[发明专利]一种风力发电机钢绞线预应力基础结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，更具体地说，是涉及一种风力发电机岩层和土层基础结构的改进，及其施工方法。

背景技术

现有的风力发电机基础结构通常为如下结构：（见图9）在地表下设置一直径16～20m、深3m左右的锥状混凝土基，其混凝土基的重量为40～50t、400～600m³，钢筋用量40～60t；混凝土基的中部有一圆柱筒状的金属环，该金属环的顶部为法兰，金属环顶部法兰与上方风力发电机塔筒法兰通过螺栓相固定，金属环的其他部分和插接钢筋一同埋入混凝土。

上述现有结构的缺点是：其混凝土基的直径为16～20m，需要在地表开孔面积大，垂直深度3m深，因此工程量较大；另外，混凝土基的重量为40～50t、400～500m³，钢筋用量40～60t，消耗材料非常多。

中国实用新型专利，专利号为：201120307606.1、名称为：风力发电机风化岩层扩底锚杆基础，其公开了一种位于岩石地质风力发电机的基础的结构改进；包括一位于风机筒体下方的风机法兰，该风机法兰与上法兰通过螺栓连接，所述的上法兰的外缘同连接筒的上部相接，其结构要点是：所述连接筒的下部焊接在下法兰上，该下法兰外缘的直径大于上法兰的外缘直径，所述的下法兰下方、位于一大于所述上法兰外缘直径和一小于所述上法兰外缘直径的圆周上分别匀布有长螺杆，所述长螺杆的底部设置有至少两个挂板。该结构尚存在的不足是：由于主要起抗拔作用的长螺杆均固定在连接筒的下法兰上，而连接筒的大小又与风机筒体的底部相应，因此长螺杆的荷载非常大，容易疲劳，可见该实用新型的锚杆基础结构一般适用于小型风力发电机，局限性强。

又如中国发明专利，专利号为：201010249825.9、名称为：桩锚杆基础结构，其公开了一种桩锚杆基础结构，属于建筑建设工程中用于固定诸如机架或塔架等大型设备，且主要利用混凝土及刚性材料的机械结构形成的基础建筑结构的技术领域。包含基础混凝土圆柱体承台和向下延伸的呈圆周状均匀分布的高强灌浆柱，该高强灌浆柱内通过压力灌浆固定有可穿入所述基础混凝土圆柱体承台内的锚杆；该基础混凝土圆柱体承台同轴设置环状精轧钢筋。采用本结构可以使整个基础承受由上部高耸结构传来的巨大弯矩，和传统扩展基础相比，大幅度的节省了包括混凝土和钢材等的材料用量。该结构尚存在的不足是：其抗拉力不够，即该实用新型的高强度灌浆柱与锚杆形成一种摩擦桩，而非承载桩。以直径为8m（100m³）的承台为例，直孔深度为15～20m，每根锚杆需要的受力为200t（KN），为了增加锚杆韧性，通常锚杆的钢筋需要进行热处理；然而韧性确是增加了，但其抗冲击力则大大降低；而且，这种摩擦桩的最大缺点是经长期蠕变，某一锚杆可能会失效，进而导致相邻锚杆失效，乃至整个风力发电机塔筒倾翻。

发明内容

本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种基础非常稳定、节省原材料的风力发电机岩层基础结构，以及其施工方法。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明包括内置配筋的圆柱体状的混凝土承台，混凝土承台内的中部设置有风力发电机的固定部，固定部的上方通过螺栓与风力发电机塔筒的底部相连，其结构要点是：在混凝土承台边缘的下方具有若干直孔，直孔均布于以固定部为中心的圆周上；直孔的底部与其下方的扩底孔相连通，直孔内有由若干根钢线组成的钢绞线（在土层地质条件下，可采用无粘接钢绞线），钢绞线的底端具有钢绞线的锚固部分，锚固部分设置于扩底孔内；在钢绞线外还设置有波纹管，在波纹管与直孔之间和扩底孔内为灌注的混凝土，波纹管内，以及钢绞线的空隙间为混凝土（此处优选采用灌浆料，灌浆料为流动性好，且凝固后具有高强度的材料，如环氧树脂、高标号碎石水泥砂浆等；在岩层地质条件下需要二次灌浆，在土层地质条件下，仅需向波纹管内灌浆）；钢绞线的上端通过定位锚盘固定在混凝土承台的上方。