CN212612600U - 拼装式重力风电基础结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了拼装式重力风电基础结构，包括基础箱台；该基础箱台包括沿着圆周方向分布的多个预制拼接基础箱(100)；基础箱台的顶部中心位置，垂直固定连接塔筒(200)；每个预制拼接基础箱包括相互连接的一个承台局部(120)和一个中空的配重箱(110)；其中，多个承台局部一起拼合组成承台整体；承台整体的顶部，垂直固定连接所述塔筒；其中，每个配重箱包括顶部面板和外侧面板；顶部面板上开有进出孔；进出孔上覆盖地设置有孔盖；配重箱的内部空腔内，配置有配重介质。本实用新型的风电基础结构设计科学，便于拼装、拆卸以及快速转移，实现在新的地基上重新启用，可以充分满足风力发电单位对风电基础结构的重复利用需求。

Description

拼装式重力风电基础结构

技术领域

本实用新型涉及风电基础结构技术领域，特别是涉及拼装式重力风电基础结构。

背景技术

风能是取之不尽、用之不竭的可再生清洁能源。目前，风力发电就是最具发展潜力的可持续项目之一。

现代风力发电机组主要包括塔筒和设置在塔筒顶部的风力发电机，而保证风电机组安全和正常运行的关键在于：支撑塔筒的风电基础结构或通常所说的风机基础。

现有技术中，风电基础结构需要根据不同的地质条件和风力发电机组的不同，采用不同的形式并由多种不同的材料进行建设，风电基础结构的主要建设用材为钢材和钢筋混凝土，其主体结构主要包括：基台、设置在基台上的承台，以及在承台上设置的用于塔筒安装和固定的基础环。

风力发电场的建设主要以可利用的风力资源作为主要依据，而具有可利用风力资源的场所其地质结构千变万化，因此，为适应不同的地质条件，风电基础结构的设计和施工需要采用不同的形式和方法。

其中，对于一些拟建风力发电场的地区，因为运输条件的限制，大型建设装备以及建筑材料不易甚至无法运抵建设现场，因此，风电基础结构的建设就非常困难，而同时，这些区域周围存在大量的可以利用的砂石或其他比重较大的物质。

此外，一些以小型风电机组为主的风力发电单位，由于经营问题、土地租用问题、当地政策变化等多种原因，常常面临着需要经常迁移的问题，使得风力发电单位迫切需要解决如何对风电基础结构进行重复利用处理的问题。

但是，现有的风电基础结构，其结构设计不科学，其具有的很大部分结构或最主要部分结构(如管桩)等，是通过采用现场灌注的方法进行的施工建设，使得建成的巨大一体化风电基础结构不宜拆卸，更无法转移，无法在异地再次利用，无法很好地满足风力发电单位的使用需求。

因此，目前迫切需要开发出一种技术方案，可以解决以上问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供拼装式重力风电基础结构。

为此，本实用新型提供了拼装式重力风电基础结构，包括圆柱形的基础箱台；

该基础箱台包括沿着圆周方向分布的多个预制拼接基础箱；

多个预制拼接基础箱依次相互拼接在一起；

基础箱台的顶部中心位置，垂直固定连接塔筒；

每个预制拼接基础箱包括相互连接的一个承台局部和一个中空的配重箱；

其中，多个承台局部一起拼合组成承台整体；

承台整体的顶部，垂直固定连接所述塔筒；

其中，每个配重箱包括顶部面板和外侧面板；

顶部面板上开有进出孔；

进出孔与配重箱的内部空腔相连通；

进出孔上覆盖地设置有孔盖；

配重箱的内部空腔内，配置有配重介质。

其中，承台整体的顶部，设置有基础环；

每个承台局部顶部，设置有多个栓孔；

基础环沿着圆周方向，均匀设置有多个锚栓孔；

基础环上的多个锚栓孔，与多个承台局部顶部具有的栓孔，为上下一一对应设置；

其中，每个栓孔中，锚入有一个垂直分布的连接锚栓，该连接锚栓从下往上依次穿过对应的栓孔和基础环上的锚栓孔后，与一个紧固螺母固定连接。

其中，全部多个配重箱的外侧面板，一起组成基础箱台的外侧面；

外侧面板为圆弧形的面板。

其中，还包括至少一根圆环形的围箍构件；

围箍构件套在基础箱台的四周外侧壁上，用于围箍基础箱台。

其中，围箍构件为预应力钢索或钢圈。

由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了拼装式重力风电基础结构，该风电基础结构设计科学，便于拼装、拆卸以及快速转移，实现在新的地基上重新启用，可以充分满足风力发电单位对风电基础结构的重复利用需求，具有重大的实践意义。

