一种具备扩容能力的陆上风电基础结构及其扩容施工方法技术

本发明专利技术公开了一种具备扩容能力的陆上风电基础结构，包括承台、操作井、预留锚栓孔、预留加固孔和锚板更换操作空间；承台包括台柱和圆台边坡；圆台边坡环绕地设置在台柱的四周；台柱的顶部突出于圆台边坡的顶部；台柱设置有上下分布的操作井和锚板更换操作空间；台柱内部在操作井的四周位置环绕地设置有多套预应力锚栓组合件；承台的台柱通过预应力锚栓组合件固定连接风机塔筒的底部；圆台边坡上环绕地设置有多圈预留加固孔组合；台柱环绕地设置有多圈预留锚栓孔组合；每圈预留锚栓孔组合分别包括多个预留锚栓孔；预留锚栓孔与锚板更换操作空间连通。本发明专利技术能够充分利用尚未达到设计使用年限的风电机组基础结构，方便基础进行快速扩容改造。速扩容改造。速扩容改造。

【技术实现步骤摘要】
一种具备扩容能力的陆上风电基础结构及其扩容施工方法


[0001]本专利技术涉及风能工程、新能源和陆上风电基础结构
，特别是涉及一种具备扩容能力的陆上风电基础结构及其扩容施工方法。

技术介绍

[0002]风能作为一种清洁环保的可再生能源，受到关注。其中，陆上风电在整个风电市场中占有大部分份额。随着大容量风机逐渐成为主流，先前建造的风力发电机组由于装机容量过低，所带来的经济效益有限，而早期的风电场大多数都拥有较好的风能资源，对既有风电场进行更新或扩容，能够对资源进行有效的利用。
[0003]通过对上部风力发电机组进行更换，并对下部基础结构进行加固改造，是提高风电场的整体装机容量的途径之一。目前在对风力发电机进行扩容时，往往需要将风机塔筒的直径扩大，在风机塔筒的直径扩大后，现有的陆上风电基础无法方便、可靠地对直径扩大后的风机塔筒相连接，通常需要将现有的陆上风电基础拆除后，重新修建直径也相应扩大的新陆上风电基础。这时候，重新修建新陆上风电基础，存在造价高、工期长、大开挖、预应力锚栓组件更换难等问题。
[0004]因此，目前迫切需要开发出一种技术，其在能够充分利用尚未达到设计使用年限的风电机组基础结构，并方便基础进行快速扩容改造，避免在将来扩容改造时，对下部基础结构重新进行设计建造所带来的造价高、工期长、大开挖、预应力锚栓组件更换难等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种具备扩容能力的陆上风电基础结构及其扩容施工方法。
[0006]为此，本专利技术提供了一种具备扩容能力的陆上风电基础结构，其顶部用于安装固定风机塔筒，包括承台、操作井、预留锚栓孔、预留加固孔和锚板更换操作空间；
[0007]承台包括台柱和圆台边坡；
[0008]圆台边坡环绕地设置在台柱的四周；
[0009]台柱的顶部向上突出于圆台边坡的顶部；
[0010]承台的台柱上设置有上下分布的操作井和锚板更换操作空间；
[0011]操作井是上下两端开口的、圆柱形的中空腔体；
[0012]锚板更换操作空间是顶部开口的、圆柱形的中空腔体；
[0013]操作井的底部开口与锚板更换操作空间的顶部开口直接贯通；
[0014]承台的台柱内部在操作井的四周位置，环绕地设置有多套等间距分布的预应力锚栓组合件；
[0015]预应力锚栓组合件，位于锚板更换操作空间的正上方；
[0016]承台的台柱通过预应力锚栓组合件固定连接需要安装的风机塔筒的底部；
[0017]圆台边坡上，环绕地设置有间隔分布的多圈预留加固孔组合；
[0018]每圈预留加固孔组合，分别包括多个等间距分布的、垂直上下贯通的预留加固孔；
[0019]承台的台柱内部在操作井的四周位置，环绕地设置有多圈预留锚栓孔组合；
[0020]每圈预留锚栓孔组合，分别包括多个等间距分布的、垂直上下贯通的预留锚栓孔；
[0021]每圈预留锚栓孔组合上的预留锚栓孔，沿着台柱的径向分布；
[0022]多圈预留锚栓孔组合分别具有不同的直径，该直径等于预留锚栓孔组合中的预留锚栓孔的垂直中心轴线，与操作井的垂直中心轴线之间的直线距离；
[0023]多个预留锚栓孔位于锚板更换操作空间的正上方，并且与锚板更换操作空间直接连通。
[0024]优选地，每圈预留加固孔组合上的预留加固孔，沿着圆台边坡的径向分布；
