[發明專利]一種全裝配式組合結構風電塔筒基礎

有效

• 申請號: 201811314123.7
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109295994B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 王宇航;鄧然;周緒紅;譚繼可
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: E02D27/42
• 分類號: E02D27/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種全裝配式組合結構風電塔筒基礎，涉及風力發電技術領域。該體系包括鋼管混凝土臺柱、鋼管混凝土基礎梁、鋼連系梁、預制樁和栓釘。所述的鋼管混凝土臺柱采用正多邊形截面，上部塔筒伸入臺柱混凝土一定深度，并在其表面設置栓釘，使兩者有效連接。所述的鋼管混凝土基礎梁采用箱形截面，截面大小沿縱向變化，與臺柱各邊相連。所述的鋼管混凝土基礎梁之間設置兩道H型鋼連系梁，以加強體系的整體性，防止不均勻變形。所述的預制樁通過預留孔道并后澆混凝土的方式與基礎梁連接。該新型基礎充分發揮了組合結構的優勢，受力形式合理，現場拼裝方便、難度低，提高了施工效率，同時節約材料用量，具有廣闊的工程應用前景。

技術領域

本發明涉及風力發電技術領域。

背景技術

風電能源是一種無污染、可再生的清潔能源。風電場發電量高、風機運行穩定、制造技術成熟，近年來被廣泛投入使用。

風電機塔筒屬于高聳結構，承受較大的水平和豎向荷載，故基礎體形也較大。傳統的鋼筋混凝土基礎，混凝土用量多，鋼筋間距密，混凝土不易澆筑，現場施工難度大、效率低，所以有必要結合風機基礎的受力特點對基礎結構體系進行改進和創新。

發明內容

本發明提出一種全裝配式組合結構風電塔筒基礎：采用預制樁，承臺由鋼管混凝土臺柱、鋼管混凝土基礎梁、鋼連系梁、和栓釘構成，構件可在工廠預制，在現場直接拼裝完成；充分利用了組合結構的優勢，受力形式合理，傳力路徑清晰，不易發生承臺受彎、沖切、塔筒連接處錐形拔出等破壞，同時節約材料用量，現場施工方便、環保、效率高，具有廣闊的工程應用前景。

本發明的技術方案如下：

一種全裝配式組合結構風電塔筒基礎，該體系包括包括鋼管混凝土臺柱、鋼管混凝土基礎梁、鋼連系梁、預制樁和栓釘等。

鋼管混凝土臺柱采用正多邊形截面，各邊與鋼管混凝土基礎梁相連，風機塔筒底部埋入鋼管混凝土臺柱中一定深度，通過栓釘加強連接，并在埋入深度范圍內從上到下均勻布置環向鋼筋，防止混凝土劈裂。

鋼管混凝土基礎梁采用箱形截面，與鋼管混凝土臺柱連接一端截面最大，沿梁縱向逐漸變小。相鄰兩鋼管混凝土基礎梁之間設置兩道鋼連系梁，其截面采用H型鋼，其翼緣和腹板分別與鋼管混凝土基礎梁的翼緣和腹部連接。

鋼管混凝土基礎梁中設置預留孔洞，孔壁留有預埋插筋，預制樁頂設置抗拔彎筋，將預制樁安裝入孔后，在預留孔洞后澆混凝土，使預制樁與鋼管混凝土基礎梁可靠連接。

在鋼管混凝土基礎梁端部設置端板，端板上預先均勻布置全螺紋螺栓，鋼管混凝土臺柱的外壁各邊設置與全螺紋螺栓數量和位置對應的預開孔，將全螺紋螺栓安裝入預開孔中并在另一側擰緊螺帽，再澆筑臺柱的混凝土部分。

本發明相對于現有技術具有以下有益效果：

（1）基礎構件可在工廠提前預制，在現場直接拼裝完成，現場施工方便、環保，生產效率高。

（2）在基礎中采用組合結構體系：鋼管混凝土構件相比鋼筋混凝土構件優勢更明顯，能抵抗上部傳來的較大荷載，避免發生承臺受彎和沖切破壞、不均勻變形等不利情況；基礎傳力路徑清晰，受力形式合理；在相同荷載作用下所需材料用量更低。

（3）采用抗剪和抗拔性能良好的栓釘連接上部風機筒和基礎混凝土，不易發生塔筒下部拔出等連接破壞。相比傳統形式基礎用大量鋼筋來連接，采用栓釘可進一步降低用鋼量，且施工更加方便。

附圖說明

圖1為本發明的整體示意圖（基礎平面圖、剖面圖）；

圖2為本發明中預制樁與鋼管混凝土基礎梁連接示意圖；

圖3為本發明中鋼管混凝土基礎梁與鋼連系梁連接示意圖；

圖4為本發明中鋼管混凝土基礎梁與鋼管混凝土臺柱連接示意圖；