CN116150836B - 确定基础环的锚固安全性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种确定基础环的锚固安全性的方法,属于构筑物结构安全性评价与诊治技术领域。该方法包括:获取所述基础环的锚固情况的相关参数;根据所述相关参数,建立基础和所述基础环之间锚固情况的三维模型;分析所述三维模型,以确定下法兰周边混凝土的安全裕度;根据所述相关参数,计算在多种载荷工况下基础提供给基础环的整体截面锚固的安全裕度;取所述下法兰周边混凝土的安全裕度和所述整体截面锚固的安全裕度中的较小者作为基础环锚固安全裕度;根据所述基础环锚固安全裕度,确定所述基础环的锚固安全性。通过该方法能够全面有效的确定基础环的锚固安全性。
Description
技术领域
本发明涉及构筑物结构安全性评价与诊治技术领域,具体地涉及一种确定基础环的锚固安全性的方法。
背景技术
基础环式基础是一种采用预埋一段环形塔筒的混凝土基础,常见于风电机组、大型储罐等基础建设中。基础环作为预埋在基础混凝土内部的钢结构,是上部结构将荷载传递至基础的关键部位。在基础环式风电机组中,风电机组所承受的上部荷载通过塔架传递至基础环,并由基础环传递至基础。基础环作为风电机组传力路径上的关键环节,其锚固状态对于风电机组的安全性和使用性至关重要。由于基础环锚固失效导致的风电机组运行异常、系统报警、停机甚至倒塌事故时有发生,已成为基础环式风电机组结构事故的主要原因之一,严重影响风电机组安全及发电效率。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种方法,该方法能够有效确定基础环的锚固安全性。
为了实现上述目的,本发明实施例提供一种确定基础环的锚固安全性的方法,用于确定所述基础环与基础之间的锚固安全性,其中,所述基础环与所述基础之间通过下法兰进行锚固,该方法包括:
获取所述基础环的锚固情况的相关参数;
根据所述相关参数,建立基础和所述基础环之间锚固情况的三维模型;
分析所述三维模型,以确定下法兰周边混凝土的安全裕度;
根据所述相关参数,计算在多种载荷工况下基础提供给基础环的整体截面锚固的安全裕度;
取所述下法兰周边混凝土的安全裕度和所述整体截面锚固的安全裕度中的较小者作为基础环锚固安全裕度;以及
根据所述基础环锚固安全裕度,确定所述基础环的锚固安全性。
优选的,该方法还进一步根据所述相关参数,确定混凝土密实度、下法兰周边混凝土损伤程度和基础环水平度,进而确定所述基础环的锚固安全性。
优选的,所述安全裕度为相应抗力与荷载效应的比值;所述下法兰周边混凝土的相应抗力为相应强度等级的混凝土抗拉、抗压强度设计值;所述下法兰周边混凝土的荷载效应为所述下法兰周边混凝土的拉、压应力值;所述整体截面锚固的相应抗力为:根据所述基础的混凝土强度参数、配筋参数、尺寸参数计算得到的所述基础的抗弯、抗剪、抗冲切的抗力;所述整体截面锚固的荷载效应为:根据各载荷工况的载荷值计算得到的作用于所述基础的弯矩、剪力、冲切力。
进一步的,在所述安全裕度不小于1时,确定所述基础环的锚固状态不影响机组运行安全,且符合设计的承载能力;
在所述安全裕度处于[0.9,1)的数值区间时,确定基础环锚固可能存在局部缺陷,但不影响机组运行安全;
在所述安全裕度处于[0.83,0.9)的数值区间时,确定基础环锚固状态影响机组运行安全;
在所述安全裕度小于0.83时,确定基础环锚固状态严重影响机组运行安全。
优选的,所述混凝土强度参数是通过以下方式而被确定的:
根据混凝土不同部位受力情况和表层损伤情况,分批次钻取混凝土芯样,每批次不少于3个芯样;