[0025]多圈预留加固孔组合分别具有不同的直径，该直径等于预留加固孔组合中的预留加固孔的垂直中心轴线，与操作井的垂直中心轴线之间的直线距离；
[0026]承台在水平面的投影形状为圆形；
[0027]操作井的高度，大于锚板更换操作空间的高度；
[0028]操作井在水平面的投影面积，小于锚板更换操作空间在水平面的投影面积；
[0029]承台的圆台边坡顶部覆盖有土体；
[0030]台柱的顶面外露于土体；
[0031]承台为钢筋混凝土承台；
[0032]承台的底部设置有素混凝土垫层。
[0033]优选地，每套预应力锚栓组合件，分别包括高强度混凝土灌浆料垫块、上锚板、法兰、下锚板和一对预应力锚栓；
[0034]台柱的上侧，设置有环绕分布的高强度混凝土灌浆料垫块；
[0035]高强度混凝土灌浆料垫块的顶部，设置有环绕分布的上锚板；
[0036]上锚板的顶部，设置有环绕分布的法兰；
[0037]台柱的下侧，设置有环绕分布的多片下锚板；
[0038]下锚板位于锚板更换操作空间中；
[0039]高强度混凝土灌浆料垫块、上锚板和法兰的横截面形状为环形；
[0040]操作井，位于高强度混凝土灌浆料垫块、上锚板、法兰和多片下锚板的内侧；
[0041]高强度混凝土灌浆料垫块、上锚板、法兰和每片下锚板，分别在与台柱中的每个预留锚栓孔相对应的位置上设置有一个锚栓通孔；
[0042]当承台的台柱通过预应力锚栓组合件固定连接一个风机塔筒的底部时，每套预应力锚栓组合件中的每对预应力锚栓分别从上往下依次垂直贯穿通过风机塔筒底部预留的一对安装通孔、法兰上的一对锚栓通孔、上锚板上的一对锚栓通孔、高强度混凝土灌浆料垫块上的一对锚栓通孔、承台的台柱中的一对预留锚栓孔、一片下锚板上的一对锚栓通孔，并且其下端突出于下锚板的部分与一对钢螺母相连接，其上端突出于风机塔筒底部预留的安装通孔的部分与一对钢螺母相连接；
[0043]每个预留锚栓孔内分别预埋有一个中空的锚栓塑料套管；
[0044]每个预应力锚栓分别位于一个锚栓塑料套管中。
[0045]优选地，当需要更换安装一个与现有安装的风机塔筒具有不同直径的新的风机塔筒时，拆除承台与现有安装的风机塔筒之间的预应力锚栓组合件，并将新的风机塔筒的底
部通过新的预应力锚栓组合件和预留锚栓孔与承台的台柱相连接；
[0046]新的风机塔筒底部预留的多个安装通孔与台柱中的多个预留锚栓孔正对应设置；
[0047]新的每套预应力锚栓组合件，包括高强度混凝土灌浆料垫块、上锚板、法兰、下锚板和一对预应力锚栓。
[0048]优选地，当承台的台柱通过新的预应力锚栓组合件固定连接一个与现有安装的风机塔筒具有不同直径的新的风机塔筒底部时，在与新的风机塔筒底部预留的安装通孔正对应设置的预留锚栓孔的上下两侧，分别设置有环绕分布的高强度混凝土灌浆料垫块和下锚板；高强度混凝土灌浆料垫块的顶部设置有环绕分布的上锚板；高强度混凝土灌浆料垫块位于台柱的顶面；多片下锚板位于锚板更换操作空间中；
[0049]此时，预应力锚栓组合件中的每对预应力锚栓从上往下依次垂直贯穿通过新的风机塔筒底部预留的一对安装通孔、法兰上的一对锚栓通孔、上锚板上的一对锚栓通孔、高强度混凝土灌浆料垫块上的一对锚栓通孔、承台的台柱中的一对预留锚栓孔、一片下锚板上的一对锚栓通孔，并且其下端突出于下锚板的部分与一对钢螺母相连接，其上端突出于该风本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具备扩容能力的陆上风电基础结构，其顶部用于安装固定风机塔筒，其特征在于，包括承台(1)、操作井(2)、预留锚栓孔(3)、预留加固孔(4)和锚板更换操作空间(5)；承台(1)包括台柱(101)和圆台边坡(102)；圆台边坡(102)环绕地设置在台柱(101)的四周；台柱(101)的顶部向上突出于圆台边坡(102)的顶部；承台(1)的台柱(101)上设置有上下分布的操作井(2)和锚板更换操作空间(5)；操作井(2)是上下两端开口的、圆柱形的中空腔体；锚板更换操作空间(5)是顶部开口的、圆柱形的中空腔体；操作井(2)的底部开口与锚板更换操作空间(5)的顶部开口直接贯通；承台(1)的台柱(101)内部在操作井(2)的四周位置，环绕地设置有多套等间距分布的预应力锚栓组合件；预应力锚栓组合件，位于锚板更换操作空间(5