RU2782015C2 - Foundation for wind power plant - Google Patents
Foundation for wind power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2782015C2 RU2782015C2 RU2021103341A RU2021103341A RU2782015C2 RU 2782015 C2 RU2782015 C2 RU 2782015C2 RU 2021103341 A RU2021103341 A RU 2021103341A RU 2021103341 A RU2021103341 A RU 2021103341A RU 2782015 C2 RU2782015 C2 RU 2782015C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- elements
- foundation
- base
- paragraphs
- foundation according
- Prior art date
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 77
- 210000000614 Ribs Anatomy 0.000 claims abstract description 5
- 230000036633 rest Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000003014 reinforcing Effects 0.000 claims description 10
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 claims description 7
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 claims description 5
- 239000011513 prestressed concrete Substances 0.000 claims description 2
- 239000000789 fastener Substances 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 5
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 239000011372 high-strength concrete Substances 0.000 description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 3
- 230000001965 increased Effects 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable Effects 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting Effects 0.000 description 1
- 239000002965 rope Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к фундаменту для ветроэнергетической установки, содержащему основание, которое разделено на несколько частей кольца и состоит из предварительно изготовленных бетонных элементов, причем основание содержит опорную поверхность для башни ветроэнергетической установки и несколько опорных элементов, продолжающихся радиально наружу от основания, причем основание опирается на опорные элементы с помощью ребер жесткости.The invention relates to a foundation for a wind turbine, comprising a base, which is divided into several parts of the ring and consists of prefabricated concrete elements, and the base contains a support surface for the tower of the wind turbine and several support elements extending radially outward from the base, the base resting on the support elements with stiffeners.
Кроме того, изобретение относится к ветроэнергетической установке с башней ветроэнергетической установки, содержащей ротор, причем башня ветроэнергетической установки смонтирована на фундаменте.Furthermore, the invention relates to a wind turbine with a wind turbine tower comprising a rotor, the wind turbine tower being mounted on a foundation.
В документе WO 2004/101898 A2 раскрыт фундамент для ветроэнергетической установки. Как указано в данном документе, для изготовления фундамента для береговых ветроэнергетических установок необходимы большие физические и административные ресурсы, при этом изготовление занимает очень много времени. Ввиду возрастающих размеров современных ветроэнергетических установок фундамент подвержен воздействию весьма высоких нагрузок, и его размеры должны быть соответствующими. Современные ветроэнергетические установки имеют мачту высотой до 150 м и вырабатывают мощность до 6 МВт. Во многих случаях башня или мачта ветроэнергетических установок состоит из армированного бетона, при этом ее сооружают с использованием предварительно изготовленных бетонных элементов. В качестве альтернативы башня ветроэнергетической установки может быть образована также в виде стальной конструкции.WO 2004/101898 A2 discloses a foundation for a wind turbine. As stated in this document, the manufacture of the foundation for onshore wind turbines requires large physical and administrative resources, and the manufacture is very time consuming. Due to the increasing size of modern wind turbines, the foundation is subject to very high loads and must be properly sized. Modern wind power plants have a mast up to 150 m high and generate power up to 6 MW. In many cases, the tower or mast of wind turbines is made of reinforced concrete and is constructed using prefabricated concrete elements. Alternatively, the tower of the wind turbine can also be formed as a steel structure.
До появления фундаментов из предварительного изготовленных готовых элементов фундаменты для ветроэнергетических установок изготавливали главным образом путем рытья котлована, установки зернистой подструктуры, сооружения компонентов фундамента, проведения необходимых работ по созданию опалубки и усилению и последующего заполнения котлована монолитным бетоном, причем бетон транспортировали к строительной площадке с помощью автобетономешалок в качестве готового бетона и заливали в котлован. Центральный компонент фундамента обычно имеет форму полого цилиндра, при этом в целом он был предварительно изготовлен и транспортировался к соответствующему месту монтажа в качестве блока.Before the advent of prefabricated foundations, foundations for wind turbines were mainly made by digging a pit, installing a granular substructure, constructing foundation components, performing the necessary formwork and reinforcement, and then filling the pit with in-situ concrete, the concrete being transported to the construction site by truck mixers as ready-made concrete and poured into the pit. The central foundation component is usually in the form of a hollow cylinder and has generally been prefabricated and transported to the appropriate installation site as a block.
Изготовление фундамента ветроэнергетических установок из монолитного бетона связано с множеством недостатков. Оно требует сложной логистики для планирования производственных операций на строительной площадке и, применительно к сооружению опалубки и усиливающей структуры, а также транспортировке и заливке бетона, сопряжено с отнимающими много времени и дорогостоящими процессами. Это справедливо, в частности, ввиду того, что для больших фундаментов может потребоваться более 1000 м3 бетона.The manufacture of the foundation of wind turbines from monolithic concrete is associated with many disadvantages. It requires complex logistics to plan production operations on the construction site and, in relation to the construction of the formwork and reinforcing structure, as well as the transport and pouring of concrete, is associated with time-consuming and expensive processes. This is true, in particular, in view of the fact that for large foundations more than 1000 m 3 of concrete may be required.
