【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风电基础结构，具体涉及一种环片状钢-混凝土嵌套复合基础环陆上风机基础结构。
技术介绍
1、在目前经济稳步增长和环境需求的共同驱动下，煤炭、石油等不可再生能源日渐稀缺、温室效应日渐凸显，改善能源结构、加快发展新型可再生清洁能源成为世界各国共同面对和亟待解决的问题。风电能源作为一种绿色能源，具有低碳无污染、可再生等优点，具有广阔的应用前景。且风力发电具有发电量高、建设周期短、见效速度快的优势，成为目前增长最快的清洁型新能源。风机基础作为整个风力发电系统顺利运行的基础保证，除了要承担机组上部塔架的和发电结构重量带来的竖向荷载外，还要承受来自风力带动风机叶片转动和地震的动力作用。伴随着陆上风机逐渐向大型化、高效化、长叶片的方向快速发展，基础所承受的荷载也越来越大，在目前国内已经建成的风电场中，风机塔筒和风机基础的连接过渡段采用基础环和螺栓两种形式，因基础环施工方便等特点，国内风电场大部分采用了基础环形式。
2、基础环作为风机塔筒与混凝土基础的连接部位是风电机组中最重要的结构之一，由于基础长期受到重复的大弯矩荷载作用，且弯矩荷载作用随着风向改变而不断变化，因此对地基基础的安全度要求比较高，传统的风电基础连接架构多采用钢制基础环，常规设计的风机基础结构是安全的，但在极端荷载工况下存在局部破坏的危险，且钢制基础环需要运输到风电现场，但由于基础环结构过大往往在运输时较为困难。所以有必要研究和开发安全度高、结构性能好、便于运输的新型基础环形式。
技术实现思路
1、针对上述存
2、本专利技术解决其技术问题所采用的方案是：一种环片状钢-混凝土嵌套复合基础环陆上风机基础结构，包括混凝土地基，还包括钢箱混凝土连接段和连接架构，钢箱混凝土连接段与混凝土地基连接，连接架构由上法兰、基础环中部塔筒和下法兰构成，在基础环中部塔筒上端部通过上法兰连接有风机塔筒，所述基础环中部塔筒的下端部通过下法兰与钢箱混凝土连接段连接；所述基础环中部塔筒由多组预制钢-混凝土嵌套环片竖向拼接而成，所述钢-混凝土嵌套环片由外层钢板和内层钢板组成，外层钢板和内层钢板之间填充有核心混凝土，所述钢-混凝土嵌套复合环片的上下和左右侧面均焊接有内端板，外层钢板的四周焊接有外端板，外端板上预留有螺栓孔，且相邻钢-混凝土嵌套环片之间通过外端板上的螺栓孔用高强螺栓拼接成筒体；所述钢箱混凝土连接段包括钢箱，钢箱内填充有高强混凝土，在钢箱混凝土上方竖向设有钢筒壁，且钢筒壁通过下法兰与基础环的下端部连接，所述钢箱的下方设有锚固筋，且钢箱及高强混凝土内竖向开设有预应力孔道。
3、进一步的，所述基础环中部塔筒与混凝土地基连接，所述基础环的侧壁均布有椭圆形孔洞，椭圆形孔洞内穿插有穿孔钢筋，通过穿孔钢筋与混凝土地基连接，提高基础环与混凝土的锚固性能。
4、进一步的，所述上法兰包括安装在风机塔筒下端部的反向平衡法兰，在基础环的上端部安装有与反向平衡法兰对应的平衡加劲板，且反向平衡法兰和平衡加劲板通过长螺杆摩擦型高强螺栓连接。
5、进一步的，所述平衡加劲板与基础环采用焊接的方式连接，且平衡加劲板的厚度小于2mm。
6、进一步的，所述外层钢板和内层钢板的相对端面焊接有栓钉和角钢。
7、进一步的，所述外端板和内端板之间均匀设置一定数量的加强板，形成四周边缘加劲区。
8、进一步的，所述椭圆形孔洞部位内、外均粘贴有橡胶保护层。
9、本专利技术的有益效果：将传统钢制基础环变成由多块钢-混凝土嵌套环片通过高强螺栓竖向拼接而成的钢-混凝土嵌套复合基础环，相比于传统的钢制基础环，钢-混凝土嵌套复合基础环可在工厂中提前预制，在现场直接拼接而成，施工方便、节省工期、生产效率高、便于运输和场地堆放，且基础环截面刚度大、节省用料、增大地基承载力；
10、基础环上法兰与风机塔筒底部采用反向平衡法兰进行连接，提高了构件的抗弯刚度和节点的极限承载能力，使之既有可靠的强度，又能确保风机在循环动力荷载下抗弯刚度基本保持不变，满足风力发电机塔筒的受力要求，与传统的厚型法兰相比，节约钢材、降低加工难度与造价；
