抗傾覆風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)結(jié)構(gòu)及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種抗傾覆風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)結(jié)構(gòu)及其施工方法。本發(fā)明的目的是提供一種抗傾覆風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)結(jié)構(gòu)及其施工方法，以提高風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的整體及局部抗傾覆性能。本發(fā)明的技術(shù)方案是：該結(jié)構(gòu)固定于地基上，該結(jié)構(gòu)包括基礎(chǔ)環(huán)、擴(kuò)大底板、翼板和支撐桿，基礎(chǔ)環(huán)下端通過焊接方式連接擴(kuò)大底板，基礎(chǔ)環(huán)下部與擴(kuò)大底板之間焊接有若干翼板，該擴(kuò)大底板上開有若干螺栓孔；擴(kuò)大底板經(jīng)支撐桿支撐于地基上，在地基上對(duì)應(yīng)擴(kuò)大底板螺栓孔的位置鉆設(shè)預(yù)鉆孔，螺栓孔內(nèi)安裝預(yù)應(yīng)力錨桿，該錨桿上端經(jīng)螺栓錨頭連接擴(kuò)大底板，錨桿下端經(jīng)灌注于預(yù)鉆孔內(nèi)的砂漿連接地基；基礎(chǔ)環(huán)、擴(kuò)大底板、翼板和支撐桿一同澆筑于混凝土基礎(chǔ)內(nèi)，基礎(chǔ)環(huán)上部露出于混凝土基礎(chǔ)頂部。
【專利說明】抗傾覆風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)結(jié)構(gòu)及其施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種抗傾覆風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)結(jié)構(gòu)及其施工方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前所實(shí)施的陸上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)，常采用大型鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)，連接塔 筒的基礎(chǔ)環(huán)與混凝土承臺(tái)連接方式相對(duì)獨(dú)立，僅依靠少量拉筋及混凝土的澆筑形式整體結(jié) 構(gòu)。這種型式的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，在承受較大水平傾覆力矩作用時(shí)，往往混凝土在所受荷載方向一 側(cè)產(chǎn)生較大的拉裂應(yīng)力，裂縫貫穿導(dǎo)致基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，進(jìn)而基礎(chǔ)整體失穩(wěn)。
[0003] 眾所周知，混凝土結(jié)構(gòu)主要依據(jù)其抗壓性能進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而其抗拉性能較弱，在 拉應(yīng)力較大時(shí)容易開裂破壞。在國內(nèi)外，一般的風(fēng)機(jī)混凝土基礎(chǔ)形式由于抗傾覆能力不足， 常出現(xiàn)傾覆破壞，如2002年10月28日，德國西北部遭受強(qiáng)風(fēng)暴，導(dǎo)致70m高風(fēng)機(jī)的混凝土 基礎(chǔ)脫離地基土，基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)整體傾覆；2006年8月10日的桑美臺(tái)風(fēng)中，浙江溫州鶴 頂山風(fēng)電場(chǎng)2臺(tái)750kW風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)，由于混凝土拉裂導(dǎo)致其下方破壞，整體基礎(chǔ)中基礎(chǔ)環(huán)與 下部底板處截?cái)啵?009年紐約Firmer風(fēng)電場(chǎng)1臺(tái)1. 5MW風(fēng)機(jī)因基礎(chǔ)環(huán)下方截?cái)鄬?dǎo)致風(fēng)機(jī) 整體倒塌，這類由于抗傾覆不足引起的事故還有很多，原因均為基礎(chǔ)抗傾覆能力不足，且基 礎(chǔ)環(huán)與下部基礎(chǔ)整體性差，最薄弱環(huán)節(jié)裂縫集中、擴(kuò)展、貫通直至基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)生失穩(wěn)。