Для улучшения процесса сооружения фундамента в документе WO 2004/101898 А2 уже предлагалось сооружение фундамента с использованием предварительно изготовленных бетонных элементов. Такие бетонные элементы изготавливают на заводе готовых бетонных изделий и транспортируют к месту проведения работ, где их устанавливают с помощью крана и затем соединяют между собой. Таким образом можно существенно уменьшить длительность строительных процессов на строительной площадке. Предварительно изготовленные бетонные элементы при соединении друг с другом образуют фундамент с центральным кольцевым основанием и несколькими опорными элементами, каждый из которых выступает радиально наружу от основания. Каждый предварительно изготовленный бетонный элемент образует один из опорных элементов и связанную с ним часть кольца основания. Части кольца основания соединяют между собой с помощью свинченных фланцев. Как описано в документе WO 2004/101898 A2, предварительно изготовленные бетонные элементы могут быть усилены сталью. После сооружения фундамента на основании устанавливают башню или мачту ветроэнергетической установки и крепят ее к основанию с помощью анкерных болтов. In order to improve the foundation construction process, WO 2004/101898 A2 has already proposed the construction of a foundation using prefabricated concrete elements. These concrete elements are manufactured at a prefabricated concrete plant and transported to the job site, where they are installed with a crane and then connected to each other. Thus, it is possible to significantly reduce the duration of construction processes at the construction site. The prefabricated concrete elements, when connected to each other, form a foundation with a central annular base and several support elements, each of which projects radially outward from the base. Each prefabricated concrete element forms one of the support elements and an associated part of the base ring. The parts of the base ring are interconnected by means of screwed flanges. As described in WO 2004/101898 A2, prefabricated concrete elements can be reinforced with steel. After the foundation is built, a tower or mast of a wind turbine is installed on the base and fixed to the base with anchor bolts.
За счет использования предварительно изготовленных бетонных элементов можно осуществлять производство в контролируемой среде, в результате чего можно улучшить качество отвердевшего бетона. При рассмотрении с финансовой точки зрения использованные формы можно использовать многократно, прежде чем возникнет необходимость их замены, так что расходы на форму или опалубку на единицу ниже, чем при изготовлении с использованием монолитного бетона, который всякий раз требует специально изготовленной опалубки. Хотя опалубку можно использовать многократно, ее необходимо, однако, транспортировать с места на место и соответствующим образом очищать.By using prefabricated concrete elements, production can be carried out in a controlled environment, whereby the quality of the hardened concrete can be improved. From a financial point of view, used molds can be reused many times before needing to be replaced, so that mold or formwork costs per unit are lower than when manufactured using in-situ concrete, which requires a custom-made formwork each time. Although the formwork can be reused, it must, however, be transported from place to place and cleaned accordingly.
Ветроэнергетические установки подвержены нагрузкам и напряжениям специфической природы, которые должны поглощаться фундаментом. Сам ветер воздействует непредсказуемым и изменяющимся образом. С другой стороны, при все более крупных установках вследствие вибраций и резонансов на структуру воздействуют динамические составляющие нагрузки. Кроме того, вследствие возникающего опрокидывающего момента башни с высотой 100 м и более передают на фундамент существенные эксцентрические нагрузки. При этом бетон фундамента должен противостоять сжатию, возникающему в зоне сжатия, причем усиливающая структура бетона должна принимать растягивающие усилия в противоположной части фундамента, поскольку сам бетон обладает сравнительно малой прочностью на растяжение. Преимущество фундаментов из предварительно изготовленных армированных бетонных элементов заключается в увеличении функциональной способности и качества бетона, а также качества изготовления, в частности процессов последующей обработки и отвердевания, так что существует меньший риск образования трещин и повышенная устойчивость к динамическим и статическим нагрузкам. Это справедливо, в частности, также по той причине, что отвердевание бетона происходит в контролируемых условиях и, таким образом, в этом отношении отсутствует риск погодных условий на строительной площадке.Wind turbines are subject to loads and stresses of a specific nature, which must be absorbed by the foundation. The wind itself acts in an unpredictable and changing way. On the other hand, with ever larger installations, the structure is affected by dynamic load components due to vibrations and resonances. In addition, due to the resulting overturning moment, towers with a height of 100 m or more transfer significant eccentric loads to the foundation. In this case, the concrete of the foundation must resist the compression that occurs in the compression zone, and the reinforcing structure of the concrete must accept tensile forces in the opposite part of the foundation, since the concrete itself has a relatively low tensile strength. The advantage of foundations made of prefabricated reinforced concrete elements is to increase the functional capacity and quality of concrete, as well as the quality of workmanship, in particular post-treatment and curing processes, so that there is less risk of cracking and increased resistance to dynamic and static loads. This is true in particular also for the reason that the curing of the concrete takes place under controlled conditions and thus there is no risk of weather conditions at the construction site in this respect.