此外，通过应用本实用新型，能够使风力发电机组能够不为现场的施工条件和工期所困，充分利用施工现场附近的可利用砂石等资源，快速、经济、绿色、环保且高质量地完成风电基础结构的建设，有利于提高企业的经济效益，同时提供更好的社会效益。

附图说明

图1为本实用新型提供的拼装式重力风电基础结构的立体结构示意图；

图2a为本实用新型提供的拼装式重力风电基础结构中,预制拼接基础箱的在拿开部分顶部面板后的分解结构示意图；

图2b为本实用新型提供的拼装式重力风电基础结构中,预制拼接基础箱具有的任意一个配重箱的分解结构示意图；

图3为本实用新型提供的拼装式重力风电基础结构的基础箱台的结构示意图一；

图4为本实用新型提供的拼装式重力风电基础结构的基础箱台的结构示意图二；

图5为本实用新型提供的拼装式重力风电基础结构的中部剖面图；

图6为本实用新型提供的拼装式重力风电基础结构，所要安装的塔筒的立体结构示意图；

图7为本实用新型提供的拼装式重力风电基础结构的施工方法的流程示意图。

图中：100为预制拼接基础箱，110为配重箱，111为顶部面板，112为外侧面板、113为进出孔、114为孔盖；

120为承台局部，121为栓孔；200为塔筒；300为基础环；400为紧固螺母；

1000为基础箱台。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段更容易理解，下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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申请的限制。

此外，还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”等应做广义理解，例如，可以是固定安装，也可以是可拆卸安装。

对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

参见图1至图6，本实用新型提供了拼装式重力风电基础结构，包括圆柱形的基础箱台1000；

该基础箱台1000包括沿着圆周方向分布的多个预制拼接基础箱100；

多个预制拼接基础箱100依次相互拼接在一起；

基础箱台1000的顶部中心位置，垂直固定连接塔筒200；

每个预制拼接基础箱100包括相互连接的一个承台局部120和一个中空的配重箱110；

其中，多个承台局部120一起拼合组成承台整体；

承台整体的顶部，垂直固定连接所述塔筒200。

其中，每个配重箱110包括顶部面板111和外侧面板112；

顶部面板111上开有进出孔113；

进出孔113与配重箱110的内部空腔相连通；

进出孔113上覆盖地设置有孔盖114；

配重箱110的内部空腔内，配置有配重介质(例如砂石等比重大的物质)；

需要说明的是，配重介质通过进出孔113，放进配重箱110中，或者从配重箱110中取出。

在本实用新型中，承台整体的内部正中心位置，具有一个垂直贯通的中心操作孔道130，通过这个中心孔道130，可供操作人员进入，便于对断裂螺栓底部螺母松开，并对断裂锚栓进行更换作业。

在本实用新型中，需要说明的是，塔筒为风力发电机组常规支撑结构体系，一般为钢质圆筒状或预应力混凝土结构，需提前在工厂制造完毕后运输至现场使用。

同时，还需要说明的是，本专利主要创新点为底部装配式基础，专利中的塔筒为风电机组常规支撑结构，无创新性，仅为结构示意使用。一般与上部风力发电机组配套使用。

在本实用新型中，具体实现上，承台整体的顶部，设置有基础环300；

需要说明的是，基础环300，用于塔筒200的安装固定。

具体实现上，基础环300与塔筒200的底部法兰201具有相同尺寸的、上下对应设置的多个螺栓孔，两者中间可通过竖向连接螺栓连接为一整体，该连接方式，为风电领域塔筒常规的螺栓连接方式。参见图6所示，塔筒仅为示意使用，塔筒采用常规的风电支撑结构。