以每批次内芯样的强度最小值作为该批次混凝土的所述强度参数的推定值。
优选的,所述混凝土密实度是通过以下方式而被确定的:
对于下法兰周边区域,通过批次钻取的芯样,确定该区域的混凝土密实度参数;
对于其他区域,采用无损检测方法获取混凝土密实度参数。
其中,对于下法兰周边区域,若检测到存在密实度缺陷的位置,还应补充钻取芯样以确定该位置的密实度缺陷的定位及尺寸。
优选的,所述下法兰周边混凝土损伤程度是通过以下方式而被确定的:
通过内窥镜观测下法兰周边的混凝土被钻取芯样后留下的每个孔洞是否存在空腔、缝隙或冻融破坏表征;
通过对于存在冻融破坏表征的混凝土和完好混凝土的气孔结构总率、平均孔径和气泡间距进行比对分析,并判断是否存在冻融破坏;
根据观测和分析判断结果,确定混凝土的损伤程度。
进一步的,可通过穿孔钢筋破坏情况检查和表层混凝土损伤情况检查间接判断所述下法兰周边混凝土损伤情况。
其中,通过超声法、冲击回波法或和钻芯观察法中至少一者,获取所述表层混凝土损伤情况;选取主风向方位,剔凿表层混凝土至所述穿孔钢筋露出,以确定所述穿孔钢筋的损伤情况。
优选的,所述基础环水平度是通过以下方式而被确定的:
选取所述上法兰的上表面上的多个测量点;
通过全站仪、水准仪中至少一者,对所述多个测量点进行测量,以获得所述基础环的水平度参数。
可选的,所述基础环为风电机组中用于连接基础和塔架结构的钢环;根据风电机组的受力特点和传力模式建立所述三维模型;所述三维模型中至少包括基础混凝土、基础环侧壁、基础环下法兰和基础环上法兰。
进一步的,所述三维模型为非线性模型,且该三维非线性模型包括以下属性中的一者或多者:
所述风电机组的尺寸、所述基础的底部的固定约束、所述风电机组的受力和传力节点的平动自由度和转动自由度、所述基础环与所述基础的位置关系和连接关系。
通过上述技术方案,首先根据基础环锚固情况的相关参数建立基础和基础环之间锚固情况的三维模型,然后分析所述三维模型确定下法兰周边混凝土的安全裕度;再进一步根据相关参数计算在多种载荷工况下基础提供给基础环的整体截面锚固的安全裕度;最后根据下法兰周边混凝土的安全裕度和整体截面锚固的安全裕度确定所述基础环的锚固安全性,从而能够有效的确定基础环的锚固安全性,进而还可以据此发现基础环锚固环境中的安全隐患并预判可能发生的锚固损坏,实现对基础环锚固安全性的定量评价,并根据安全性评价结果给出合理的加固处理措施,提升安全性能。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例,但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中:
图1A是本发明的确定基础环的锚固安全性的方法的一个实施例的流程图;
图1B是图1A中实施例基础上另一实施方式的流程图;
图2和3是本发明的确定基础环的锚固安全性的方法的另一个实施例的风机基础立面图;以及
图4和5是本发明的确定基础环的锚固安全性的方法的另一个实施例的下法兰的不同损伤情况的示意图;
图6为本发明的确定基础环的锚固安全性的方法的另一个实施例的三维有限元模型图。
附图标记说明
1—基础混凝土; 2—基础环;
3—基础表层混凝土; 4—基础环的下法兰;
4-1—基础环的下法兰下部; 4-2—基础环的下法兰上部;
5—基础环的下法兰周边; 6—基础环的穿孔钢筋;
7—基础环的侧壁; 8—基础环的上法兰上表面;
9—基础环的上法兰下表面; 10—基础环周边的混凝土空腔;
11—基础环的下法兰侧面; 12—基础环周边的密实混凝土;
13—基础台柱; 13-1—台柱上表面;以及
