一种新型预应力钢绞线基础制造技术

一种新型预应力钢绞线基础涉及一种风力发电机岩层和土层基础结构的改进及其施工方法。本实用新型专利技术提供一种基础非常稳定、节省原材料的新型预应力钢绞线基础。本实用新型专利技术的混凝土承台内中部设置有风力发电机的固定部，其上方通过螺栓与风机塔筒的底部相连，在混凝土承台边缘下方具有直孔，直孔均布于以固定部为中心的圆周上；直孔的底部与其下方的扩底孔相连通，直孔内有钢绞线，钢绞线的底端具有设置于扩底孔内的钢绞线的锚固部分；在钢绞线外还设置有波纹管，在波纹管与直孔之间和扩底孔内为灌注的混凝土，波纹管内，以及钢绞线的空隙间为混凝土；钢绞线的上端通过定位锚盘固定在混凝土承台的上方。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种新型预应力钢绞线基础
本技术属于风力发电
，更具体地说，是涉及一种风力发电机钢绞线预应力基础结构的改进。
技术介绍
现有的风力发电机基础结构通常为如下结构:(见图9)在地表下设置一直径16?20m、深3m左右的锥状混凝土基，其混凝土基的重量为4(T50t、40(T600m3，钢筋用量4(T60t ;混凝土基的中部有一圆柱筒状的金属环，该金属环的顶部为法兰，金属环顶部法兰与上方风力发电机塔筒法兰通过螺栓相固定，金属环的其他部分和插接钢筋一同埋入混凝土。上述现有结构的缺点是:其混凝土基的直径为16?20m，需要在地表开孔面积大，垂直深度3m深，因此工程量较大；另外，混凝土基的重量为4(T50t、40(T500m3，钢筋用量4(T60t，消耗材料非常多。中国技术专利，专利号为:201120307606.1、名称为:风力发电机风化岩层扩底锚杆基础，其公开了一种位于岩石地质风力发电机的基础的结构改进；包括一位于风机筒体下方的风机法兰，该风机法兰与上法兰通过螺栓连接，所述的上法兰的外缘同连接筒的上部相接，其结构要点是:所述连接筒的下部焊接在下法兰上，该下法兰外缘的直径大于上法兰的外缘直径，所述的下法兰下方、位于一大于所述上法兰外缘直径和一小于所述上法兰外缘直径的圆周上分别匀布有长螺杆，所述长螺杆的底部设置有至少两个挂板。该结构尚存在的不足是:由于主要起抗拔作用的长螺杆均固定在连接筒的下法兰上，而连接筒的大小又与风机筒体的底部相应，因此长螺杆的荷载非常大，容易疲劳，可见该技术的锚杆基础结构一般适用于小型风力发电机，局限性强。又如中国技术专利，专利号为:201010249825.9、名称为:桩锚杆基础结构，其公开了一种桩锚杆基础结构，属于建筑建设工程中用于固定诸如机架或塔架等大型设备，且主要利用混凝土及刚性材料的机械结构形成的基础建筑结构的
。包含基础混凝土圆柱体承台和向下延伸的呈圆周状均匀分布的高强灌浆柱，该高强灌浆柱内通过压力灌浆固定有可穿入所述基础混凝土圆柱体承台内的锚杆；该基础混凝土圆柱体承台同轴设置环状精轧钢筋。采用本结构可以使整个基础承受由上部高耸结构传来的巨大弯矩，和传统扩展基础相比，大幅度的节省了包括混凝土和钢材等的材料用量。该结构尚存在的不足是:其抗拉力不够，即该技术的高强度灌浆柱与锚杆形成一种摩擦桩，而非承载桩。以直径为8m (100m3)的承台为例，直孔深度为15?20m，每根锚杆需要的受力为200t (KN),为了增加锚杆韧性，通常锚杆的钢筋需要进行热处理；然而韧性确是增加了，但其抗冲击力则大大降低；而且，这种摩擦桩的最大缺点是经长期蠕变，某一锚杆可能会失效，进而导致相邻锚杆失效，乃至整个风力发电机塔筒倾翻。
技术实现思路