[0004] 如使用深埋大體積混凝土基礎(chǔ)，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)本身具有較大的抗傾覆性能，但無法解 決在傾覆力矩較大時(shí)，基礎(chǔ)環(huán)與底板接觸部位發(fā)生的斷裂問題，且經(jīng)濟(jì)成本大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)上述存在的問題，提供一種抗傾覆風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán) 結(jié)構(gòu)及其施工方法，以提高風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的整體及局部抗傾覆性能，既保障基礎(chǔ)與地基的整體 性，又保障基礎(chǔ)環(huán)與基礎(chǔ)底板的整體性。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種抗傾覆風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)固定于地基上， 其特征在于：該結(jié)構(gòu)包括基礎(chǔ)環(huán)、擴(kuò)大底板、翼板和支撐桿，所述基礎(chǔ)環(huán)下端通過焊接方式 連接擴(kuò)大底板，基礎(chǔ)環(huán)下部與擴(kuò)大底板之間焊接有若干翼板，該擴(kuò)大底板上開有若干螺栓 孔；所述擴(kuò)大底板經(jīng)支撐桿支撐于地基上，在地基上對(duì)應(yīng)擴(kuò)大底板螺栓孔的位置鉆設(shè)預(yù)鉆 孔，螺栓孔內(nèi)安裝預(yù)應(yīng)力錨桿，該錨桿上端經(jīng)螺栓錨頭連接擴(kuò)大底板，錨桿下端經(jīng)灌注于預(yù) 鉆孔內(nèi)的砂漿連接地基；所述基礎(chǔ)環(huán)、擴(kuò)大底板、翼板和支撐桿一同澆筑于混凝土基礎(chǔ)內(nèi)， 基礎(chǔ)環(huán)上部露出于混凝土基礎(chǔ)頂部。
[0007] 所述翼板高度至基礎(chǔ)環(huán)中部到上部位置。
[0008] 所述翼板呈直角梯形，底部寬度與所述擴(kuò)大底板寬度一致。
[0009] 所述翼板在所述擴(kuò)大底板上按相鄰?qiáng)A角90°均勻布置；所述螺栓孔相鄰以90° 均勻布置，與所述翼板相鄰?qiáng)A角為45°。
[0010] 所述抗傾覆風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于步驟如下：
[0011] 1、在工廠加工基礎(chǔ)環(huán)、擴(kuò)大底板和翼板，并將基礎(chǔ)環(huán)、擴(kuò)大底板和翼板焊接成整 體，擴(kuò)大底板上開有螺栓孔；
[0012] 2、地基上對(duì)應(yīng)擴(kuò)大底板的螺栓孔位置鉆設(shè)預(yù)鉆孔；
[0013] 3、將擴(kuò)大底板底部通過支撐桿支撐于地基上，螺栓孔與下方的預(yù)鉆孔位置對(duì)應(yīng)；
[0014] 4、澆筑擴(kuò)大底板高程以下的混凝土基礎(chǔ)；
[0015] 5、待混凝土基礎(chǔ)達(dá)到規(guī)定的齡期后，利用沖擊鉆在已澆筑的混凝土基礎(chǔ)上鉆設(shè)連 通螺栓孔和預(yù)鉆孔的連接孔；
[0016] 6、連接孔內(nèi)插裝預(yù)應(yīng)力錨桿，并對(duì)預(yù)鉆孔通過預(yù)留的注漿管注入砂漿，待砂漿強(qiáng) 度穩(wěn)定后對(duì)預(yù)應(yīng)力錨桿進(jìn)行張拉，并安裝螺栓錨頭；
[0017] 7、之后澆筑擴(kuò)大底板以上的混凝土基礎(chǔ)，形成基礎(chǔ)環(huán)-混凝土基礎(chǔ)-地基三者相 互作用的整體性結(jié)構(gòu)形式。