13-2—台柱侧面。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例,并不用于限制本发明实施例。
基础环式基础是一种采用预埋一段环形塔筒的混凝土基础,常见于风电机组、大型储罐等基础设施中。基础环作为预埋在基础混凝土内部的钢制结构,是上部结构将载荷传递至基础的关键部位。在基础环式风电机组中,风电机组所承受的上部荷载通过塔架传递至基础环,并由基础环传递至基础。基础环作为风电机组传力路径上的关键环节,其锚固状态对于风电机组的安全性和使用性至关重要。本申请以风电机组为例介绍该方法的实施方式,但本发明不以此为限。本发明的确定基础环的锚固安全性的方法可适用于各种基础环式基础的锚固安全性的判定。
以下结合图1A介绍本发明的确定基础环的锚固安全性的方法的一个实施例的流程。
步骤1:获取基础环的锚固情况的相关参数;
在本实施例中,所述基础环为风电机组的基础环,本实施例用于确定风电机组的基础环与基础之间锚固的安全性。
在本实施例中,相关参数包括:风电机组荷载以及计算分析所需的尺寸、材质、配筋等参数。
步骤2:根据所述相关参数,建立基础和所述基础环之间锚固情况的三维模型;
在本实施例中,所述三维模型是根据风电机组的受力特点和传力模式建立的,三维模型中至少包括基础混凝土、基础环侧壁、基础环下法兰和基础环上法兰。
在一些实施方式中,三维模型为非线性模型,且该三维非线性模型包括以下属性中的一者或多者:所述风电机组的尺寸、所述基础的底部的固定约束、所述风电机组的受力和传力节点的平动自由度和转动自由度、所述基础环与所述基础的位置关系和连接关系。
步骤3:分析所述三维模型,以确定下法兰周边混凝土的安全裕度;
在本实施例中,安全裕度定义为相应抗力与荷载效应的比值,在计算下法兰周边混凝土的安全裕度时,相应抗力为:相应强度等级的混凝土抗拉、抗压强度设计值;荷载效应为:下法兰周边混凝土的拉、压应力值。
步骤4:根据所述相关参数,计算在多种载荷工况下基础提供给基础环的整体截面锚固的安全裕度。
在本实施例中,安全裕度定义为相应抗力与荷载效应的比值,在计算整体截面锚固的安全裕度时,相应抗力为:根据所述基础的混凝土强度参数、配筋参数、尺寸参数计算得到的所述基础的抗弯、抗剪、抗冲切的抗力;荷载效应为:根据各载荷工况的载荷值计算得到的作用于所述基础的弯矩、剪力、冲切力。
步骤5:取所述下法兰周边混凝土的安全裕度和所述整体截面锚固的安全裕度中的较小者作为基础环锚固安全裕度。
在本实施例中,定义抗力与荷载效应的比值为安全裕度,因此,安全裕度即为承载能力的冗余度,当抗力大于荷载效应时,即为承载力满足,当抗力小于荷载效应时,即为承载力不足。
步骤6:根据所述基础环锚固安全裕度,确定所述基础环的锚固安全性。
在本实施例中,在所述安全裕度不小于1时,确定所述基础环的锚固状态不影响机组运行安全,且符合设计的承载能力;
在所述安全裕度处于[0.9,1)的数值区间时,确定基础环锚固可能存在局部缺陷,但不影响机组运行安全;
在所述安全裕度处于[0.83,0.9)的数值区间时,确定基础环锚固状态影响机组运行安全;
在所述安全裕度小于0.83时,确定基础环锚固状态严重影响机组运行安全。
在本实施例中,首先根据基础环锚固情况的相关参数建立基础和基础环之间锚固情况的三维模型;然后分析所述三维模型确定下法兰周边混凝土的安全裕度;再进一步根据相关参数计算在多种载荷工况下基础提供给基础环的整体截面锚固的安全裕度;最后根据下法兰周边混凝土的安全裕度和整体截面锚固的安全裕度确定所述基础环的锚固安全性,实现对基础环锚固安全性的定量评价,从而能够有效的确定基础环的锚固安全性。