本技术就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种基础非常稳定、节省原材料的新型预应力钢绞线基础。为实现本技术的上述目的，本技术采用如下技术方案。本技术包括内置配筋的圆柱体状的混凝土承台，混凝土承台内的中部设置有风力发电机的固定部，固定部的上方通过螺栓与风力发电机塔筒的底部相连，其结构要点是:在混凝土承台边缘的下方具有若干直孔，直孔均布于以固定部为中心的圆周上；直孔的底部与其下方的扩底孔相连通，直孔内有由若干根钢线组成的钢绞线(在土层地质条件下，可采用无粘接钢绞线)，钢绞线的底端具有钢绞线的锚固部分，锚固部分设置于扩底孔内；在钢绞线外还设置有波纹管，在波纹管与直孔之间和扩底孔内为灌注的混凝土，波纹管内，以及钢绞线的空隙间为混凝土 (此处优选采用灌浆料，灌浆料为流动性好，且凝固后具有高强度的材料，如环氧树脂、高标号碎石水泥砂浆等；在岩层地质条件下需要二次灌浆，在土层地质条件下，仅需向波纹管内灌浆)；钢绞线的上端通过定位锚盘固定在混凝土承台的上方。所述的混凝土承台是由上承台和下承台两部分构成，上承台为圆柱形，下承台为倒圆台形，上承台的直径应大于下承台顶部的直径，风力发电机的固定部位于下承台的上部、贯通上承台，直孔均布于上承台的边缘下方，固定部的下方与下承台的底面之间设置有支撑柱；上承台和下承台采用钢筋混凝土制成。作为前述方案的优选方案，所述的上承台内包括一圆盘状的钢筋混凝土基座，位于上承台的底部，还包括若干支撑肋板，支撑肋板与所述的钢筋混凝土基座及风力发电机的固定部呈垂直设置，支撑肋板的竖向上设置有贯通孔，该贯通孔与上承台的边缘下方的直孔相对应；支撑肋板是由钢筋混凝土制成，上承台的支撑肋板之间为回填土。支撑肋板立面的延长线应通过上固定部的中心，并且将固定部的截面圆等分，优选设置8个支撑肋板。具体地，上承台的直径为800(Tl3000mm、高度为50(Tl000mm，下承台的顶面直径为600(T7000mm，底面直径为500(T6000mm，高度为150(T2000mm ;钢筋混凝土基座的直径与上承台相同，高度为40(T500mm，支撑肋板的高度与上承台相同，厚度为90(Tl000mm。实际操作中，先在地面挖一个圆柱形的基坑，再在该基坑中心的地面上继续挖一个倒圆台形的基坑，在倒圆台形基坑的底面设置一圈支撑柱，用于支撑其上方的固定部；然后，在圆柱形基坑的底部、围绕固定部制作一钢筋混凝土基座，再在该钢筋混凝土基座上设置若干支撑肋板；最后，在支撑肋板之间倒入回填土。该混凝土承台的结构优点是:减少混凝土和钢材的用量，由50吨减少至20吨左右。具体地，所述的定位锚盘为一圆柱体状的金属盘，在定位锚盘的中心设置有灌浆孔；以灌浆孔为中心、半径小于定位锚盘的圆周上均布若干倒圆台形(用一个平行于圆锥底面的平面去截圆锥，底面与截面之间的部分为圆台)的通孔，其数量与钢绞线的数量相对应；在倒圆台形的通孔内壁与钢绞线之间设置有分体式的楔片，各楔片组合形成一倒圆台，每个楔片为该倒圆台的等分体，楔片内侧组合形成的圆柱体弧面与钢绞线的外部相对应；在倒圆台形的通孔与灌浆孔之间还设置有一排气孔。在本技术的定位锚盘中，所述的楔片为两个；其作用是:利用其倒圆台形、瓦片状的结构，内裹钢绞线，外限位于倒圆台形的通孔内，使钢绞线在承受上拔力后，不再窜动，固定在定位锚盘之上。更具体地，所述钢绞线的锚固部分可以采用压花机压制成的金属压花，也可以采用带分体式楔片的定位锚盘(该定位锚盘可以不再设置灌浆孔和排气孔)，将钢绞线的底部束紧，并置于扩底孔内。所述的金属压花在扩底孔内可以是分散排布、自由排布，也可以是自上而下、交错式的排布方式；一是防止金属压花间的相互干扰，二是使之与混凝土形成更稳定的混凝土锚基结构，达到更好的抗拔效果。因此，作为本技术的另一种优选方案，在所述扩底孔的底部中心设置延长孔，该延长孔的位置与直孔相对应，延长孔的直径应小于直孔的直径，笋形桩的下部置于延长孔内；笋形桩可以采用金属或混凝土浇注而成。该笋形桩的作用是:利用其带有弧面的尖部，使钢绞线底端的金属压花均匀地分布在笋形桩的弧面外围。更进一步地，所述钢绞线为7根钢线绞绕成一股。