[發(fā)明專利]一種降低陸上風電機組基礎結構損傷的裝置及施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711484667.3
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108265740B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設計）人: 任連偉;宋明偉;高保彬;頓志林;陳立偉;張敏霞;柴華彬;王樹仁
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E02D27/42
• 分類號: E02D27/42
• 代理公司: 鄭州立格知識產(chǎn)權代理有限公司 41126
• 代理人: 李紅衛(wèi)

本發(fā)明屬于風力發(fā)電機組基礎施工技術領域，尤其涉及一種降低陸上風電機組基礎結構損傷的裝置及施工方法，包括鋼筋混凝土基礎和基礎環(huán)，鋼筋混凝土基礎包括混凝土和設于混凝土內(nèi)的主梁鋼筋和次梁鋼筋，主梁鋼筋圍繞基礎環(huán)圓周橫向均勻分布，次梁鋼筋與主梁鋼筋相交且豎直設置，主梁鋼筋和次梁鋼筋均與基礎環(huán)固定連接，基礎環(huán)底部固定設有多個肋板，基礎環(huán)頂部與塔筒連接，鋼筋混凝土基礎內(nèi)以其中心為圓心呈輻射狀分布有多組支撐鋼管，支撐鋼管豎直設置，支撐鋼管頂部設有環(huán)形蓄水塔，環(huán)形蓄水塔與塔筒之間通過支撐桿連接，本發(fā)明將基礎環(huán)所承受的循環(huán)荷載予以分散消除，達到減緩基礎結構疲勞損傷的目的，從而大幅提高風電機組基礎的使用壽命。

技術領域

本發(fā)明屬于風力發(fā)電機組基礎施工技術領域，尤其涉及一種降低陸上風電機組基礎結構損傷的裝置及施工方法。

背景技術

我國風電資源豐富，但無論是陸上風電資源還是近海風能利用，由于風的不定向性，風機所受風荷載總是處于一種循環(huán)往復狀態(tài)。而上部結構的這種受力形式，傳遞到基礎底部則會對混凝土結構造成疲勞損傷效應。以陸地風機為例，上部風機葉片受到循環(huán)往復的風荷載后，會通過與塔筒相連的基礎環(huán)，將自身受到的力傳遞到基礎內(nèi)部鋼筋上，在長時間的循環(huán)作用效應下，風機葉輪正對受力向兩側基礎環(huán)切腳部位極易出現(xiàn)混凝土壓潰破壞現(xiàn)象，或與基礎環(huán)相接的基礎結構內(nèi)部主梁鋼筋與混凝土出現(xiàn)分離脫落，大大影響風機基礎壽命。目前投入使用的風機基礎環(huán)，一般直接綁定在基礎鋼筋籠上，或采用外加鋼板形式對受力結構進行優(yōu)化，但最終受力主體仍是基礎本身，并不能消除不利循環(huán)荷載對基礎結構造成的影響。公開號為CN107100192A的發(fā)明專利，一種風力發(fā)電機組基礎環(huán)局部加固裝置及加固方法，通過在基礎環(huán)內(nèi)外側設置鋼夾板及加強筋設計，優(yōu)化受力路徑，但其僅僅起到了局部加固作用，并不能消除掉風電機組上部結構傳遞到基礎內(nèi)部混凝土結構的循環(huán)荷載。公開號為CN106894669A的發(fā)明專利，一種具有翼板的風機基礎環(huán)、風機基礎環(huán)的設計方法及用途，在風機基礎環(huán)的上部筒壁上沿圓周方向布設若干豎向翼板或水平向翼板，主要效果是作用于基礎環(huán)上的荷載能分散出部分給翼板，混凝土的應力水平有所降低，但同樣無法消除掉風電機組上部結構傳遞到基礎內(nèi)部混凝土結構的循環(huán)荷載，且基礎環(huán)上部筒壁外翻的翼板邊緣仍會對下部混凝土結構表面造成循環(huán)荷載下的剪切效應，導致基礎結構的損傷。公開號為CN106759435A的發(fā)明專利，一種山地風力發(fā)電機基礎的鋼結構基礎環(huán)，僅是在法蘭面與錨桿之間增設加肋板，增強錨桿的抗拔、抗傾能力，讓部分鋼筋混凝土基礎的上部受力鋼筋穿過，來實現(xiàn)鋼結構基礎環(huán)與鋼筋混凝土基礎的連接，也無法消除掉風電機組上部結構傳遞到基礎內(nèi)部混凝土結構的循環(huán)荷載，且僅通過加肋板設計并不能避免循環(huán)荷載下基礎環(huán)對底部混凝土表面產(chǎn)生的壓潰效應。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種降低陸上風電機組基礎結構損傷的裝置及施工方法，優(yōu)化了上部結構傳遞到基礎底部的內(nèi)力傳遞路徑，并能在很大程度上消除循環(huán)荷載的不利影響。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種降低陸上風電機組基礎結構損傷的裝置，包括圓形鋼筋混凝土基礎和基礎環(huán)，所述基礎環(huán)埋入鋼筋混凝土基礎中心底部，鋼筋混凝土基礎包括混凝土和設于混凝土內(nèi)的主梁鋼筋和次梁鋼筋，所述主梁鋼筋圍繞基礎環(huán)圓周橫向均勻分布，次梁鋼筋與主梁鋼筋相交且豎直設置，主梁鋼筋和次梁鋼筋均與基礎環(huán)固定連接，所述基礎環(huán)底部固定設有多個肋板，基礎環(huán)頂部與塔筒連接，所述鋼筋混凝土基礎內(nèi)以其中心為圓心呈輻射狀分布有多組支撐鋼管，所述支撐鋼管豎直設置，支撐鋼管頂部設有環(huán)形蓄水塔，所述環(huán)形蓄水塔與塔筒之間通過支撐桿連接。

進一步的，所述基礎環(huán)與塔筒之間通過箍圈相連接，所述箍圈圓周設有一組均勻分布的螺孔。

進一步的，所述環(huán)形蓄水塔的橫截面為直角梯形，環(huán)形蓄水塔的底面與鋼筋混凝土基礎貼合，所述環(huán)形蓄水塔內(nèi)盛有飽和水溶性鹽溶液，環(huán)形蓄水塔頂部設有蓋板，蓋板上預留有氣孔，所述氣孔上覆蓋一層高分子密封膜，氣孔的直徑為0.5-1m。