在一些实施方式中,还可以采用进一步的检测手段发现基础环锚固环境中的安全隐患并预判可能发生的锚固损坏,实现对基础环锚固安全性的定性评价,并根据评价结果给出合理的加固处理措施,提升安全性能。
以下通过本发明另一实施例,在上一实施例基础上,进一步通过混凝土密实度、下法兰周边混凝土损伤程度和基础环水平度,确定所述基础环的锚固安全性,其实施流程如图1B所示,实施步骤如下:
步骤1:获取基础环的锚固情况的相关参数;
步骤2:根据所述相关参数,建立基础和所述基础环之间锚固情况的三维模型;
步骤3:分析所述三维模型,以确定下法兰周边混凝土的安全裕度;
步骤4:根据所述相关参数,计算在多种载荷工况下基础提供给基础环的整体截面锚固的安全裕度;
步骤5:取所述下法兰周边混凝土的安全裕度和所述整体截面锚固的安全裕度中的较小者作为基础环锚固安全裕度;
步骤6:根据所述基础环锚固安全裕度,确定所述基础环的锚固安全性;
步骤7:根据所述相关参数,确定混凝土密实度、下法兰周边混凝土损伤程度和基础环水平度,进而确定所述基础环的锚固安全性。
在本实施例中,步骤1-6可以采用上一实施例中的方式实施,此处不再赘述。
在步骤7中,确定混凝土密实度的方法包括:根据混凝土不同部位受力情况和表层损伤情况,分批次钻取混凝土芯样,每批次不少于3个芯样;以每批次内芯样的强度最小值作为该批次混凝土的所述强度参数的推定值。
混凝土密实度参数分别通过监测下法兰周边部位和一般部位的密实度得到,对于一般部位可以通过无损检测确定,对于下法兰周边部分可以通过钻芯取样确定。如果下法兰周边存在严重密实度缺陷,应该补充取样定位缺陷尺寸和位置。
因此,在步骤7中,确定混凝土密实度的方法包括:对于下法兰周边区域,通过批次钻取的芯样,确定该区域的混凝土密实度参数;对于其他区域,采用无损检测方法获取混凝土密实度参数。其中,对于下法兰周边区域,若检测到存在密实度缺陷的位置,还应补充钻取芯样以确定该位置的密实度缺陷的定位及尺寸。
其中,确定下法兰周边混凝土损伤程度的方法包括:通过内窥镜观测下法兰周边的混凝土被钻取芯样后留下的每个孔洞是否存在空腔、缝隙或冻融破坏表征;通过对于存在冻融破坏表征的混凝土和完好混凝土的气孔结构总率、平均孔径和气泡间距进行比对分析,并判断是否存在冻融破坏;根据观测和分析判断结果,确定混凝土的损伤程度。
还可以进一步通过穿孔钢筋破坏情况检查和表层混凝土损伤情况检查间接判断所述下法兰周边混凝土损伤情况。其中,通过超声法、冲击回波法或和钻芯观察法中至少一者,获取所述表层混凝土损伤情况;选取主风向方位,剔凿表层混凝土至所述穿孔钢筋露出,以确定所述穿孔钢筋的损伤情况。
在步骤7中,确定基础环水平度的方法包括:选取所述上法兰的上表面上的多个测量点;通过全站仪、水准仪中至少一者,对所述多个测量点进行测量,以获得所述基础环的水平度参数。
通过本实施例,根据基础环锚固安全裕度,给出基础环的锚固安全性的定量评价,能够有效的判定基础环的锚固安全性是否符合设计的承载能力,以及是否影响机组的运行安全。通过混凝土密实度、下法兰周边混凝土损伤程度和基础环水平度,不仅给出基础环的锚固安全性的定性评价,还可以据此发现基础环锚固环境中的安全隐患并预判可能发生的锚固损坏,并给出合理的加固处理措施以提升安全性能。
为进一步说明本发明的确定基础环的锚固安全性的方法,以下结合图2-5说明基础环式风电机组的一个实施例的实施步骤S1—S10。
S1、获取技术资料
调查风电机组基础环和基础竣工图纸、荷载条件、使用历史、使用环境等相关技术资料。
S2、获取混凝土强度参数