В то время как использование предварительно изготовленных бетонных элементов обладает, тем самым, рядом преимуществ по сравнению с литьем фундамента из монолитного бетона, стыковку предварительно изготовленных бетонных элементов для получения готового фундамента путем привинчивания фланцев к частям кольца основания следует рассматривать как оставляющую желать лучшего. Иногда фундаменты для крупных ветроэнергетических установок содержат основание из 12, или 16, или более частей кольца, чтобы отдельные предварительно изготовленные бетонные элементы могли оставаться достаточно малыми для транспортировки обычными грузовыми автомобилями. В результате для изготовления фундамента требуются сотни болтов, что, конечно, отнимает время и требует очень точного первоначального позиционирования соединяемых между собой бетонных элементов для того, чтобы суметь вставить болты в соответствующие отверстия во фланцах.While the use of prefabricated concrete elements thus has a number of advantages over casting foundations in situ, joining prefabricated concrete elements to form a finished foundation by screwing flanges to the base ring portions should be considered as leaving a lot to be desired. Sometimes foundations for large wind turbines contain a base of 12 or 16 or more ring pieces so that individual prefabricated concrete elements can remain small enough to be transported by conventional trucks. As a result, hundreds of bolts are required to make the foundation, which of course takes time and requires very accurate initial positioning of the concrete elements to be joined together in order to be able to insert the bolts into the corresponding holes in the flanges.
Поэтому в основу изобретения положена задача такого улучшения фундамента вышеуказанного типа, при котором сборку частей кольца для формирования готового фундамента можно осуществлять с меньшими затратами времени по сравнению со сборкой путем привинчивания и при выравнивании бетонных элементов относительно друг друга перед сборкой не предъявляются слишком жесткие требования к точности.Therefore, the invention is based on the task of improving the foundation of the above type, in which the assembly of the parts of the ring to form the finished foundation can be carried out with less time compared to assembly by screwing and when aligning the concrete elements relative to each other before assembly, too stringent requirements for accuracy are not imposed. .
Для решения этой задачи фундамент вышеуказанного типа улучшен в соответствии с изобретением в том отношении, что на своем конце, образующем опорную поверхность, кольцевое основание содержит окружной выступ, продолжающийся радиально наружу от основания и содержащий по меньшей мере один канал для приема натяжного троса, причем указанный канал выполнен в выступе и продолжается в окружном направлении.To solve this problem, a foundation of the above type is improved in accordance with the invention in that at its end forming the bearing surface, the annular base comprises a circumferential protrusion extending radially outward from the base and containing at least one channel for receiving a tension cable, said the channel is made in the ledge and continues in the circumferential direction.
Наличие окружного выступа, который продолжается радиально наружу от основания и крепится в верхней области, то есть на конце, который содержит опорную поверхность основания, позволяет обойтись без свинчивания предварительно изготовленных бетонных элементов, так как по меньше мере один натяжной трос, но обычно множество натяжных тросов, можно для стягивания предварительно изготовленных бетонных элементов направить в верхней области фундамента по относительно большой окружности. Натяжной трос, проходящий по большой окружности, может улучшить силу натяжения и прочность соединения, нежели натяжные тросы, проходящие по малой окружности, так что с помощью соответствующей изобретению меры достигается высокоэффективное натяжение предварительно изготовленных бетонных элементов. Следовательно, можно в существенной степени или полностью отказаться от свинчивания бетонных элементов. Для введения и натяжения натяжных тросов достаточно того, чтобы позиционирование предварительно изготовленных бетонных элементов производилось в желаемом месте по возможности близко друг к другу, причем, однако, нет необходимости в точном выравнивании просверленных отверстий относительно друг друга. После этого натяжной трос или множество натяжных тросов можно ввести в проходящий в выступе канал и натянуть. При этом происходит стягивание предварительно изготовленных бетонных элементов и их выравнивание относительно друг друга для получения готового фундамента без резьбовых соединений.The presence of a circumferential protrusion that extends radially outward from the base and is fastened in the upper region, i.e. at the end which contains the support surface of the base, makes it possible to avoid screwing prefabricated concrete elements, since at least one tension cable, but usually a plurality of tension cables , can be directed in the upper region of the foundation along a relatively large circle to tighten the pre-fabricated concrete elements. A large circumference tension cable can improve the tensile force and connection strength than small circumference tension cables, so that a highly efficient tensioning of prefabricated concrete elements is achieved with the measure according to the invention. Therefore, the screwing of the concrete elements can be largely or completely dispensed with. For the insertion and tensioning of the tension cables, it is sufficient that the positioning of the prefabricated concrete elements is carried out in the desired location as close as possible to each other, without, however, the exact alignment of the drilled holes with respect to each other. Thereafter, the tension cable or plurality of tension cables can be inserted into the channel extending in the protrusion and tensioned. In this case, the prefabricated concrete elements are tightened and aligned relative to each other to obtain a finished foundation without threaded connections.
Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, в верхней области фундамента возможно дополнительное натяжение, если основание на своем конце, образующем опорную поверхность, содержит окружной выступ, продолжающийся радиально наружу от основания, с по меньшей мере одним каналом, предусмотренным в выступе и проходящим в окружном направлении, для приема натяжного троса. Натяжные тросы во внутреннем выступе являются вследствие малой окружности менее благоприятными для приложения силы натяжения по сравнению с натяжными тросами в вышеупомянутом наружном выступе, однако натяжной трос или множество натяжных тросов в этом выступе в немалой степени содействует общей прочности фундамента и поэтому могут быть выгодно применены во взаимосвязи с настоящим изобретением.According to a preferred embodiment of the present invention, additional tension is possible in the upper region of the foundation if the base, at its end forming the bearing surface, comprises a circumferential protrusion extending radially outward from the base, with at least one channel provided in the protrusion and extending in the circumferential direction. , to receive the tension cable. Tension cables in the inner ledge are, due to the small circumference, less favorable for the application of a tension force compared to tension cables in the aforementioned outer ledge, however, a tension cable or a plurality of tension cables in this ledge contributes to a large extent to the overall strength of the foundation and can therefore be advantageously used in conjunction with the present invention.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения опорные элементы содержат по меньшей мере один окружной канал для приема натяжного троса. Опорные элементы, как и наружный выступ, продолжаются наружу от основания и поэтому также могут содержать каналы для натяжного троса, которые вследствие относительно большой окружности могут оказывать весьма высокое усилие натяжения на составленное из предварительно изготовленных бетонных элементов основание или на фундамент. Поэтому по меньшей мере один канал для приема натяжного троса представляет собой в рамках настоящего изобретения идеальное дополнение к по меньшей мере одному каналу для приема натяжного троса, предусмотренному в наружном окружном выступе.In accordance with a preferred embodiment of the present invention, the support elements comprise at least one circumferential channel for receiving a tension cable. The support elements, like the outer projection, extend outward from the base and can therefore also contain tension cable channels which, due to the relatively large circumference, can exert a very high tensile force on the base or foundation made up of prefabricated concrete elements. The at least one tension cable receiving channel is therefore an ideal addition to the at least one tension cable receiving channel provided in the outer circumferential protrusion within the scope of the present invention.
Для дальнейшего увеличения прочности фундамента, собранного в соответствии с изобретением без или по существу без резьбовых соединений в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что опорные элементы соседних частей кольца прилегают друг к другу в радиально внутренней области. На прилегающие друг к другу опорные элементы, то есть прилегающие друг к другу боковые поверхности, могут действовать большие силы трения, что, тем самым, существенно способствует общей прочности фундамента согласно изобретению. Это справедливо прежде всего в случае, если опорные элементы содержат по меньшей мере один канал для крепления натяжного троса, как это описано выше. Натяжные тросы прижимают их с большой силой друг к другу и создают таким образом напряжение поверхности между опорными элементами, которые стабилизируют фундамент в целом. Для того чтобы опорные элементы соседних частей кольца прилегали друг к другу во внутренней области, опорные элементы выполнены таким образом, что они в своем начале на основании или секции основания имеют ширину секции основания, причем ширина постоянного увеличивается в соответствии с тем углом раствора, который определен делением 360° на количество частей кольца фундамента.To further increase the strength of a foundation assembled according to the invention without or substantially without threaded connections, according to a preferred embodiment of the present invention, it is provided that the support elements of adjacent ring parts bear against each other in a radially inner region. Support elements adjacent to each other, ie side surfaces adjacent to each other, can be subjected to high frictional forces, which thus significantly contribute to the overall strength of the foundation according to the invention. This is true in particular if the support elements comprise at least one channel for attaching a tension cable, as described above. Tension cables press them together with great force and thus create surface tension between the supporting elements, which stabilize the foundation as a whole. In order for the support elements of adjacent parts of the ring to lie against each other in the inner region, the support elements are designed in such a way that they, at their beginning on the base or base section, have the width of the base section, with the width constantly increasing in accordance with the opening angle that is determined dividing 360° by the number of parts of the foundation ring.
Наконец, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения опорные элементы простираются радиально наружу от конца основания, расположенного напротив опорной поверхности, при этом на своем конце, содержащем опорные элементы, основание содержит окружной выступ, продолжающийся радиально внутрь от основания и содержащий по меньшей мере один выполненный в нем канал для приема натяжного троса, причем указанный канал продолжается в окружном направлении. Натяжные тросы во внутреннем выступе, вследствие малой окружности, менее пригодны для приложения усилия натяжения по сравнению в натяжными тросами в вышеуказанном наружном выступе или с натяжными тросами в опорных элементах, однако натяжной трос или множество натяжных тросов в этом выступе в немаловажной степени способствуют общей прочности фундамента и поэтому могут быть выгодно применены во взаимосвязи с настоящим изобретением.Finally, in accordance with a preferred embodiment of the present invention, the support elements extend radially outward from the end of the base located opposite the support surface, while at its end containing the support elements, the base contains a circumferential protrusion extending radially inward from the base and containing at least one a channel made in it for receiving a tension cable, said channel continuing in the circumferential direction. Tension cables in the inner ledge, due to the small circumference, are less suitable for applying a tension force compared to tension cables in the above outer ledge or tension cables in the support elements, however, the tension cable or many tension cables in this ledge contribute to the overall strength of the foundation to an important extent. and therefore can be advantageously applied in connection with the present invention.