具体实现上，每个承台局部120顶部，设置有多个栓孔121(不限于图2a所示的三个)；

基础环300沿着圆周方向，均匀设置有多个锚栓孔；

基础环300上的多个锚栓孔，与多个承台局部120顶部具有的栓孔121，为上下一一对应设置；

其中，每个栓孔121中，锚入有一个垂直分布的连接锚栓，该连接锚栓从下往上依次穿过对应的栓孔121和基础环300上的锚栓孔后，与一个紧固螺母400固定连接，通过紧固螺母400固定所述承台整体和基础环300。

需要说明的是，基础环300安置在承台整体的上部，且基础环300上的锚栓孔与由多个承台局部120拼合组成的承台整体上的栓孔121对齐贯通。

因此，通过多个连接锚栓和多个紧固螺母400的配合，可以将基础环40固定安装在基础箱台1000中的承台整体的顶部。

在本实用新型中，具体实现上，全部多个配重箱110的外侧面板112，一起组成基础箱台1000的外侧面；

外侧面板112为圆弧形的面板。

在本实用新型中，具体实现上，每个预制拼接基础箱100上设置有拼接机构；

任意相邻的两个预制拼接基础箱100之间，通过拼接机构相互拼接，最终组成基础箱台1000。

因此，对于本实用新型，可以实现预制拼接基础箱的精确、快速拼接，且能使拼接后组成的基础箱台能更好地成为一个整体，具有更好的结构稳定性。

具体实现上，拼接机构包括插接式榫卯结构、交叉式锯齿结构和销孔配合式连接结构中的任意一种或多种。

需要说明的是，榫卯结构、交叉式锯齿结构和销孔配合式连接结构为混凝土预制构件的常规连接方式，为现有公知的技术，在此不再赘述。

在本实用新型中，具体实现上，本实用新型的拼装式重力风电基础结构，还包括至少一根圆环形的围箍构件；

围箍构件套在基础箱台1000的四周外侧壁上，用于围箍基础箱台1000，从而使组成基础箱台1000的各预制拼接基础箱100相互紧固。

具体实现上，围箍构件，优选为预应力钢索或钢圈。

在本实用新型中，具体实现上，承台整体可以为中空的桶状结构。

在本实用新型中，具体实现上，承台整体的顶部，在基础环300的下方，可以设置有承接环；

承接环上的多个锚栓孔，分别与基础环300和多个承台局部120顶部具有的栓孔121，一一对应设置。

在本实用新型中，具体实现上，采用的配重介质主要为砂石或金属块，当然，还可以根据现场的实际情况，采用其他适合的比重较大的材料作为配重介质，然后盖上孔盖114，完成拼装式重力风电基础结构的建设。

为了建设上述本实用新型提供的拼装式重力风电基础结构，参见图7所示，本实用新型还提供了拼装式重力风电基础结构的施工方法，具体包括以下步骤：

步骤S10，在风力发电机组的建设现场之外(例如工厂，或者其他制作场所)，预先完成预制拼接基础箱100、基础环300、连接锚栓和紧固螺母400的制作；

在步骤S10中，采用现有的焊接以及钢筋混凝土浇筑等方法，来完成预制拼接基础箱100、基础环300、连接锚栓和紧固螺母400的制作。

在本实用新型中，需要说明的是，塔筒为风力发电机组常规支撑结构体系，一般为钢质圆筒状或预应力混凝土结构，需提前在工厂制造完毕后运输至现场使用。

同时，还需要说明的是，本专利主要创新点为底部装配式基础，专利中的塔筒为风电机组常规支撑结构，无创新性，仅为结构示意使用。一般与上部风力发电机组配套使用。

需要说明的是，对于本实用新型，在制作预制拼接基础箱之前，还可以包括以下步骤：

根据风力发电机组的载荷、以及采用的配重介质的性质，确定每个预制拼接基础箱应具备的重量和大小尺寸；

需要说明的是，风机荷载由风机厂家提供，通过现有公知的方法，可以确定每个预制拼接基础箱应具备的重量和大小尺寸，在此不再赘述。

步骤S20，将所述预制拼接基础箱100、基础环300、连接锚栓和紧固螺母400，运送至风力发电机组的建设现场；

步骤S30，在风力发电机组的建设现场的塔筒安装地基中，将多个预制拼接基础箱100依次拼接在一起，然后通过每个预制拼接基础箱100的配重箱110上的进出孔113，将配重箱110装满配重介质，然后盖上孔盖114，从而完成包括承台整体在内的基础箱台1000的搭建；