选取主风向和垂直主风向角度,或选取表层损伤严重方位及其垂直方位,如图2所示,从台柱上表面13-1或侧面13-2向下法兰方向钻取芯样。为准确获取不同受力部位的混凝土强度,以局部复杂受力部位,例如,如图3所示的基础环的下法兰周边5(下法兰周边30cm范围内)的混凝土和其他一般部位混凝土各为一个批次,每个批次钻取不少于3个芯样进行芯样混凝土强度检测,芯样直径100mm、长度100mm,并以批次内芯样强度最小值作为该批次混凝土强度推定值。
S3、获取混凝土密实度参数
混凝土密实度参数分别通过监测下法兰周边部位和一般部位的密实度得到,对于一般部位可以通过无损检测确定,对于下法兰周边部分可以通过钻芯取样确定。
在本实施例中,采用超声法、冲击回波法等无损检测方法获取一般部位混凝土密实度参数,通过芯样混凝土和孔壁混凝土表观质量检查获取基础环的下法兰周边5混凝土密实度参数。对于无损法检测发现存在严重密实度缺陷的情况,应补充钻芯进行缺陷定位和尺寸定量。
S4、获取下法兰周边混凝土损伤参数
通过钻芯孔洞,利用内窥镜观测基础环的下法兰周边5混凝土损伤情况,如果基础环的下法兰周边5混凝土存在空腔或缝隙,利用钢尺等设备量测损伤尺寸。观测时,分下法兰上部4-2、下法兰下部4-1和下法兰侧面11共3个区域,分别准确描述其损伤情况。
对于寒冷地区风电机组,如果基础环的下法兰周边5的芯样混凝土呈现冻融破坏表征,尚需对芯样损伤部位混凝土和完好混凝土的气孔结构总率、平均孔径和气泡间距系统进行比对分析,判断是否存在冻融破坏,为安全性分析提供环境参数和损伤参数。
S5、获取穿孔钢筋破坏参数
选取主风向方位及表层混凝土损伤方位,剔凿表层混凝土至穿孔钢筋6露出,观察穿孔钢筋是否存在塑性变形或断裂损伤。
S6、获取表层混凝土损伤参数
在表层损伤状况详细检查的基础上,利用超声法、冲击回波法和钻芯观察法等方法,获取表层混凝土3开裂、挤压破碎等损伤的定量参数。
S7、获取基础环水平度
利用全站仪、水准仪等设备,测量基础环顶标高,获取基础环水平度偏差。量测点位取基础环上法兰上表面8,为保证水平度偏差量测结果的可靠性,相邻量测点位间距不大于500mm。
S8、建立基础及基础环的三维非线性模型,并进行仿真计算
根据基础环式风电机组的受力特点和传力模式,建立包括基础1、基础环上法兰8和9、基础环下法兰4和基础环侧壁7的整体三维有限元模型,其中,基础环式风电机组的基础立面图如图3所示,其对应的三维有限元模型如图6所示。
该模型尺寸取实际参数;模型中基础底部简化为固定约束,限制各节点所有平动自由度和转动自由度;基础环位于基础内部,两者间通过可受压不受拉的接触单元连接;在基础环上法兰上表面设置刚域,上部塔架传递至基础环的荷载以上法兰上表面圆心为基准点,整体施加于刚域。
模型中各单元采用六面体单元,局部复杂受力部位下法兰周边混凝土网格尺寸不大于下法兰外伸尺寸(即下法兰总宽度/2-基础环壁厚/2)的1/5,缺陷损伤部位通过调整或杀死单元的方法实现等效模拟。材料本构参数按实测值选取,对于下法兰周边混凝土,确定三轴受力状态下的混凝土抗压及抗拉强度。该三维模型为非线性模型,需要对接触模型合理性、计算结果收敛性和网格质量进行校核,以确保计算结果的可靠性。
分别按正常运行工况、极端荷载工况、疲劳工况、多遇地震工况和罕遇地震工况等荷载条件,采用上述的三维非线性模型、边界条件、接触条件、载荷条件和材料本构对基础及基础环的应力和变形进行模拟计算。即通过该三维非线性模型,计算得出不同荷载工况下,下法兰周边5的混凝土的拉、压应力值。该拉、压应力值为荷载效应,相应强度等级的混凝土抗拉、抗压强度设计值称为抗力,当抗力大于荷载效应时,即为承载力满足,当抗力小于荷载效应时,即为承载力不足。其中,定义抗力与荷载效应的比值为安全裕度,也即是说安全裕度为承载能力的冗余度。