Другой предпочтительный вариант осуществления изобретения предусматривает, что в окружном выступе, продолжающемся радиально внутрь от конца основания, на котором образована опорная поверхность, дополнительно предусмотрены каналы, проходящие в осевом направлении основания, для приема крепежных средств для крепления башни ветроэнергетической установки на основании, в частности в виде анкерных болтов и/или натяжных тросов. Анкерные болты предназначены, как правило, для крепления башни, выполненной в виде стальной конструкции. Проходные отверстия для троса предусмотрены, как правило, для крепления бетонных башен. Another preferred embodiment of the invention provides that in a circumferential protrusion extending radially inward from the end of the base on which the support surface is formed, channels are additionally provided extending in the axial direction of the base, for receiving fastening means for fastening the tower of the wind turbine to the base, in particular in in the form of anchor bolts and/or tension cables. Anchor bolts are intended, as a rule, for fastening a tower made in the form of a steel structure. Cable passage holes are provided, as a rule, for fastening concrete towers.
Предпочтительно, часть кольца и по меньшей мере один опорный элемент с ребром жесткости, продолжающийся радиально наружу от части кольца, выполнены в виде единого предварительно изготовленного бетонного элемента. Такой предварительно изготовленный бетонный элемент изготавливают в соответствии с этим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения путем литья и получают непосредственно из литейной формы. Это означает упрощение способа изготовления по сравнению со способом, при котором необходимо соединять несколько бетонных деталей.Preferably, the ring part and at least one stiffener support element extending radially outward from the ring part are made in the form of a single prefabricated concrete element. Such a prefabricated concrete element is produced in accordance with this preferred embodiment of the present invention by casting and obtained directly from the mold. This means a simplification of the manufacturing method compared to a method in which several concrete parts have to be joined.
Изобретение, предпочтительно, усовершенствовано в том отношении, что часть кольца содержит по меньшей мере два опорных элемента, продолжающихся радиально наружу от основания, каждый из которых содержит ребро жесткости. Такая единая часть кольца фундамента согласно изобретению может описывать, например, четверть круга и содержать соответствующее количество опорных элементов с первичными ребрами жесткости. Если готовый фундамент должен содержать, например, восемь опорных элементов, то единая окружная секция основания, которая описывает четверть окружности, имеет два опорных элемента с соответственно двумя первичными ребрами жесткости.The invention is preferably improved in that the ring part contains at least two support elements extending radially outward from the base, each of which contains a stiffening rib. Such a single part of the foundation ring according to the invention can describe, for example, a quarter of a circle and contain a corresponding number of support elements with primary stiffeners. If the finished foundation is to contain, for example, eight support elements, then a single circumferential section of the base, which describes a quarter of a circle, has two support elements with respectively two primary stiffeners.
Для того чтобы без труда натянуть натяжные тросы при сборке фундамента согласно изобретению, он, предпочтительно, усовершенствован в том отношении, что проходящие в окружном направлении каналы сделаны доступными с помощью выемок для приема натяжных средств для натяжных тросов. В соответствии с этим выемки предусмотрены в соответствующих структурах части кольца, которые, как описано выше, содержат каналы для натяжных тросов. В области этих выемок соответствующий канал является доступным и, таким образом, в выемках можно ввести в канал трос и вдвигать его до тех пор, пока трос не выйдет из канала на другой стороне и не войдет в выемку. После этого трос натягивают с помощью натяжного механизма, при этом концы фиксируют с помощью натяжных средств, например с помощью стяжной муфты.In order to tension the tension cables without difficulty when assembling the foundation according to the invention, it is advantageously improved in that circumferentially extending channels are made accessible by means of recesses for receiving tension means for the tension cables. Accordingly, recesses are provided in the respective structures of the ring part, which, as described above, contain channels for tension cables. In the region of these recesses, the corresponding channel is accessible and thus, in the recesses, the cable can be inserted into the channel and pushed in until the cable exits the channel on the other side and enters the recess. The rope is then tensioned by means of a tensioning mechanism, the ends being fixed by means of tensioning means, for example by means of a turnbuckle.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения выемки для приема натяжных средств для натяжных тросов образованы выемками, предусмотренными в краевой области на соседних частях кольца. Таким образом, выемка образована двумя частичными выемками на расположенных рядом друг с другом частях кольца фундамента согласно изобретению, что в рамках настоящего изобретения выгодно по той причине, что изготовление краевой выемки при предварительно изготовленных бетонных элементах легче, чем изготовление выемки, которая полностью окружена предварительно изготовленным бетонным элементом, поскольку предварительно изготовленный бетонный элемент с краевой выемкой легче извлекать из формы.According to a preferred embodiment of the present invention, the recesses for receiving the tensioning means for the tension cables are formed by recesses provided in the edge region on adjacent parts of the ring. Thus, the recess is formed by two partial recesses in adjacent parts of the foundation ring according to the invention, which is advantageous in the context of the present invention because the production of an edge recess with prefabricated concrete elements is easier than the production of a recess that is completely surrounded by a prefabricated concrete element. concrete element, since the prefabricated concrete element with the edge notch is easier to demould.
