一种可用于软土地区的后张预应力管状风机基础结构制造技术

本发明专利技术公开一种可用于软土地区的后张预应力管状风机基础结构，适用于支持风力发电机等的固定。管状风机基础结构为上、下敞口的筒状结构，包括内筒、外筒；在内筒、外筒的底部设有用于防止地下水渗入内部的垫层底塞；在内筒、外筒的顶部设有顶板，在顶板的周围设有粘土帷幕；在顶板的内部预埋有若干个螺栓，螺栓包括第一螺母、上锚固板、下锚固板、受拉构件和第二螺母；受拉构件的上端固定有上锚固板和第一螺母；受拉构件的上端通过第一螺母连接风机的塔筒。本发明专利技术施工方便周期短、造价低、安全性高；埋置深度很大，整体性强、稳定性好、便于更换元件，有较大的承载面积，能承受较大的垂直荷载和水平荷载，施工时对邻近建筑物影响较小。

A post tensioned tubular fan foundation structure for soft soil area

The invention discloses a post-tensioned prestressed tubular fan foundation structure which can be used in soft soil area, and is suitable for supporting the fixing of wind turbines, etc. The foundation structure of the tubular fan is a tubular structure with upper and lower openings, including an inner cylinder and an outer cylinder; a cushion bottom plug is arranged at the bottom of the inner cylinder and the outer cylinder to prevent groundwater from infiltrating into the inner cylinder; a roof is arranged at the top of the inner cylinder and the outer cylinder, and a clay curtain is arranged around the roof; and a number of bolts and screws are embedded in the inner of the roof. The bolts include the first nut, the upper anchor plate, the lower anchor plate, the tensile member and the second nut; the upper end of the tensile member is fixed with the upper anchor plate and the first nut; the upper end of the tensile member is connected with the tower barrel of the fan through the first nut. The invention has the advantages of short construction convenient period, low cost and high safety, large embedded depth, strong integrity, good stability, easy replacement of components, large bearing area, large vertical load and horizontal load, and little influence on adjacent buildings during construction.