[0018] 本發(fā)明的有益效果是：1)擴(kuò)大底板增大了基礎(chǔ)環(huán)堅(jiān)向荷載作用面積，使得基礎(chǔ)環(huán) 底面混凝土所受應(yīng)力減小，同時(shí)減小了混凝土基礎(chǔ)中的應(yīng)力集中現(xiàn)象。2)翼板增大了基礎(chǔ) 環(huán)、擴(kuò)大底板與混凝土基礎(chǔ)的黏結(jié)接觸面積，增大了鋼材與混凝土的相互包裹作用。3)采用 預(yù)應(yīng)力錨桿將基礎(chǔ)環(huán)、混凝土基礎(chǔ)及地基連接為整體結(jié)構(gòu)形式，防止基礎(chǔ)環(huán)與基礎(chǔ)接觸部 位發(fā)生的截?cái)嗥茐?，增加了風(fēng)機(jī)整體抗傾覆能力。4)在水平荷載或水平傾覆力矩較大時(shí)，基 礎(chǔ)底板的作用力會(huì)轉(zhuǎn)換為錨桿的上拔力，錨桿上拔力又傳至地基，此時(shí)地基-基礎(chǔ)形成整 體結(jié)構(gòu)同時(shí)發(fā)揮了抗傾覆作用，有效地提高了抗傾覆能力。5)通過調(diào)整預(yù)應(yīng)力錨桿長度及 優(yōu)化大體積基礎(chǔ)尺寸，可極大地減少基礎(chǔ)混凝土的澆筑總量，達(dá)到低碳環(huán)保要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1為實(shí)施例的整體立面示意圖。
[0020] 圖2為實(shí)施例的俯視示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 如圖1、圖2所示，本實(shí)施例為一種抗傾覆風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)結(jié)構(gòu)，包括基礎(chǔ)環(huán)1、擴(kuò)大底 板2、翼板3和支撐桿4,基礎(chǔ)環(huán)1下端通過焊接方式連接擴(kuò)大底板2,基礎(chǔ)環(huán)1下部與擴(kuò)大 底板2之間通過4個(gè)翼板3 (呈直角梯形，高度至基礎(chǔ)環(huán)1中部到上部位置，底部寬度與所 述擴(kuò)大底板2寬度一致）焊接連接，翼板3在擴(kuò)大底板2上按相鄰?qiáng)A角90°均勻布置，擴(kuò)大 底板2上均勻開有四個(gè)螺栓孔6,相鄰以90°均勻布置，與翼板3相鄰?qiáng)A角為45°。擴(kuò)大底 板2下端通過支撐桿4支撐于地基7上，以便調(diào)平及澆筑混凝土基礎(chǔ)5。
[0022] 在地基7上對(duì)應(yīng)擴(kuò)大底板2的螺栓孔6位置鉆設(shè)有預(yù)鉆孔8。預(yù)應(yīng)力錨桿9穿過 擴(kuò)大底板2上的螺栓孔6,該錨桿下部置于螺栓孔6下方的預(yù)鉆孔8內(nèi)，并通過灌注于預(yù)鉆 孔內(nèi)的砂漿10與地基7連接固定，錨桿上端露出于擴(kuò)大底板2上方并安裝有螺栓錨頭11。
[0023] 本實(shí)施例中基礎(chǔ)環(huán)1、擴(kuò)大底板2、翼板3及支撐桿4 一同澆筑于混凝土基礎(chǔ)5內(nèi)， 基礎(chǔ)環(huán)1上部露出于混凝土基礎(chǔ)頂部。
[0024] 本實(shí)施例的具體施工步驟為：
[0025] 1、在工廠加工鋼制的圓筒形基礎(chǔ)環(huán)1、圓盤形擴(kuò)大底板2和直角梯形翼板3,并將 基礎(chǔ)環(huán)1、擴(kuò)大底板2和翼板3焊接成整體，其中擴(kuò)大底板2上開有4個(gè)90°均布的螺栓孔 6,與相鄰翼板3的夾角為45° ;
[0026] 2、在擬布置基礎(chǔ)環(huán)1的地基7上對(duì)應(yīng)擴(kuò)大底板2的螺栓孔6位置鉆設(shè)4個(gè)預(yù)鉆孔 8 ；
[0027] 3、將擴(kuò)大底板2底部通過支撐桿4支撐于地基7上，調(diào)平擴(kuò)大底板2并且使螺栓 孔6與下方的預(yù)鉆孔8位置對(duì)應(yīng)；
[0028] 4、預(yù)鉆孔8孔口覆蓋隔板，防止?jié)仓A(chǔ)時(shí)漏漿至鉆孔內(nèi)，澆筑擴(kuò)大底板2高程以 下的混凝土基礎(chǔ)5 ;
[0029] 5、待混凝土基礎(chǔ)5達(dá)到規(guī)定的齡期后，利用沖擊鉆在已澆筑的混凝土基礎(chǔ)5上鉆 設(shè)連通螺栓孔6和預(yù)鉆孔8的連接孔；
[0030] 6、連接孔內(nèi)插裝預(yù)應(yīng)力錨桿9,并在預(yù)鉆孔8中通過預(yù)留的注漿管注入砂漿10,待 砂漿10強(qiáng)度穩(wěn)定后對(duì)預(yù)應(yīng)力錨桿9進(jìn)行張拉，并在錨桿上端安裝螺栓錨頭11 ;
[0031] 7、最后澆筑擴(kuò)大底板2以上的混凝土基礎(chǔ)5,形成基礎(chǔ)環(huán)-混凝土基礎(chǔ)-地基三者 相互作用的整體性結(jié)構(gòu)形式。