Настоящее изобретение выгодно усовершенствовано в том отношении, что опорная поверхность содержит углубления для приема стеновых элементов башни ветроэнергетической установки и/или для приема переходника для монтажа башни ветроэнергетической установки. Стеновые элементы башни ветроэнергетической установки, которые могут быть сформованы для исполнения башен с круглыми или многоугольными поперечными сечениями, с помощью этой предпочтительной меры фиксируют на основании с геометрическим замыканием. При вставлении подходящего переходника в углубления торцевой опорной поверхности на переходнике можно соорудить, в частности, стальную мачту, причем переходник дополнительно позволяет осуществлять согласование по высоте с максимальной высотой ветроэнергетической установки.The present invention is advantageously improved in that the support surface includes recesses for receiving wall elements of the wind turbine tower and/or for receiving an adapter for mounting the wind turbine tower. The wall elements of the wind turbine tower, which can be molded to form towers with circular or polygonal cross sections, are positively locked to the base with this preferred measure. By inserting a suitable adapter into the recesses of the end support surface, a steel mast can be constructed on the adapter, in particular, the adapter additionally allowing a height adjustment to the maximum height of the wind turbine.
Предварительно изготовленные бетонные элементы состоят, предпочтительно, из армированного бетона, который содержит усиливающую структуру, в частности усиливающие элементы, профили, стержни или проволоки, которые заделаны в предварительно изготовленные бетонные элементы и/или выполнены в качестве натяжных элементов для стягивания предварительно изготовленных бетонных элементов создания предварительно напряженных бетонных элементов.The prefabricated concrete elements preferably consist of reinforced concrete which contains a reinforcing structure, in particular reinforcing elements, profiles, rods or wires, which are embedded in the prefabricated concrete elements and/or are made as tension elements for tightening the prefabricated concrete creation elements. prestressed concrete elements.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, настоящее изобретение усовершенствовано в том отношении, что представлена соединительная структура, которая простирается соответственно между противолежащими предварительно изготовленными бетонными элементами, в частности, в виде натяжных тросов, в частности, с расположенным между ними по меньшей мере одним круглым натяжным элементом. Такая соединительная структура задумана как дополнение к проходящим по окружности натяжным тросам и соединяет противолежащие предварительно изготовленные бетонные элементы непосредственно посредством радиального натяжения через центральную точку фундамента. При этом промежуточно может быть расположен круглый зажимной элемент в виде натяжного диска, на котором могут быть зафиксированы и зажаты проходящие в радиальном направлении натяжные тросы. Эта соединительная структура может быть выполнена в области конца основании, образующего опорную поверхность, и/или в области конца основания, содержащего опорные элементы.According to a preferred embodiment, the present invention has been improved in that a connecting structure is provided which extends respectively between opposite prefabricated concrete elements, in particular in the form of tension cables, in particular with at least one circular tension cable located between them. element. Such a connecting structure is conceived as an addition to the circumferential tension cables and connects the opposite prefabricated concrete elements directly by means of radial tension through the center point of the foundation. In this case, a circular clamping element in the form of a tension disk can be arranged intermediately, on which tension cables extending in the radial direction can be fixed and clamped. This connecting structure can be made in the area of the end of the base, forming a support surface, and/or in the area of the end of the base, containing the supporting elements.
Для закрывания полости внутри основания, состоящего из базового кольца и монтажного кольца, со стороны его нижней части в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения предусматривается, что окружной выступ, продолжающийся радиально внутрь на конце основания, расположенном напротив опорной поверхности, содержит внутренний уступ для поддержания фундаментной плиты. Таким образом, возникает округлый край, который подпирает по периметру центральную фундаментную плиту, расположенную на базовой части основания.In order to close the cavity inside the base, consisting of a base ring and a mounting ring, from the side of its lower part, in a preferred embodiment of the present invention, it is provided that the circumferential protrusion, extending radially inward at the end of the base located opposite the supporting surface, contains an internal ledge for supporting the base plate . Thus, a rounded edge appears, which supports the central foundation slab, located on the base part of the base, around the perimeter.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения фундаментная плита содержит одну или несколько бетонных структур для крепления вспомогательного оборудования для ветроэнергетической установки, в частности углубления для приема стеновых элементов, а также возвышения в качестве фундаментов.In accordance with a preferred embodiment of the present invention, the foundation slab comprises one or more concrete structures for anchoring auxiliary equipment for the wind turbine, in particular recesses for receiving wall elements, as well as elevations as foundations.
Используемый для изготовления предварительно изготовленных бетонных элементов бетон может быть любого типа, будучи обычно пригодным также для литья бетона на месте использования. Дополнительно к присадкам и воде бетон содержит цемент в качестве гидравлического вяжущего средства.The concrete used to make the prefabricated concrete elements can be of any type, being usually also suitable for casting concrete at the site of use. In addition to additives and water, concrete contains cement as a hydraulic binder.