【技术实现步骤摘要】
一种可用于软土地区的后张预应力管状风机基础结构
本专利技术涉及基础建筑结构
，尤其涉及一种可用于软土地区的后张预应力管状风机基础结构。
技术介绍
随着我国风电装机容量的快速增长，风机大型化趋势加快，风电场的建设过程中风机基础的安全性、风电场建设的造价成本、风电场建设周期已经严重的影响了风电场的经济性，昂贵的传统风机基础形式已经严重制约了风电场地健康发展，采用新型的风机基础是风电行业发展的必然趋势。在软土地区目前行业只有预应力筒型基础和传统桩基础，这两种风机基础都具有施工时间长和成本较贵的缺点。管状基础埋深较大，便于更换元件、整体性和稳定性好，具有较大的承载面积，能承受较大的垂直和水平荷载，目前没有将管状基础引入风机基础行业。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种可用于软土地区的后张预应力管状风机基础结构，以实现更为有效的加固混凝土支撑基础，进一步提高支撑力的目的。为实现上述目的，本专利技术采用了一种技术方案：一种可用于软土地区的后张预应力管状风机基础结构，所述管状风机基础结构为上、下敞口的筒状结构，包括内筒、外筒；所述内筒、外筒的底部设有用于防止地下水渗入内部的垫层底塞；在所述内筒、外筒的顶部设有顶板，在所述顶板的周围设有粘土帷幕；在所述顶板的内部预埋有若干个螺栓，所述螺栓包括第一螺母、上锚固板、下锚固板和受拉构件；所述受拉构件的上端固定有所述上锚固板和设在所述上锚固板上的第一螺母，且所述上锚固板和第一螺母位于所述顶板上部；所述受拉构件的上端通过所述第一螺母连接风机的塔筒。进一步地，在所述外筒的外围包围有混凝土结构。进一步地，所述内筒由镀锌钢板压制而成，所述外筒由钢板压制而成。进一步地，所述内筒、外筒的截面均为折线型或直线型。进一步地，所述垫层底塞的材料为混凝土材料。进一步地，所述顶板的材料为混凝土材料，所述内筒、外筒与顶板均通过钢筋混凝土连接固定密封。进一步地，所述受拉构件受拉构件是实体高合金钢材或钢绞线。进一步地，所有螺栓以所述顶板中心为圆心排列成两同心圆结构，且两同心圆上的所有螺栓均匀分布。进一步地，所述受拉构件受拉构件的外表面从内到外依次设有防腐层和外包层。进一步地，所述下锚固板和垫层底塞之间形成用于充气或加压的空洞，且所述空洞通过泡沫塑料或模压塑料进行填充。本专利技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：(1)可用于软土地区的管状风机基础结构施工方便周期短、造价低、安全性高，当管状基础足够大时，适用于砂土、粘土、湿陷性黄土、淤泥、淤泥质土等软土地基条件；(2)埋置深度可以很大，整体性强、稳定性好、便于更换元件，有较大的承载面积，能承受较大的垂直荷载和水平荷载，管状基础施工时对邻近建筑物影响较小。附图说明图1是本专利技术的一种可用于软土地区的后张预应力管状风机基础结构的主视剖视图；图2是本专利技术的一种可用于软土地区的后张预应力管状风机基础结构的俯视图。图中：1-内筒，2-外筒，3-垫层底塞，4-顶板，5-螺栓，6-第一螺母，7-上锚固板，8-下锚固板，9-泡沫塑料，10-粘土帷幕，11-受拉构件，12-混凝土结构，13-第二螺母，14-入口。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地描述。如图1-2所示，本专利技术的实施例提供了一种可用于软土地区的后张预应力管状风机基础结构，用以支撑风力涡轮机塔、输电线路塔或其他高层结构。所述管状风机基础结构为上、下敞口的空心或实心的筒状结构，包括内筒1、外筒2，所述内筒1、外筒2之间的空隙形成管的环形空间，在管的环形空间内可填充混凝土。所述内筒1、外筒2均由钢板(例如厚度为2.8-3毫米)压制而成，其截面均为折线型或直线型。优选的，所述内筒1为镀锌波纹钢筒。所述外筒2的底部做刷漆防腐处理，在所述内筒1的内部可设置爬梯，以方便施工人员进入其中施工。在所述内筒1、外筒2的底部设有垫层底塞3，以防止地下水渗入所述管状风机基础结构的内部，也即所述垫层底塞3位于所述管状风机基础结构的底部，确保了所述管状风机基础结构的完整性。所述垫层底塞3的材料为混凝土材料，优选的，所述垫层底塞3为C15～C40混凝土材料。在所述内筒1、外筒2之间的环形空间中预埋有若干个螺栓5，所述螺栓5在环形空间中排列成两同心圆结构，且两同心圆上的所有螺栓5均匀分布。所述螺栓5包括第一螺母6、上锚固板7、下锚固板8、受拉构件11和第二螺母13，所述受拉构件11可以是实体高合金钢材或钢绞线，可实现张拉时的伸长。