本发明专利技术公开了一种组装式预应力锚索风机基础系统及其施工方法，涉及建设工程中大型风力发电机组固定技术领域。本系统是：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。本发明专利技术基础牢固，节省工程投资，施工进度快，尤其是预应力锚索可提供更大的预应力，有效预防因弯矩过大引起的风机塔筒倾斜，可保证风机在极端条件下安全运营。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及建设工程中大型风力发电机组固定
，尤其设及一种组装式预 应力错索风机基础系统及其施工方法。
技术介绍
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屯、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 力错杆和P&H无张力灌注粧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、粧基础和错杆基础。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；粧基础安全可靠，但施工周期长，造价最 高；错杆基础受制于错杆本身的强度和刚度，错杆必须布置的比较密集，未考虑群错效应、 诱蚀和疲劳损伤。国外从20世纪末、我国则从最近几年W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W重力式基础和错杆灌注粧基础为主，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、错杆抵抗弯矩能 力不足、现诱混凝±施工周期较长等，难W满足风电场快速施工和长期安全运营的要求。
技术实现思路
本专利技术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 的组装式预应力错索风机基础系统及其施工方法，为陆上风电场设计施工和安全运营提供 技术保障。 本专利技术的目的是运样实现的： 一、组装式预应力错索风机基础系统(简称系统） 本系统包括圆形基坑、组合式混凝±圆筒、预应力错索、预制混凝±顶件、高强螺母、回 填±、基础底环、预制混凝±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±圆筒和基础顶环； 在组合式混凝±圆筒内，从下到上依次设置有预制混凝±底件、回填±和预制混凝± 顶件； 预应力错索从下到上依次穿过基础底环、组合式混凝±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、组装式预应力错索风机基础系统的施工方法(简称方法） 本方法基于上述的组装式预应力错索风机基础系统，包括W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±圆筒； ② 在已形成的第一层组合式混凝±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，将预应力错索3插入穿孔内，利用高强螺母将预应力错索和基础底 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错索串联为一个整体，最终组 装成与圆形基坑侧壁紧密接触的组合式混凝±圆筒； ④ 将基础顶环穿过预应力错索放置在组装成功的组合式混凝±圆筒上，利用高强螺母 将预应力错索和基础顶环紧紧固定在一起； 复在组装成功的组合式混凝±圆筒内，首先用预制混凝±底件封底，然后填入回填± 并压实，最后在顶端用预制混凝±顶件封顶，同时保证预制混凝±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； 查对伸出圆形基坑顶面的预应力错索进行张拉施加预应力，从而使混凝±受到压力， 提高整个基础结构的稳定性。 本专利技术具有下列优点和积极效果： ① 本基础系统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±圆筒，通过预应力错索穿过组合式混凝±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±圆筒内部由下而上依次放置预制预制混凝±底件、回填 ±和预制混凝±顶件；预制混凝±底件和预制混凝±顶件可W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±底件8和预制混凝±顶件之间回填回填±，充分利 用了现场开挖的±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错索、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错索的张拉效果； ④ 用预应力错索代替一般错杆对基础结构进行加固处理，可大大降低钢筋的用量，节 省工程投资； 意较一般错杆而言，预应力错索可提供更大的预应力，使±质地基和混凝±基础结构 紧密贴合在一起，让地基和混凝±基础结构共同承担风机上部结构传来的静力和动力荷 载，有效预防因弯矩过大引起的风机塔筒倾斜，可保证风机在极端条件下安全运营。 总之，本专利技术基础牢固，节省工程投资，施工进度快，尤其是预应力错索可提供更 大的预应力，有效预防因弯矩过大引起的风机塔筒倾斜，可保证风机在极端条件下安全运 营。【附图说明】 图1为本专利技术的结构主视图； 图2为本专利技术的结构俯视图。 其中： 1- 圆形基坑； 2- 组合式混凝±圆筒， 2. 1 -预制管片， 2. 1. 1-穿孔； 3- 预应力错索； 4- 预制混凝±顶件； 5- 高强螺母； 6- 回填± ; 7- 基础底环； 8- 预制混凝±底件； 9- 基础顶环。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术详细说明： 一、系统 1、总体 如图1、2,本系统包括圆形基坑1、组合式混凝±圆筒2、预应力错索3、预制混凝±顶件 4、高强螺母5、回填± 6、基础底环7、预制混凝±底件8和基础顶环9 ; 其位置和连接关系是： 沿圆形基坑1内壁从下到上依次设置有基础底环7、组合式混凝±圆筒2和基础顶环 9 ； 在组合式混凝±圆筒2内，从下到上依次设置有预制混凝±底件8、回填± 6和预制混 凝±顶件4 ; 预应力错索3从下到上依次穿过基础底环7、组合式混凝±圆筒2的穿孔2. 1. 1和基础 顶环9,在基础底环7和基础顶环9的顶面分别连接有高强螺母5。 工作原理； 本专利技术包括一个圆形基坑1，在圆形基坑1内放置紧贴其内侧壁的组合式混凝±圆筒 2,该组合式混凝±圆筒2由预制管片2. 1按照从下到上的顺序依次组装而成，并通过预应 力错索3连接；所述的基础底环7为一圆环状结构，其上设有与风机塔筒底法兰螺栓孔相 匹配的螺孔，与螺孔数量相同且同屯、的预应力错索3与基础底环7固定为一体埋设于开挖 好的圆形基坑1底部，预应力错索3 -端穿过基础底环7的螺孔，通过高强螺母5固定于基 础底环7上，另一端穿过金属基础顶环9并伸出基坑1顶面一段距离；在预制管片2. 1上 同样设置有与基础环相匹配的螺孔，若干预制管片2. 1由下而上依次穿过预应力错索3串 联为一个整体，直至圆形基坑1顶面；在组合式混凝±圆筒2内由下而上依次放置预制基础 底环7、回填± 6和基础顶环9,最终使基础顶环9的上表面与组合式混凝±圆筒2的上表 面平齐；对伸出基坑顶面的预应力错索3进行张拉施加预应力当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种组装式预应力锚索风机基础系统，其特征在于：包括圆形基坑（1）、组合式混凝土圆筒（2）、预应力锚索（3）、预制混凝土顶件（4）、高强螺母（5）、回填土（6）、基础底环（7）、预制混凝土底件（8）和基础顶环（9）；其位置和连接关系是：沿圆形基坑（1）内壁从下到上依次设置有基础底环（7）、组合式混凝土圆筒（2）和基础顶环（9）；在组合式混凝土圆筒（2）内，从下到上依次设置有预制混凝土底件（8）、回填土（6）和预制混凝土顶件（4）；预应力锚索（3）从下到上依次穿过基础底环（7）、组合式混凝土圆筒（2）的穿孔（2.1.1）和基础顶环（9），在基础底环（7）和基础顶环（9）的顶面分别连接有高强螺母（5）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：卢正，姚海林，何卫东，刘杰，方燃，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，南通汇能电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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