[实用新型]一种组装式预应力锚索风机基础装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及建设工程中大型风力发电机组固定技术领域，尤其涉及一种组装式预应力锚索风机基础装置。

背景技术

风力发电机组基础通常要承受360度方向的重负荷载而且具有大偏心受力的特性，塔筒承受的荷载传至基础环，再通过基础环传至基础。在欧美国家风力发电技术较成熟，对风电基础设计有较早的研究，对风电机组的基础和上部支撑结构设计已经有了比较标准成熟的技术，一些风力发电强国已经开始由陆上风电向海上风电扩展。美国P&H无张力锚杆和P&H无张力灌注桩基础已经在我国成功得到应用。我国是一个发展中国家，虽然在风能的利用方面有着悠久的历史，但是在风力发电机的研究方面却起步较晚。风机基础的主要类型包括传统的重力式独立基础、桩基础和锚杆基础。重力式独立基础是最简单的基础型式，但造价高，抵抗极端工况的能力较差；桩基础安全可靠，但施工周期长，造价最高；锚杆基础受制于锚杆本身的强度和刚度，锚杆必须布置的比较密集，未考虑群锚效应、锈蚀和疲劳损伤。国外从20世纪末、我国则从最近几年以来，开始较大规模的滩涂和海上风电建设，风机结构的耐久性问题越来越受到关注。一般风力发电机组的设计寿命为15～20年，风机基础的设计寿命为50年，为此，基础的耐久性是风机基础设计时考虑的重要内容之一。

目前风力发电基础以重力式基础和锚杆灌注桩基础为主，但随着风力发电的发展，重力式基础出现了一些不可克服的缺点，如造价过高、长期性能不足、锚杆抵抗弯矩能力不足、现浇混凝土施工周期较长等，难以满足风电场快速施工和长期安全运营的要求。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种质量好、造价低、施工方法简单、施工速度快、耐久性好的组装式预应力锚索风机基础装置，为陆上风电场设计施工和安全运营提供技术保障。

本实用新型的目的是这样实现的：

一、组装式预应力锚索风机基础装置（简称装置）

本装置包括圆形基坑、组合式混凝土圆筒、预应力锚索、预制混凝土顶件、高强螺母、回填土、基础底环、预制混凝土底件和基础顶环；

其位置和连接关系是：

沿圆形基坑内壁从下到上依次设置有基础底环、组合式混凝土圆筒和基础顶环；

在组合式混凝土圆筒内，从下到上依次设置有预制混凝土底件、回填土和预制混凝土顶件；

预应力锚索从下到上依次穿过基础底环、组合式混凝土圆筒的穿孔和基础顶环，在基础底环和基础顶环的顶面分别连接有高强螺母。

二、组装式预应力锚索风机基础装置的施工方法（简称方法）

本方法基于上述的组装式预应力锚索风机基础装置，包括以下步骤：

①开挖圆形基坑，在圆形基坑底部沿圆周方向将若干预制管片进行组装，组装过程中保证预制管片紧贴圆形基坑的内侧壁，形成第一层组合式混凝土圆筒；

②在已形成的第一层组合式混凝土圆筒上放置金属基础底环，保证基础底环的螺孔与预制管片的穿孔对准，将预应力锚索插入穿孔内，利用高强螺母将预应力锚索和基础底环固定为一体；

③将若干预制管片按照由下而上的顺序依次穿过预应力锚索串联为一个整体，最终组装成与圆形基坑侧壁紧密接触的组合式混凝土圆筒；

④将基础顶环穿过预应力锚索放置在组装成功的组合式混凝土圆筒上，利用高强螺母将预应力锚索和基础顶环紧紧固定在一起；

在组装成功的组合式混凝土圆筒内，首先用预制混凝土底件封底，然后填入回填土并压实，最后在顶端用预制混凝土顶件封顶，同时保证预制混凝土顶件的上表面与基础顶环的上表面及圆形基坑的顶面平齐；

对伸出圆形基坑顶面的预应力锚索进行张拉施加预应力，从而使混凝土受到压力，提高整个基础结构的稳定性。

本实用新型具有下列优点和积极效果：

①本装置建造在开挖好的圆形基坑当中，利用预制管片按照从下到上的顺序依次组装成组合式混凝土圆筒，通过预应力锚索穿过组合式混凝土圆筒并固定为一个整体，组成承担风机上部荷载的主要受力构件，施工方法简单、施工速度快；

②在组装而成的组合式混凝土圆筒内部由下而上依次放置预制预制混凝土底件、回填土和预制混凝土顶件；预制混凝土底件和预制混凝土顶件可以隔绝大气和水对基础结构的侵蚀，提高结构的耐久性；在预制混凝土底件和预制混凝土顶件之间回填回填土，充分利用了现场开挖的土料，在保证安全的同时降低了施工成本；

③通过高强螺母将预应力锚索、基础底环和基础顶环连为一体，并使用高强螺母固定，可保证基础结构的整体性和预应力锚索的张拉效果；