[0032] 以上所述，僅為本發(fā)明一實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，如采用類似 風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)形式及變動(dòng)布置方案，包括變動(dòng)翼板數(shù)量及分布位置，變動(dòng)預(yù)應(yīng)力錨桿數(shù)量、長 度、傾斜度、錨固長度及分布位置等，均屬于權(quán)利要求書保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種抗傾覆風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)固定于地基（7)上，其特征在于：該結(jié)構(gòu)包括基 礎(chǔ)環(huán)（1)、擴(kuò)大底板（2)、翼板（3)和支撐桿（4)，所述基礎(chǔ)環(huán)（1)下端通過焊接方式連接擴(kuò) 大底板（2)，基礎(chǔ)環(huán)下部與擴(kuò)大底板（2)之間焊接有若干翼板（3)，該擴(kuò)大底板上開有若干 螺栓孔￠);所述擴(kuò)大底板（2)經(jīng)支撐桿（4)支撐于地基（7)上，在地基上對(duì)應(yīng)擴(kuò)大底板螺 栓孔￠)的位置鉆設(shè)預(yù)鉆孔（8)，所述螺栓孔￠)內(nèi)安裝預(yù)應(yīng)力錨桿（9)，該錨桿上端經(jīng)螺 栓錨頭（11)連接擴(kuò)大底板（2)，錨桿下端經(jīng)灌注于預(yù)鉆孔⑶內(nèi)的砂漿（10)連接地基（7); 所述基礎(chǔ)環(huán)（1)、擴(kuò)大底板（2)、翼板（3)和支撐桿（4) 一同澆筑于混凝土基礎(chǔ)（5)內(nèi)，基礎(chǔ) 環(huán)（1)上部露出于混凝土基礎(chǔ)頂部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗傾覆風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述翼板（3)高度至 基礎(chǔ)環(huán)（1)中部到上部位置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗傾覆風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述翼板（3)呈 直角梯形，底部寬度與所述擴(kuò)大底板（2)寬度一致。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗傾覆風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述翼板（3)在所述 擴(kuò)大底板（2)上按相鄰?qiáng)A角90°均勻布置；所述螺栓孔（6)相鄰以90°均勻布置，與所述 翼板（3)相鄰?qiáng)A角為45°。
5. -種根據(jù)權(quán)利要求1所述抗傾覆風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于步驟如 下： 5. 1、在工廠加工基礎(chǔ)環(huán)（1)、擴(kuò)大底板（2)和翼板（3)，并將基礎(chǔ)環(huán)（1)、擴(kuò)大底板（2) 和翼板（3)焊接成整體，擴(kuò)大底板（2)上開有螺栓孔（6); 5. 2、地基（7)上對(duì)應(yīng)擴(kuò)大底板（2)的螺栓孔（6)位置鉆設(shè)預(yù)鉆孔（8); 5. 3、將擴(kuò)大底板（2)底部通過支撐桿（4)支撐于地基（7)上，螺栓孔（6)與下方的預(yù) 鉆孔（8)位置對(duì)應(yīng)； 5. 4、澆筑擴(kuò)大底板（2)高程以下的混凝土基礎(chǔ)（5); 5. 5、待混凝土基礎(chǔ)（5)達(dá)到規(guī)定的齡期后，利用沖擊鉆在已澆筑的混凝土基礎(chǔ)（5)上 鉆設(shè)連通螺栓孔（6)和預(yù)鉆孔（8)的連接孔； 5. 6、連接孔內(nèi)插裝預(yù)應(yīng)力錨桿（9)，并對(duì)預(yù)鉆孔（8)通過預(yù)留的注漿管注入砂漿（10)， 待砂漿（10)強(qiáng)度穩(wěn)定后對(duì)預(yù)應(yīng)力錨桿（9)進(jìn)行張拉，并安裝螺栓錨頭（11); 5. 7、之后澆筑擴(kuò)大底板（2)以上的混凝土基礎(chǔ)（5)，形成基礎(chǔ)環(huán)-混凝土基礎(chǔ)-地基三 者相互作用的整體性結(jié)構(gòu)形式。
【文檔編號(hào)】E02D5/80GK104110353SQ201410315031
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月3日
【發(fā)明者】狄圣杰, 汪明元, 李煒, 杜文博 申請(qǐng)人:中國電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司