Для изготовления предварительного изготовленных бетонных элементов можно использовать также армированный бетон. Волокна могут состоять из любого волокнистого материала, способствующего повышению конструктивной целостности, в частности прочности, ударопрочности и/или стойкости при хранении получаемой бетонной структуры. Армированный бетон содержит короткие дискретные армирующие волокна, которые равномерно распределены и случайным образом ориентированы.Reinforced concrete can also be used to produce prefabricated concrete elements. The fibers may be comprised of any fibrous material that enhances the structural integrity, in particular the strength, impact resistance and/or storage stability of the resulting concrete structure. Reinforced concrete contains short, discrete reinforcing fibers that are evenly distributed and randomly oriented.
Предпочтительно, армирующие волокна представляют собой углеродные волокна, синтетические волокна и, в частности, полипропиленовые волокна. В качестве альтернативны армирующие волокна могут представлять собой стальные волокна, стеклянные волокна или натуральные волокна. Кроме того, возможно также использование бетонов сорта HPC (бетон высокой прочности) и UHPC (бетон сверхвысокой прочности). Эти сорта бетона представляют собой высококачественные вяжущие средства со специальными высококачественными добавками и соответствующими присадками, и вследствие их относительно малого веса их следует рассматривать как предпочтительные.Preferably, the reinforcing fibers are carbon fibers, synthetic fibers and in particular polypropylene fibers. Alternatively, the reinforcing fibers may be steel fibers, glass fibers or natural fibers. In addition, HPC (High Strength Concrete) and UHPC (Ultra High Strength Concrete) can also be used. These concretes are high quality binders with special high quality admixtures and appropriate admixtures and due to their relatively low weight they should be considered as preferred.
Ветроэнергетическая установка согласно изобретению с башней ветроэнергетической установки, содержащей ротор, смонтирована на описанном выше фундаменте и поэтому может быть сооружена быстро и рентабельно. Помимо прочего фундамент согласно изобретению можно относительно легко разбирать, так что демонтаж возможен при приемлемых расходах.The wind power plant according to the invention with the wind power plant tower containing the rotor is mounted on the above-described foundation and can therefore be built quickly and cost-effectively. Among other things, the foundation according to the invention can be dismantled relatively easily, so that dismantling is possible at reasonable cost.
Ниже изобретение описано более подробно со ссылкой на пример осуществления, изображенный на чертежах.The invention is described in more detail below with reference to the exemplary embodiment shown in the drawings.
На фиг. 1 показан фундамент согласно изобретению, вид в перспективе;In FIG. 1 shows a foundation according to the invention, perspective view;
на фиг. 2 – отдельная часть кольца фундамента согласно изобретению, вид в перспективе;in fig. 2 - a separate part of the foundation ring according to the invention, perspective view;
на фиг. 3 – вид в перспективе, соответствующий фиг. 1, дополненный дополнительной соединительной структурой с натяжным диском;in fig. 3 is a perspective view corresponding to FIG. 1, supplemented with an additional connecting structure with a tension disk;
на фиг. 4 – вид в перспективе, соответствующий фиг. 1, дополненный переходником для монтажа башни ветроэнергетической установки.in fig. 4 is a perspective view corresponding to FIG. 1, complete with an adapter for mounting a wind turbine tower.
На фиг. 1 фундамент согласно изобретению обозначен в целом ссылочным номером 1. Фундамент 1 составлен из множества предварительно изготовленных бетонных элементов одного и того же типа, содержащих соответственно часть 2 кольца, которая с помощью ребер 3 жесткости опирается на опорные элементы 4. Части 2 кольца вместе образуют основание. Основание имеет в показанном на фиг. 1 примере круглое поперечное сечение, однако поперечное сечение может быть также другой геометрической формы, в частности многоугольным. Различия между бетонными элементами следует искать в области торцевой опорной поверхности 5 для башни ветроэнергетической установки (не показана), на которой предусмотрены углубления 6 для приема стеновых элементов башни ветроэнергетической установки. Предварительно изготовленные бетонные элементы состоят из армированного бетона с усиливающей структурой, в данном случае в виде натяжных элементов 7 для стягивания предварительно изготовленных бетонных элементов с образованием напряженных бетонных элементов. Натяжные элементы 7 состоят из стяжных стержней, к которым на концах с помощью гаек приложено растягивающее усилие для напряжения бетона. Во внутренней области А опорные элементы 4 соседних бетонных элементов прилегают друг к другу и, таким образом, опираются друг на друга. Если фундамент стягивают с помощью натяжных тросов, то в этом случае возможна передача больших сил трения, которые противодействуют смещению бетонных элементов относительно друг друга.In FIG. 1 the foundation according to the invention is designated as a whole by the
