风电结构基础及其装配方法，通过设置中心台柱，用于整体的支撑，再设置若干组径向支撑组件，可以保证中心台柱的稳定性，通过设置三角形的支撑结构，支撑更为稳定，各部件均可在工厂预制，现场直接拼装，降低运输和安装成本，极大提高了施工效率。本发明装置，通过预制结构，进行支撑，无需大面积的浇筑，保证了稳定性的同时，减少了开挖各类肋梁之间的土体体积，减少了施工和维护成本。

本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明风电结构基础的结构示意图；

图2为本发明径向支撑组件的结构示意图；

图3为图1在A处的放大图；

图4为图1在B处的放大图；

图5为本发明预制外底板的结构示意图；

图6为本发明预制内底板的结构示意图；

图7为中心台柱的爆炸图；

图8为第三预制台柱段的结构示意图一；

图9为第三预制台柱段的结构示意图二；

图10为第二预制台柱段的结构示意图一；

图11为第二预制台柱段的结构示意图二；

图12为第一预制台柱段的结构示意图一；

图13为第一预制台柱段的结构示意图二。

附图中标记如下：中心台柱1、径向支撑组件2、预制外底板3、预制内底板4、第一预制肋梁5、第二预制肋梁6、第一预制台柱段7、第二预制台柱段8、第三预制台柱段9、卡齿10、卡槽11、弧形安装座12、凸台13、第一平面14、第二平面15、第一现浇块16、第二现浇块17、第三平面18、第三现浇块19、第四平面20、第四现浇块21、弧形变截面梁22、第一安装槽23、第一预埋筋24、第二安装槽25、第二预埋筋26、连接钢筋27、预应力锚栓28、通孔29、环槽30。

具体实施方式

如图1～2所示，本发明一种轻质化装配式风电结构基础，包括中心台柱1、以中心台柱1为中心环形均布在中心台柱1外侧的若干组径向支撑组件2；中心台柱1呈环状，可以减少整体的质量，减少了开挖各类肋梁之间的土体体积。径向支撑组件2包括预制外底板3、预制内底板4、第一预制肋梁5和第二预制肋梁6，预制内底板4设置在中心台柱1的底部，合围后的形状与中心台柱1的底部配合。预制外底板3通过第二预制肋梁6水平连接至预制内底板4，第一预制肋梁5的一端与预制外底板3连接，另一端倾斜连接至中心台柱1，呈斜撑状。相邻两预制内底板4之间、相邻预制外底板3之间各自连接。

本实施例中，如图7所示，中心台柱1由若干第一预制台柱段7依次叠加而成，图12和13为第一预制台柱段7的结构示意图，相邻两第一预制台柱段7之间在周向进行限位，不会相对转动，第一预制台柱段7呈环形结构，且其内部空心，节约用料，降低重量。位于最上层的第一预制台柱段7的上端连接有第二预制台柱段8，图10和11为第二预制台柱段8的结构示意图，第二预制台柱段8的外侧与第一预制肋梁5相连。第二预制台柱段8的上端还设置有第三预制台柱段9，第三预制台柱段9的上部可连接至风电塔筒，如图8和9为第三预制台柱段9的结构示意图。

本实施例中，第一预制台柱段7的上表面均匀分布有若干卡齿10，卡齿10的长度与第一预制台柱段7的厚度适应，沿第一台柱段的径向延伸，第一预制台柱段7的下表面均匀开设有与卡齿10对应的卡槽11，预制内底板4的上表面也设置有与卡槽11对应的卡齿10，通过卡齿10与卡槽11之间一一进行配合。

本实施例中，如图6所示，预制内底板4呈扇形结构，中间相围形成孔，为铺设电缆等线路预留空间，预制内底板4的中部向上凸起形成弧形安装座12，弧形安装座12沿预制内底板4的周向延伸，弧形安装座12的上表面设置有卡齿10，类似于各预制内底板4之间的弧形安装座12之间组合形成环状的台柱段结构。