11、基础环下部的钢箱混凝土连接段利用钢箱混凝土结构特性，可将上部塔段荷载、预应力均匀传递到混凝土地基上，钢箱混凝土连接段大大缩减了用钢量，节约了成本，保持了混凝土段的完整性，减小了焊接工作量，刚度大、整体性能好，使混凝土段的受力性能得到有效改善；
12、基础环采用新型的结构方式，传力合理，连接可靠，施工便捷，不仅增加了地基的承载能力，同时也提高了风机结构在运行期间的稳定性。
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1.一种环片状钢-混凝土嵌套复合基础环陆上风机基础结构，包括混凝土地基，其特征在于：还包括钢箱混凝土连接段和连接架构，钢箱混凝土连接段与混凝土地基连接，连接架构由上法兰、基础环中部塔筒和下法兰构成，在基础环中部塔筒上端部通过上法兰连接有风机塔筒，所述基础环中部塔筒的下端部通过下法兰与钢箱混凝土连接段连接；所述基础环中部塔筒由多组预制钢-混凝土嵌套环片竖向拼接而成，所述钢-混凝土嵌套环片由外层钢板和内层钢板组成，外层钢板和内层钢板之间填充有核心混凝土，所述钢-混凝土嵌套复合环片的上下和左右侧面均焊接有内端板，外层钢板的四周焊接有外端板，外端板上预留有螺栓孔，且相邻钢-混凝土嵌套环片之间通过外端板上的螺栓孔用高强螺栓拼接成筒体；所述钢箱混凝土连接段包括钢箱，钢箱内填充有高强混凝土，在钢箱混凝土上方竖向设有钢筒壁，且钢筒壁通过下法兰与基础环的下端部连接，所述钢箱的下方设有锚固筋，且钢箱及高强混凝土内竖向开设有预应力孔道。
2.根据权利要求1所述的一种环片状钢-混凝土嵌套复合基础环陆上风机基础结构，其特征在于：所述基础环中部塔筒与混凝土地基连接，所述基础环的侧壁均布有椭圆形孔
3.根据权利要求1所述的一种环片状钢-混凝土嵌套复合基础环陆上风机基础结构，其特征在于：所述上法兰包括安装在风机塔筒下端部的反向平衡法兰，在基础环的上端部安装有与反向平衡法兰对应的平衡加劲板，且反向平衡法兰和平衡加劲板通过长螺杆摩擦型高强螺栓连接。
4.根据权利要求3所述的一种环片状钢-混凝土嵌套复合基础环陆上风机基础结构，其特征在于：所述平衡加劲板与基础环采用焊接的方式连接，且平衡加劲板的厚度小于2mm。
5.根据权利要求1所述的一种环片状钢-混凝土嵌套复合基础环陆上风机基础结构，其特征在于：所述外层钢板和内层钢板的相对端面焊接有栓钉和角钢。
6.根据权利要求1所述的一种环片状钢-混凝土嵌套复合基础环陆上风机基础结构，其特征在于：所述外端板和内端板之间均匀设置一定数量的加强板，形成四周边缘加劲区。
7.根据权利要求2所述的一种环片状钢-混凝土嵌套复合基础环陆上风机基础结构，其特征在于：所述椭圆形孔洞部位内、外均粘贴有橡胶保护层。
...【技术特征摘要】
1.一种环片状钢-混凝土嵌套复合基础环陆上风机基础结构，包括混凝土地基，其特征在于：还包括钢箱混凝土连接段和连接架构，钢箱混凝土连接段与混凝土地基连接，连接架构由上法兰、基础环中部塔筒和下法兰构成，在基础环中部塔筒上端部通过上法兰连接有风机塔筒，所述基础环中部塔筒的下端部通过下法兰与钢箱混凝土连接段连接；所述基础环中部塔筒由多组预制钢-混凝土嵌套环片竖向拼接而成，所述钢-混凝土嵌套环片由外层钢板和内层钢板组成，外层钢板和内层钢板之间填充有核心混凝土，所述钢-混凝土嵌套复合环片的上下和左右侧面均焊接有内端板，外层钢板的四周焊接有外端板，外端板上预留有螺栓孔，且相邻钢-混凝土嵌套环片之间通过外端板上的螺栓孔用高强螺栓拼接成筒体；所述钢箱混凝土连接段包括钢箱，钢箱内填充有高强混凝土，在钢箱混凝土上方竖向设有钢筒壁，且钢筒壁通过下法兰与基础环的下端部连接，所述钢箱的下方设有锚固筋，且钢箱及高强混凝土内竖向开设有预应力孔道。
2.根据权利要求1所述的一种环片状钢-混凝土嵌套复合基础环陆上风机基础结构，其特征在于：所述基础环中部塔筒与混凝土地基连接，所述基础环的侧壁均布有椭圆形孔洞...
【专利技术属性】
技术研发人员：江琦，王海龙，胡昊，张建伟，许昭一，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：
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