步骤S40，将基础环300固定设置在基础箱台1000中承台整体的顶部，该基础环300用于塔筒200的安装固定，因此，完成拼装式重力风电基础结构的施工建设。

在本实用新型中，在步骤S40中，具体实现上，对于基础环300，通过连接锚栓与紧固螺母400的配合，将基础环300连接固定在基础箱台1000中承台整体的顶部；

具体结构设计如下：

每个预制拼接基础箱100包括相互连接的一个承台局部120和一个中空的配重箱110；

多个承台局部120一起拼合组成承台整体；

其中，每个承台局部120顶部，设置有多个栓孔121(不限于图2a所示的三个)；

基础环300沿着圆周方向，均匀设置有多个锚栓孔；

基础环300上的多个锚栓孔，与多个承台局部120顶部具有的栓孔121，为上下一一对应设置；

具体操作为：通过每个栓孔121中，锚入有一个垂直分布的连接锚栓，然后将该连接锚栓从下往上依次穿过对应的栓孔121和基础环300上的锚栓孔后与一个紧固螺母400固定连接，通过紧固螺母400固定所述承台整体和基础环300。

需要说明的是，基础环300安置在承台整体的上部，且基础环300上的锚栓孔与由多个承台局部120拼合组成的承台整体上的栓孔121对齐贯通。

因此，通过多个连接锚栓和多个紧固螺母400的配合，可以将基础环40固定安装在基础箱台1000中的承台整体的顶部。

对于本实用新型，在步骤S40中，在完成包括承台整体在内的基础箱台1000的搭建操作之后，还包括以下步骤中的至少一个：

步骤S41，将至少一个围箍构件套在基础箱台1000的四周外侧壁上，用于围箍基础箱台1000，从而使组成基础箱台1000的各预制拼接基础箱100相互紧固；

其中，围箍构件，优选为预应力钢索或钢圈；

步骤S42，在每个预制拼接基础箱100上设置抓地锚栓，然后将预制拼接基础箱100上的抓地锚栓嵌入塔筒安装地基内，使各预制拼接基础箱与下方的塔筒安装地基紧密关联。

基于以上技术方案可知，对于本实用新型提供的拼装式重力风电基础结构，通过预制拼接基础箱相互拼接组成基础箱台和基础箱台包含的承台整体，然后，在承台整体上安置基础环，再通过连接锚栓与紧固螺母的配合，将基础环连接固定在承台上，从而完成风电基础结构的建设；

对于本实用新型，拼装式重力风电基础结构中的预制拼接基础箱和其他配套构件在工厂中预制，不受气候、场地和时间等的影响，可有效保证质量，施工方便、快速高效，还可在需要的时候快速完成拆卸、转移、重构，在新的地基上重新启用。

综上所述，本实用新型提供的拼装式重力风电基础结构，设计思想独特，施工方法简单，风电基础结构质量能够保证，能够满足风力发电中风电基础结构快速、经济、绿色、环保、且高质量的建设要求，能有效提升企业的经济效益和社会效益，因此，极具推和广应用价值。

需要说明的是，本实用新型是为风力发电机组提供一种工厂预制、能够现场拼装完成建设、且在设计寿命之内，可多次拆卸转移并重新拼装使用的风电基础结构，使风力发电机组能够不为现场的施工条件和工期所困、充分利用施工现场附近的可利用砂石等资源，快速、经济、绿色、环保且高质量地完成风电基础结构的建设，并在需要的时候快速完成拆卸、转移，在新的地基上重新启用，以此提高企业的经济效益，同时，提供更好的社会效益。