本实施例中，如图5所示，预制外底板3呈环段状，预制外底板3的上侧中部设置有凸台13，凸台13的内侧错落形成有第一平面14和第二平面15，第一平面14位于第二平面15的上侧，第一平面14通过第一现浇块16与第一预制肋梁5连接，第二平面15通过第二现浇块17与第二预制肋梁6连接，第二预制台柱段8的外侧形成有第三平面18，第三平面18通过第三现浇块19与第一预制肋梁5连接，预制内底板4的外侧形成有第四平面20，第四平面20通过第四现浇块21与第二预制肋梁6连接。

本实施例中，各平面上对应预埋有直预埋筋，对应在第一预制肋梁5和第二预制肋梁6的两端均预埋有直预埋筋，对应的直预埋筋之间通过挤压套筒相连，最后进行浇筑，分别形成第一现浇块16、第二现浇块17、第三现浇块19和第四现浇块21。

本实施例中，预制外底板3的中部设置有弧形变截面梁22，弧形变截面梁22的中部同时与凸台13相连，弧形变截面梁22的中部向上凸出，用于与凸台13进行加固，可以节省用料的同时，保证预制外底板3的结构强度，防止变形。

本实施例中，如图3所示，预制外底板3的两侧面对应开设有第一安装槽23，第一安装槽23内设置有第一预埋筋24，相邻两预制外底板3的第一预埋筋24之间相互搭接或者扣接，再现浇混凝土形成整体，如图4所示，预制内底板4的两侧面对应开设有第二安装槽25，第二安装槽25内设置有第二预埋筋26，相邻两预制内底板4的第二预埋筋26之间相互搭接或者扣接，再现浇混凝土形成整体。以预制外底板3为例，搭接的方式为，通过采用连接钢筋27，连接钢筋27的两端同时与第一预埋筋24进行焊接。扣接的方式为，第一预埋筋24的外端形成弯钩，两侧弯钩的弯曲方向对应，使得第一预埋筋24弯钩可以相互扣接，方便进行连接。

本实施例中，中心台柱1和弧形安装座12之间通过预应力锚栓28串接，预应力锚栓28沿中心台柱1的周向均匀布置，第一预制台柱段7、第二预制台柱段8以及弧形安装座12上开设有与预应力锚栓28对应的通孔29，预应力锚栓28的下端与弧形安装座12固定相连，预应力锚栓28的上端向上延伸，与塔筒下端相连。预应力锚栓28采用耗能钢筋制成，通过设置预应力锚栓28，可以将各第一预制台柱段7、第二预制台柱段8以及弧形安装座12进行连接的同时，可以起到一定的抗震作用，当台柱段之间在径向有所错动时，各台柱段驱动预应力锚栓28变形，在预应力锚栓28自身的耗能作用下，起到抗震的能力，使得本发明装置可以较好地适用于地震频发的地区。

本实施例中，弧形安装座12的中部开设有一环槽30，预应力锚栓28的下端于轴向深入环槽30内，环槽30形成用于固定预应力锚栓28的安装空间，环槽30的内部设置有螺母，螺母与预应力锚栓28的下端固定连接用于将预应力锚栓28固定在弧形安装座12内，固定完成后再对环槽30浇筑混凝土。

一种轻质化装配式风电结构基础的装配方法，采用上述的基础，将各预制内底板4沿环向依次拼接，通过卡齿10和卡槽11一一配合，在预制内底板4的上侧依次叠加第一预制台柱段7，然后在最上层的第一预制台柱段7上叠加第二预制台柱段8，将预制外底板3通过第二预制肋梁6连接至预制内底板4，将第二预制台柱段8通过第一预制肋梁5连接至预制外底板3，将各预制外底板3沿环向依次拼接，不断调整各部件的位置，第一预制台柱段7、第二预制台柱段8、第三预制台柱段9和弧形安装座12的周向通孔29内插入预应力锚栓28进行纵向固定后浇筑通孔29，最后现浇第一现浇块16、第二现浇块17、第三现浇块19和第四现浇块21。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种轻质化装配式风电结构基础，其特征在于：包括中心台柱、以所述中心台柱为中心环形均布在所述中心台柱外侧的若干组径向支撑组件；所述径向支撑组件包括预制外底板、预制内底板、第一预制肋梁和第二预制肋梁，所述预制内底板设置在所述中心台柱的底部，所述第一预制肋梁的一端与预制外底板连接，另一端倾斜连接至中心台柱，所述预制外底板通过第二预制肋梁水平连接至预制内底板，相邻两预制内底板之间、相邻预制外底板之间各自连接。