作为本技术的另一种优选方案，灌浆孔为M30的螺纹孔，该螺纹孔可与灌浆机的连接管配合，以固定连接管；排气孔为M16的螺纹孔，当波纹管内的空气排出后，可用螺栓与排气孔的螺纹配合，封住排气孔，继续增加灌浆压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型预应力钢绞线基础，包括内置配筋（6）的圆柱体状的混凝土承台（8），混凝土承台（8）内的中部设置有风力发电机的固定部（9），固定部（9）的上方通过螺栓与风力发电机塔筒（10）的底部相连，其特征在于：在混凝土承台（8）边缘的下方具有若干直孔（5），直孔（5）均布于以固定部为中心的圆周上；直孔（5）的底部与其下方的扩底孔（2）相连通，直孔（5）内有由若干根钢线组成的钢绞线（3），钢绞线（3）的底端具有钢绞线（3）的锚固部分，锚固部分设置于扩底孔（2）内；在钢绞线（3）外还设置有波纹管（4），在波纹管（4）与直孔（5）之间和扩底孔（2）内为灌注的混凝土，波纹管（4）内，以及钢绞线（3）的空隙间为混凝土；钢绞线（3）的上端通过定位锚盘（7）固定在混凝土承台（8）的上方；所述的混凝土承台是由上承台（21）和下承台（22）两部分构成，上承台（21）为圆柱形，下承台（22）为倒圆台形，上承台（21）的直径应大于下承台（22）顶部的直径，风力发电机的固定部（9）位于下承台（22）的上部、贯通上承台（21），直孔（5）均布于上承台（21）的边缘下方，固定部（9）的下方与下承台（22）的底面之间设置有支撑柱（23）；上承台（21）和下承台（22）采用钢筋混凝土制成。...

【技术特征摘要】
1.一种新型预应力钢绞线基础，包括内置配筋(6)的圆柱体状的混凝土承台(8)，混凝土承台(8)内的中部设置有风力发电机的固定部(9)，固定部(9)的上方通过螺栓与风力发电机塔筒(10)的底部相连，其特征在于: 在混凝土承台(8)边缘的下方具有若干直孔(5)，直孔(5)均布于以固定部为中心的圆周上；直孔(5)的底部与其下方的扩底孔(2)相连通，直孔(5)内有由若干根钢线组成的钢绞线(3)，钢绞线(3)的底端具有钢绞线(3)的锚固部分，锚固部分设置于扩底孔(2)内；在钢绞线(3)外还设置有波纹管(4)，在波纹管(4)与直孔(5)之间和扩底孔(2)内为灌注的混凝土，波纹管(4)内，以及钢绞线(3)的空隙间为混凝土 ；钢绞线(3)的上端通过定位锚盘(7)固定在混凝土承台(8)的上方； 所述的混凝土承台是由上承台(21)和下承台(22 )两部分构成，上承台(21)为圆柱形，下承台(22)为倒圆台形，上承台(21)的直径应大于下承台(22)顶部的直径，风力发电机的固定部(9)位于下承台(22)的上部、贯通上承台(21)，直孔(5)均布于上承台(21)的边缘下方，固定部(9)的下方与下承台(22)的底面之间设置有支撑柱(23);上承台(21)和下承台(22)采用钢筋混凝土制成。2.根据权利要求1所述的新型预应力钢绞线基础，其特征在于:所述的上承台(21)内包括一圆盘状的钢筋混凝土基座(24)，位于上承台(21)的底部，还包括若干支撑肋板(25)，支撑肋板(25)与所述的钢筋混凝土基座(24)及风力发电机的固定部(9)呈垂直设置，支撑肋板(25)的竖向上设置有贯通孔(20)，该贯通孔(20)与上承台(21)的边缘下方的直孔(5)相对应；支撑肋板(25)是由钢筋混凝土制成，上承台(21)的支撑肋板(25)之间为回填土 ；支撑肋板(25)立面的延长线应通过上固定部(9)的中心，并且将固定部(9)的截面圆等分。·3.根据权利要求2所述的新型预应力钢绞线基础...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟岍，
申请(专利权)人：北京华电新能咨询有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11