由此,通过上述的仿真计算可获知下法兰混凝土的承载能力是否满足,同时可获知其安全裕度。
S9、计算分析基础环的锚固承载能力
分别按正常运行工况、极端荷载工况、疲劳工况、多遇地震工况和罕遇地震工况等,验算基础可提供给基础环的整体截面锚固承载能力,验算项目包括下法兰埋深以上基础截面在上述荷载作用下的受弯、受剪和受冲切承载能力。根据基础的混凝土强度参数、配筋参数、尺寸参数可计算基础抗弯、抗剪、抗冲切的抗力,根据技术资料中提供的各荷载工况的荷载值,可计算作用于基础的弯矩、剪力、冲切力,即作用效应。当抗力大于荷载效应时,即为承载力满足,当抗力小于荷载效应时,即为承载力不足。定义抗力与荷载效应的比值,为安全裕度,安全裕度即为承载能力的冗余度。
取整体截面承载能力和下法兰周边5混凝土局部破坏极限承载能力中较小的安全裕度,作为基础环锚固承载能力的安全裕度。
S10、确定基础环锚固安全性
基础环锚固影响机组安全运行时,应视基础环锚固安全程度的不同,决定是否采取停机措施对其进行加固处理,为便于对基础进行及时维护或加固处理。
本实施例中,将基础环锚固安全性分为A、B、C、D四个等级,如下表1所示。
表1基础环锚固安全性评级标准
表1中的评价等级可以包括以下评价指标:安全裕度、混凝土密实度缺陷严重程度、下法兰周边混凝土损伤严重程度和基础环水平度的偏差程度。
在本实施例中,根据安全裕度评价指标,将承载能力定义a、b、c、d四个等级,如下表2所示;根据混凝土密实度缺陷严重程度、下法兰周边混凝土损伤严重程度和基础环水平度的偏差程度的三项评价指标,将其分各为a、b、c、d四个等级,如下表3所示。最终取安全裕度指标等级、混凝土密实度指标等级、下法兰周边混凝土损伤指标等级、基础环水平度指标等级中的最低级别作为基础环的锚固安全性的评价等级,并根据各项评价指标的指标等级给出加固处理的指导意见。
表2承载能力等级评定标准
表3混凝土密实度、下法兰周边混凝土损伤和基础环水平度等级评定标准
根据本实施例的技术方案,能够对基础环锚固安全性进行科学定量评价,从而及时发现安全隐患并预判可能发生的锚固损坏,避免由于基础环锚固失效导致的风电机组运行异常、系统报警、停机甚至倒塌事故的发生。
相比现有技术,本实施例的技术优势在于:可以有效解决基础环锚固安全性评价过程中缺乏锚固安全性评价规范流程、缺乏下法兰周边混凝土受力计算方法、缺乏系统评价指标的难题,具有评价步骤明晰、评价方法科学、评价指标全面、可操作性强的优点。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (11)
1.一种确定基础环的锚固安全性的方法,用于确定所述基础环与基础之间的锚固安全性,其中,所述基础环与所述基础之间通过下法兰进行锚固,该方法包括:
获取所述基础环的锚固情况的相关参数;
根据所述相关参数,建立基础和所述基础环之间锚固情况的三维模型;
分析所述三维模型,以确定下法兰周边混凝土的安全裕度;
根据所述相关参数,计算在多种载荷工况下基础提供给基础环的整体截面锚固的安全裕度;
取所述下法兰周边混凝土的安全裕度和所述整体截面锚固的安全裕度中的较小者作为基础环锚固安全裕度;以及
根据所述基础环锚固安全裕度,确定所述基础环的锚固安全性,
其中,所述安全裕度为相应抗力与荷载效应的比值;
所述三维模型中至少包括基础混凝土、基础环侧壁、基础环下法兰和基础环上法兰。
2.根据权利要求1所述的确定基础环的锚固安全性的方法,其特征在于,