2.根据权利要求1所述的轻质化装配式风电结构基础，其特征在于：所述中心台柱由若干第一预制台柱段依次叠加而成，所述第一预制台柱段呈环形结构，位于最上层的第一预制台柱段的上端连接有第二预制台柱段，所述第二预制台柱段与所述第一预制肋梁相连。

3.根据权利要求2所述的轻质化装配式风电结构基础，其特征在于：所述第一预制台柱段的上表面均匀分布有若干卡齿，第一预制台柱段的下表面均匀开设有与卡齿对应的卡槽，所述预制内底板的上表面也设置有与卡槽对应的卡齿。

4.根据权利要求3所述的轻质化装配式风电结构基础，其特征在于：所述预制内底板呈扇形结构，所述预制内底板的中部向上凸起形成弧形安装座，所述弧形安装座的上表面设置有卡齿。

5.根据权利要求4所述的轻质化装配式风电结构基础，其特征在于：所述预制外底板呈环段状，所述预制外底板的上侧中部设置有凸台，所述凸台的内侧错落形成有第一平面和第二平面，所述第一平面通过第一现浇块与第一预制肋梁连接，所述第二平面通过第二现浇块与第二预制肋梁连接，所述第二预制台柱段的外侧形成有第三平面，所述第三平面通过第三现浇块与第一预制肋梁连接，所述预制内底板的外侧形成有第四平面，所述第四平面通过第四现浇块与第二预制肋梁连接。

6.根据权利要求5所述的轻质化装配式风电结构基础，其特征在于：所述预制外底板的中部设置有弧形变截面梁，所述弧形变截面梁的中部同时与所述凸台相连。

7.根据权利要求6所述的轻质化装配式风电结构基础，其特征在于：所述预制外底板的两侧面对应开设有第一安装槽，所述第一安装槽内设置有第一预埋筋，相邻两预制外底板的第一预埋筋之间相互搭接或者扣接，再现浇混凝土形成整体，所述预制内底板的两侧面对应开设有第二安装槽，所述第二安装槽内设置有第二预埋筋，相邻两预制内底板的第二预埋筋之间相互搭接或者扣接，再现浇混凝土形成整体。

8.根据权利要求7所述的轻质化装配式风电结构基础，其特征在于：所述中心台柱和弧形安装座之间通过预应力锚栓串接，所述预应力锚栓沿中心台柱的周向均匀布置，所述第一预制台柱段、第二预制台柱段以及弧形安装座上开设有与所述预应力锚栓对应的通孔，所述预应力锚栓的下端与弧形安装座固定相连，所述预应力锚栓的上端向上延伸，与塔筒下端相连。

9.根据权利要求8所述的轻质化装配式风电结构基础，其特征在于：所述弧形安装座的中部开设有一环槽，所述预应力锚栓的下端于轴向深入所述环槽内，所述环槽形成用于固定所述预应力锚栓的安装空间。

10.一种轻质化装配式风电结构基础的装配方法，其特征在于：采用如权利要求9所述的基础，将各预制内底板沿环向依次拼接，通过卡齿和卡槽一一配合，在预制内底板的上侧依次叠加第一预制台柱段，然后在最上层的第一预制台柱段上叠加第二预制台柱段，将预制外底板通过第二预制肋梁连接至预制内底板，再将第二预制台柱段通过第一预制肋梁连接至预制外底板，将各预制外底板沿环向依次拼接，不断调整各部件的位置，第一预制台柱段、第二预制台柱段、第三预制台柱段和弧形安装座的周向通孔内插入预应力锚栓进行纵向固定后浇筑通孔，最后现浇第一现浇块、第二现浇块、第三现浇块和第四现浇块。

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