)的正上方；承台(1)的台柱(101)通过预应力锚栓组合件固定连接需要安装的风机塔筒的底部；圆台边坡(102)上，环绕地设置有间隔分布的多圈预留加固孔组合；每圈预留加固孔组合，分别包括多个等间距分布的、垂直上下贯通的预留加固孔(4)；承台(1)的台柱(101)内部在操作井(2)的四周位置，环绕地设置有多圈预留锚栓孔组合；每圈预留锚栓孔组合，分别包括多个等间距分布的、垂直上下贯通的预留锚栓孔(3)；每圈预留锚栓孔组合上的预留锚栓孔(3)，沿着台柱(101)的径向分布；多圈预留锚栓孔组合分别具有不同的直径，该直径等于预留锚栓孔组合中的预留锚栓孔(3)的垂直中心轴线，与操作井(2)的垂直中心轴线之间的直线距离；多个预留锚栓孔(3)位于锚板更换操作空间(5)的正上方，并且与锚板更换操作空间(5)直接连通。2.如权利要求1所述的具备扩容能力的陆上风电基础结构，其特征在于，每圈预留加固孔组合上的预留加固孔(4)，沿着圆台边坡(102)的径向分布；多圈预留加固孔组合分别具有不同的直径，该直径等于预留加固孔组合中的预留加固孔(4)的垂直中心轴线，与操作井(2)的垂直中心轴线之间的直线距离；承台(1)在水平面的投影形状为圆形；操作井(2)的高度，大于锚板更换操作空间(5)的高度；操作井(2)在水平面的投影面积，小于锚板更换操作空间(5)在水平面的投影面积；承台(1)的圆台边坡(102)顶部覆盖有土体(100)；台柱(101)的顶面外露于土体(100)；承台(1)为钢筋混凝土承台；承台(1)的底部设置有素混凝土垫层(103)。3.如权利要求1所述的具备扩容能力的陆上风电基础结构，其特征在于，每套预应力锚栓组合件，分别包括高强度混凝土灌浆料垫块(7)、上锚板(8)、法兰(9)、下锚板(10)和一对预应力锚栓(11)；台柱(101)的上侧，设置有环绕分布的高强度混凝土灌浆料垫块(7)；高强度混凝土灌浆料垫块(7)的顶部，设置有环绕分布的上锚板(8)；
上锚板(8)的顶部，设置有环绕分布的法兰(9)；台柱(101)的下侧，设置有环绕分布的多片下锚板(10)；下锚板(10)位于锚板更换操作空间(5)中；高强度混凝土灌浆料垫块(7)、上锚板(8)和法兰(9)的横截面形状为环形；操作井(2)，位于高强度混凝土灌浆料垫块(7)、上锚板(8)、法兰(9)和多片下锚板(10)的内侧；高强度混凝土灌浆料垫块(7)、上锚板(8)、法兰(9)和每片下锚板(10)，分别在与台柱(101)中的每个预留锚栓孔(3)相对应的位置上设置有一个锚栓通孔；当承台(1)的台柱(101)通过预应力锚栓组合件固定连接一个风机塔筒的底部时，每套预应力锚栓组合件中的每对预应力锚栓(11)分别从上往下依次垂直贯穿通过风机塔筒底部预留的一对安装通孔、法兰(9)上的一对锚栓通孔、上锚板(8)上的一对锚栓通孔、高强度混凝土灌浆料垫块(7)上的一对锚栓通孔、承台(1)的台柱(101)中的一对预留锚栓孔(3)、一片下锚板(10)上的一对锚栓通孔，并且其下端突出于下锚板(10)的部分与一对钢螺母(16)相连接，其上端突出于风机塔筒底部预留的安装通孔的部分与一对钢螺母(16)相连接；每个预留锚栓孔(3)内分别预埋有一个中空的锚栓塑料套管(15)；每个预应力锚栓(11)分别位于一个锚栓塑料套管(15)中。4.如权利要求3所述的具备扩容能力的陆上风电基础结构，其特征在于，当需要更换安装一个与现有安装的风机塔筒具有不同直径的新的风机塔筒时，拆除承台(1)与现有安装的风机塔筒之间的预应力锚栓组合件，并将新的风机塔筒的底部通过新的预应力锚栓组合件和预留锚栓孔(3)与承台(1)的台柱(101)相连接；新的风机塔筒底部预留的多个安装通孔与台柱(101)中的多个预留锚栓孔(3)正对应设置；新的每套预应力锚栓组合件，包括高强度混凝土灌浆料垫块(7)、上锚板(8)、法兰(9)、下锚板(10)和一对预应力锚栓(11)。5.如权利要求4所述的具备扩容能力的陆上风电基础结构，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海军，许溁，郭耀华，练继建，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：