Как показано на фиг. 2, на своем конце, образующем опорную поверхность 5, бетонный элемент содержит окружной выступ 8, продолжающийся радиально наружу от части 2 кольца. Выступ 8 пронизан множеством каналов 9 для приема натяжных тросов, которые в смонтированном состоянии фундамента образуют окружной канал для троса, в котором натяжной трос может проходить по относительно большой окружности вокруг центрального кольца для стягивания бетонных элементов. Ссылочным номером 10 обозначена краевая выемка для приема натяжных средств для натяжного троса (не показаны), которая в данном случае позволяет трем каналам 9 принимать натяжные тросы. Три канала 9 проходят в тело выступа 8 на основании выемки 10, которое не показано на фиг. 2. На других бетонных элементах выемка 10 расположена радиально дальше внутрь или дальше наружу, чтобы позволить другим каналам 9 принимать натяжные тросы. В выступе 8’, продолжающемся внутрь от конца, образующего опорную поверхность, и в выступе 8", продолжающемся радиально внутрь от конца, имеющего опорные элементы, и в опорном элементе 4, предусмотрены дополнительные каналы 9', 9" и 9"' для приема натяжных тросов, так что фундамент может быть собран из частей 2 кольца, состоящих из предварительно изготовленных бетонных элементов, без использования резьбовых соединений. С той же целью часть 2 кольца содержит дополнительные каналы 9’’’’.As shown in FIG. 2, at its end forming the
На фиг. 3 те же элементы обозначены теми же ссылочными номерами, при этом видно, что предусмотрена дополнительная соединительная структура в виде натяжных тросов 12, которая с помощью радиальных натяжных тросов 12 соединяет между собой расположенные друг напротив друга предварительно изготовленные бетонные элементы фундамента 1. Натяжные тросы 12 продолжаются между противолежащими предварительно изготовленными бетонными элементами фундамента 1 так, что между ними расположен круглый натяжной элемент или натяжной диск 13, и они могут быть зафиксированы и натянуты на нем. В области конца основания, содержащего опорные элементы 4, может быть предусмотрена соединительная структура того же типа.In FIG. 3 the same elements are identified by the same reference numbers, it can be seen that an additional connecting structure in the form of
На фиг. 4 те же элементы опять же обозначены теми же ссылочными номерами, при этом видно, что в углублениях 6 торцевой опорной поверхности 5 может быть установлен переходник 14 для монтажа башни ветроэнергетической установки с подходящими стеновыми элементами 14’. С помощью такого переходника 14 на фундаменте 1 согласно изобретению можно, например, совсем несложным образом монтировать также стальную башню. Кроме того, переходник 14 можно изготавливать с различными диапазонами высот, чтобы обеспечить согласование высоты ветроэнергетической установки с максимально разрешенной высотой, если соответствующие мачты имеются лишь с некоторыми немногочисленными, грубо классифицированными вариантами высот.In FIG. 4, the same elements are again identified by the same reference numbers, and it can be seen that in the
Claims (16)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ATA207/2018 | 2018-07-13 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2021103341A RU2021103341A (en) | 2022-08-15 |
RU2782015C2 true RU2782015C2 (en) | 2022-10-21 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004101898A2 (en) * | 2003-05-13 | 2004-11-25 | Aloys Wobben | Foundation for a wind energy plant |
EA201170398A1 (en) * | 2008-09-05 | 2011-08-30 | Макс Богл Бауунтернемунг Гмбх & Ко. Кг | OFFSHORE INSTALLATION, FOUNDATION OF THE OFFSHORE INSTALLATIONS AND METHOD OF CONSTRUCTION OF OFFSHORE INSTALLATIONS |
WO2016112376A1 (en) * | 2015-01-09 | 2016-07-14 | Tindall Corporation | Tower and method for constructing a tower |
RU167022U1 (en) * | 2016-06-02 | 2016-12-20 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | MODULAR FOUNDATION OF A WIND POWER PLANT |
WO2017141098A1 (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | Holcim Technology Ltd | Foundation for a wind mill |
WO2018055446A1 (en) * | 2016-09-26 | 2018-03-29 | Holcim Technology Ltd | Foundation for a windmill |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004101898A2 (en) * | 2003-05-13 | 2004-11-25 | Aloys Wobben | Foundation for a wind energy plant |
EA201170398A1 (en) * | 2008-09-05 | 2011-08-30 | Макс Богл Бауунтернемунг Гмбх & Ко. Кг | OFFSHORE INSTALLATION, FOUNDATION OF THE OFFSHORE INSTALLATIONS AND METHOD OF CONSTRUCTION OF OFFSHORE INSTALLATIONS |
WO2016112376A1 (en) * | 2015-01-09 | 2016-07-14 | Tindall Corporation | Tower and method for constructing a tower |
WO2017141098A1 (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | Holcim Technology Ltd | Foundation for a wind mill |
RU167022U1 (en) * | 2016-06-02 | 2016-12-20 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | MODULAR FOUNDATION OF A WIND POWER PLANT |
WO2018055446A1 (en) * | 2016-09-26 | 2018-03-29 | Holcim Technology Ltd | Foundation for a windmill |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2017331537B2 (en) | Foundation for a wind turbine | |
US11795653B2 (en) | Foundation for a wind mill | |
AU2011267375B2 (en) | Tower comprising an adapter piece and method for producing a tower comprising an adapter piece | |
US10934679B2 (en) | Foundation for a wind mill | |
CA2997927C (en) | Tower segment and method utilizing segmented bearing plate | |
US11384503B2 (en) | Foundation for a windmill | |
EP3516134B1 (en) | Foundation for a windmill | |
US11578698B2 (en) | Foundation for a windmill | |
US20220145573A1 (en) | Foundation for a wind power plant | |
RU2782015C2 (en) | Foundation for wind power plant | |
RU2782228C2 (en) | Foundation for wind power plant |