还进一步根据所述相关参数,确定混凝土密实度、下法兰周边混凝土损伤程度和基础环水平度,进而确定所述基础环的锚固安全性。
3.根据权利要求1或2所述的确定基础环的锚固安全性的方法,其特征在于,
所述下法兰周边混凝土的相应抗力为相应强度等级的混凝土抗拉、抗压强度设计值;
所述下法兰周边混凝土的荷载效应为所述下法兰周边混凝土的拉、压应力值;
所述整体截面锚固的相应抗力为:根据所述基础的混凝土强度参数、配筋参数、尺寸参数计算得到的所述基础的抗弯、抗剪、抗冲切的抗力;以及
所述整体截面锚固的荷载效应为:根据各载荷工况的载荷值计算得到的作用于所述基础的弯矩、剪力、冲切力。
4.根据权利要求3所述的确定基础环的锚固安全性的方法,其特征在于,
在所述安全裕度不小于1时,确定所述基础环的锚固状态不影响机组运行安全,且符合设计的承载能力;
在所述安全裕度处于[0.9,1)的数值区间时,确定基础环锚固可能存在局部缺陷,但不影响机组运行安全;
在所述安全裕度处于[0.83,0.9)的数值区间时,确定基础环锚固状态影响机组运行安全;以及
在所述安全裕度小于0.83时,确定基础环锚固状态严重影响机组运行安全。
5.根据权利要求3所述的确定基础环的锚固安全性的方法,其特征在于,所述混凝土强度参数是通过以下方式而被确定的:
根据混凝土不同部位受力情况和表层损伤情况,分批次钻取混凝土芯样,每批次不少于3个芯样;以及
以每批次内芯样的强度最小值作为该批次混凝土的所述强度参数的推定值。
6.根据权利要求2所述的确定基础环的锚固安全性的方法,其特征在于,所述混凝土密实度是通过以下方式而被确定的:
对于下法兰周边区域,通过批次钻取的芯样,确定该区域的混凝土密实度参数;
对于其他区域,采用无损检测方法获取混凝土密实度参数,
其中,对于下法兰周边区域,若检测到存在密实度缺陷的位置,还应补充钻取芯样以确定该位置的密实度缺陷的定位及尺寸。
7.根据权利要求2所述的确定基础环的锚固安全性的方法,其特征在于,所述下法兰周边混凝土损伤程度是通过以下方式而被确定的:
通过内窥镜观测下法兰周边的混凝土被钻取芯样后留下的每个孔洞是否存在空腔、缝隙或冻融破坏表征;
通过对于存在冻融破坏表征的混凝土和完好混凝土的气孔结构总率、平均孔径和气泡间距进行比对分析,并判断是否存在冻融破坏;
根据观测和分析判断结果,确定混凝土的损伤程度。
8.根据权利要求7所述的确定基础环的锚固安全性的方法,其特征在于,所述下法兰周边混凝土损伤情况进一步通过穿孔钢筋破坏情况检查和表层混凝土损伤情况检查间接判断,
其中,通过超声法、冲击回波法或和钻芯观察法中至少一者,获取所述表层混凝土损伤情况;
选取主风向方位,剔凿表层混凝土至所述穿孔钢筋露出,以确定所述穿孔钢筋的损伤情况。
9.根据权利要求2所述的确定基础环的锚固安全性的方法,其特征在于,所述基础环水平度是通过以下方式而被确定的:
选取所述上法兰的上表面上的多个测量点;
通过全站仪、水准仪中至少一者,对所述多个测量点进行测量,以获得所述基础环的水平度参数。
10.根据权利要求1所述的确定基础环的锚固安全性的方法,其特征在于,
所述基础环为风电机组中用于连接基础和塔架结构的钢环;
根据风电机组的受力特点和传力模式建立所述三维模型。
11.根据权利要求10所述的确定基础环的锚固安全性的方法,
所述三维模型为非线性模型,且该三维非线性模型包括以下属性中的一者或多者:
所述风电机组的尺寸、所述基础的底部的固定约束、所述风电机组的受力和传力节点的平动自由度和转动自由度、所述基础环与所述基础的位置关系和连接关系。
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