所述上锚固板7位于所述受拉构件11的上端，所述下锚固板8位于所述受拉构件11的下端，在所述上锚固板7的上面设有所述第一螺母6，在所述下锚固板8的上面和下面分别设有第二螺母13。所述受拉构件11的外表面从内到外依次设有防腐层和外包层，防腐层可以是氟碳漆，外包层可以是PE管(聚乙烯塑料)或同等材料。优选的，所述受拉构件11的材料为42CrMo合金钢，型号为M36～M64，以保证所述螺栓5的使用寿命不低于20年。所述受拉构件11的上端通过所述第一螺母6连接风机的塔筒。所述下锚固板8和所述垫层底塞3之间形成用于充气或加压的空洞9，所述空洞9为可充气或加压的囊腔，可通过泡沫塑料或模压塑料(例如聚苯乙烯泡沫塑料、膨胀聚氨酯等)进行填充，在所述内筒1、外筒2之间的环形空间中预埋所述螺栓5时，可使得所述下锚固板8搁置在泡沫塑料或模压塑料上，也即所述下锚固板8和所述垫层底塞3之间形成用于充气或加压的空洞9用泡沫塑料或模压塑料进行填充。施工过程中，向上张拉所述螺栓5，反过来所述内筒1、外筒2之间混凝土被压缩，当施工操作不当、张拉力过大或材料质量问题，从而使得螺栓5断裂，施工人员通过爬梯进入所述内筒1的底部进行施工，更换螺栓5。在所述内筒1、外筒2之间的环形空间以及所述内筒1、外筒2的顶部用材料(例如混凝土)进行填充以形成完整的结构，在所述内筒1、外筒2的顶部填充形成的圆板结构即为顶板4，也即所述顶板4位于所述管状风机基础结构的顶部。所述顶板4上设有入口14，所述入口14位于所述内筒1的边缘上方(参见图2)，爬梯设置在所述入口14的下方，以方便施工人员通过所述入口14，利用爬梯进入所述内筒1的内部进行施工。在填充材料以形成所述顶板4时，可在所述内筒1、外筒2的上部支起模具，也即通过向模具中填充材料(例如，混凝土)以形成所述顶板4，待所述顶板4固定成型后再拆卸下模具。优选的，所述顶板4的材料为混凝土材料，更优选的，所述顶板4的材料为钢筋混凝土。所述内筒1、外筒2支撑所述顶板4，所述内筒1、外筒2与顶板4通过钢筋混凝土连接固定密封。当所述内筒1、外筒2之间的环形空间以及所述内筒1、外筒2的顶部被填充满后，所有螺栓5以所述顶板4的中心为圆心排列成两同心圆结构，且两同心圆上的所有螺栓5均匀分布。在所述外筒2的外围包围有混凝土结构12，所述混凝土结构12可进一步稳定所述管状风机基础结构。优选的，所述混凝土结构12为锥形的。在所述顶板4的周围设有粘土帷幕10，以为渗水创造积极的排水条件。优选的，所述粘土帷幕10为C35-C40的混凝土材料。所述螺栓5上端的风机传来巨大的弯矩时，首先可以充分、反复地利用钢材弹性强度幅值，所述螺栓5依次经过负应力→零应力→正应力→设计强度应力的过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可用于软土地区的后张预应力管状风机基础结构，其特征在于，所述管状风机基础结构为上、下敞口的筒状结构，包括内筒、外筒；所述内筒、外筒的底部设有用于防止地下水渗入内部的垫层底塞；在所述内筒、外筒的顶部设有顶板，在所述顶板的周围设有粘土帷幕；在所述顶板的内部预埋有若干个螺栓，所述螺栓包括第一螺母、上锚固板、下锚固板和受拉构件；所述受拉构件的上端固定有所述上锚固板和设在所述上锚固板上的第一螺母，且所述上锚固板和第一螺母位于所述顶板上部；所述受拉构件的上端通过所述第一螺母连接风机的塔筒。

【技术特征摘要】
1.一种可用于软土地区的后张预应力管状风机基础结构，其特征在于，所述管状风机基础结构为上、下敞口的筒状结构，包括内筒、外筒；所述内筒、外筒的底部设有用于防止地下水渗入内部的垫层底塞；在所述内筒、外筒的顶部设有顶板，在所述顶板的周围设有粘土帷幕；在所述顶板的内部预埋有若干个螺栓，所述螺栓包括第一螺母、上锚固板、下锚固板和受拉构件；所述受拉构件的上端固定有所述上锚固板和设在所述上锚固板上的第一螺母，且所述上锚固板和第一螺母位于所述顶板上部；所述受拉构件的上端通过所述第一螺母连接风机的塔筒。2.如权利要求1所述的可用于软土地区的后张预应力管状风机基础结构，其特征在于：在所述外筒的外围包围有混凝土结构。3.如权利要求1所述的可用于软土地区的后张预应力管状风机基础结构，其特征在于：所述内筒由镀锌钢板压制而成，所述外筒由钢板压制而成。4.如权利要求1所述的可用于软土地区的后张预应力管状风机基础结构，其特征在于：所述内筒、外筒的截面均为折线型或直线型。...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍宏斌，高建辉，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42