与现有技术相比较，本实用新型提供的拼装式重力风电基础结构，具有如下有益效果：

1、本实用新型提供的拼装式重力风电基础结构，是通过不少于两个包括配重箱和承台局部的预制拼接基础箱，相互拼接组成基础箱台和承台整体，然后，在承台整体上安置基础环，再通过连接锚栓穿插在基础环的锚栓孔和承台整体上的栓孔中，并通过紧固螺母的配合将基础环连接固定在承台整体上，完成风电基础结构的建设，用于风电机组中塔筒的安装固定；

2、本实用新型提供的拼装式重力风电基础结构其预制拼接基础箱和其他配套构件，是在工厂中预制的，不受气候、场地和时间等的影响，可有效保证预制拼接基础箱和相关构件的质量和精度，且风电基础结构通过拼装组成，施工方便、快速高效，还可在需要的时候快速完成拆卸、转移、重构，在新的地基上重新启用；

3、本实用新型提供的拼装式重力风电基础结构中，风电基础结构本身的结构设计科学、制作方便多样，可以显著缩短风电基础结构的建设工期，并在其设计期限内，可多次拆卸重构，从而圆满解决了以小型风电机组为主的风力发电单位，由于多种原因需要搬迁遇到的原有风电基础结构该如何处理的问题，缓解了投资的风险；

4、本实用新型提供的拼装式重力风电基础结构，设计思想独特，施工方法简单，风电基础结构质量能够保证，能够满足风力发电中风电基础结构快速、经济、绿色、环保、且高质量的建设要求，能有效提升企业的经济效益和社会效益，因此，极具推和广应用价值。

综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供的拼装式重力风电基础结构，该风电基础结构设计科学，便于拼装、拆卸以及快速转移，实现在新的地基上重新启用，可以充分满足风力发电单位对风电基础结构的重复利用需求，具有重大的实践意义。

此外，通过应用本实用新型，能够使风力发电机组能够不为现场的施工条件和工期所困，充分利用施工现场附近的可利用砂石等资源，快速、经济、绿色、环保且高质量地完成风电基础结构的建设，有利于提高企业的经济效益，同时提供更好的社会效益。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.拼装式重力风电基础结构，其特征在于，包括圆柱形的基础箱台(1000)；

该基础箱台(1000)包括沿着圆周方向分布的多个预制拼接基础箱(100)；

多个预制拼接基础箱(100)依次相互拼接在一起；

基础箱台(1000)的顶部中心位置，垂直固定连接塔筒(200)；

每个预制拼接基础箱(100)包括相互连接的一个承台局部(120)和一个中空的配重箱(110)；

其中，多个承台局部(120)一起拼合组成承台整体；

承台整体的顶部，垂直固定连接所述塔筒(200)；

其中，每个配重箱(110)包括顶部面板(111)和外侧面板(112)；

顶部面板(111)上开有进出孔(113)；

进出孔(113)与配重箱(110)的内部空腔相连通；

进出孔(113)上覆盖地设置有孔盖(114)；

配重箱(110)的内部空腔内，配置有配重介质。

2.如权利要求1所述的拼装式重力风电基础结构，其特征在于，承台整体的顶部，设置有基础环(300)；

每个承台局部(120)顶部，设置有多个栓孔(121)；

基础环(300)沿着圆周方向，均匀设置有多个锚栓孔；

基础环(300)上的多个锚栓孔，与多个承台局部(120)顶部具有的栓孔(121)，为上下一一对应设置；

其中，每个栓孔(121)中，锚入有一个垂直分布的连接锚栓，该连接锚栓从下往上依次穿过对应的栓孔(121)和基础环(300)上的锚栓孔后，与一个紧固螺母(400)固定连接。

3.如权利要求1所述的拼装式重力风电基础结构，其特征在于，全部多个配重箱(110)的外侧面板(112)，一起组成基础箱台(1000)的外侧面；

外侧面板(112)为圆弧形的面板。

4.如权利要求1所述的拼装式重力风电基础结构，其特征在于，还包括至少一根圆环形的围箍构件；

围箍构件套在基础箱台(1000)的四周外侧壁上，用于围箍基础箱台(1000)。

5.如权利要求4所述的拼装式重力风电基础结构，其特征在于，围箍构件为预应力钢索或钢圈。

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