[發(fā)明專利]一種風力發(fā)電機鋼絞線預應力基礎結(jié)構(gòu)及其施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310187797.6
• 申請日: 2013-05-21
• 公開（公告）號: CN103266621A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設計）人: 孟慶波
• 申請（專利權）人: 孟慶波
• 主分類號: E02D27/44
• 分類號: E02D27/44
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 史旭泰

技術領域

本發(fā)明屬于風力發(fā)電技術領域，更具體地說，是涉及一種風力發(fā)電機巖層和土層基礎結(jié)構(gòu)的改進，及其施工方法。

背景技術

現(xiàn)有的風力發(fā)電機基礎結(jié)構(gòu)通常為如下結(jié)構(gòu)：（見圖9）在地表下設置一直徑16～20m、深3m左右的錐狀混凝土基，其混凝土基的重量為40～50t、400～600m³，鋼筋用量40～60t；混凝土基的中部有一圓柱筒狀的金屬環(huán)，該金屬環(huán)的頂部為法蘭，金屬環(huán)頂部法蘭與上方風力發(fā)電機塔筒法蘭通過螺栓相固定，金屬環(huán)的其他部分和插接鋼筋一同埋入混凝土。

上述現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的缺點是：其混凝土基的直徑為16～20m，需要在地表開孔面積大，垂直深度3m深，因此工程量較大；另外，混凝土基的重量為40～50t、400～500m³，鋼筋用量40～60t，消耗材料非常多。

中國實用新型專利，專利號為：201120307606.1、名稱為：風力發(fā)電機風化巖層擴底錨桿基礎，其公開了一種位于巖石地質(zhì)風力發(fā)電機的基礎的結(jié)構(gòu)改進；包括一位于風機筒體下方的風機法蘭，該風機法蘭與上法蘭通過螺栓連接，所述的上法蘭的外緣同連接筒的上部相接，其結(jié)構(gòu)要點是：所述連接筒的下部焊接在下法蘭上，該下法蘭外緣的直徑大于上法蘭的外緣直徑，所述的下法蘭下方、位于一大于所述上法蘭外緣直徑和一小于所述上法蘭外緣直徑的圓周上分別勻布有長螺桿，所述長螺桿的底部設置有至少兩個掛板。該結(jié)構(gòu)尚存在的不足是：由于主要起抗拔作用的長螺桿均固定在連接筒的下法蘭上，而連接筒的大小又與風機筒體的底部相應，因此長螺桿的荷載非常大，容易疲勞，可見該實用新型的錨桿基礎結(jié)構(gòu)一般適用于小型風力發(fā)電機，局限性強。

又如中國發(fā)明專利，專利號為：201010249825.9、名稱為：樁錨桿基礎結(jié)構(gòu)，其公開了一種樁錨桿基礎結(jié)構(gòu)，屬于建筑建設工程中用于固定諸如機架或塔架等大型設備，且主要利用混凝土及剛性材料的機械結(jié)構(gòu)形成的基礎建筑結(jié)構(gòu)的技術領域。包含基礎混凝土圓柱體承臺和向下延伸的呈圓周狀均勻分布的高強灌漿柱，該高強灌漿柱內(nèi)通過壓力灌漿固定有可穿入所述基礎混凝土圓柱體承臺內(nèi)的錨桿；該基礎混凝土圓柱體承臺同軸設置環(huán)狀精軋鋼筋。采用本結(jié)構(gòu)可以使整個基礎承受由上部高聳結(jié)構(gòu)傳來的巨大彎矩，和傳統(tǒng)擴展基礎相比，大幅度的節(jié)省了包括混凝土和鋼材等的材料用量。該結(jié)構(gòu)尚存在的不足是：其抗拉力不夠，即該實用新型的高強度灌漿柱與錨桿形成一種摩擦樁，而非承載樁。以直徑為8m（100m³）的承臺為例，直孔深度為15～20m，每根錨桿需要的受力為200t（KN），為了增加錨桿韌性，通常錨桿的鋼筋需要進行熱處理；然而韌性確是增加了，但其抗沖擊力則大大降低；而且，這種摩擦樁的最大缺點是經(jīng)長期蠕變，某一錨桿可能會失效，進而導致相鄰錨桿失效，乃至整個風力發(fā)電機塔筒傾翻。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是針對上述問題，彌補現(xiàn)有技術的不足，提供一種基礎非常穩(wěn)定、節(jié)省原材料的風力發(fā)電機巖層基礎結(jié)構(gòu)，以及其施工方法。

為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案。

本發(fā)明包括內(nèi)置配筋的圓柱體狀的混凝土承臺，混凝土承臺內(nèi)的中部設置有風力發(fā)電機的固定部，固定部的上方通過螺栓與風力發(fā)電機塔筒的底部相連，其結(jié)構(gòu)要點是：在混凝土承臺邊緣的下方具有若干直孔，直孔均布于以固定部為中心的圓周上；直孔的底部與其下方的擴底孔相連通，直孔內(nèi)有由若干根鋼線組成的鋼絞線（在土層地質(zhì)條件下，可采用無粘接鋼絞線），鋼絞線的底端具有鋼絞線的錨固部分，錨固部分設置于擴底孔內(nèi)；在鋼絞線外還設置有波紋管，在波紋管與直孔之間和擴底孔內(nèi)為灌注的混凝土，波紋管內(nèi)，以及鋼絞線的空隙間為混凝土（此處優(yōu)選采用灌漿料，灌漿料為流動性好，且凝固后具有高強度的材料，如環(huán)氧樹脂、高標號碎石水泥砂漿等；在巖層地質(zhì)條件下需要二次灌漿，在土層地質(zhì)條件下，僅需向波紋管內(nèi)灌漿）；鋼絞線的上端通過定位錨盤固定在混凝土承臺的上方。