一种风机加固组件及其施工方法与流程

1.本发明涉及一种风机加固组件及其施工方法，属于风力发电技术领域，适用于陆上风机加固工程。


背景技术：

2.由于基础环型式简单，安装方便，早期的风电工程大多采用基础环连接形式。基础环承受上部风机及塔筒传下来的巨大荷载，在基础环与周边混凝土(风机基础底座)接触部位形成巨大的集中应力，在风机长期疲劳荷载作用下，基础环两侧混凝土容易被压碎。而基础环与周边混凝土性能差异大，两者之间天然形成分界面。外部雨水顺着分界面的缝隙进入风机基础内部，在风机长期疲劳荷载作用下，逐渐带出风机基础底座内部水泥灰(即冒灰冒浆)淘空基础环两侧区域混凝土，致使基础环及其上部塔筒不稳固，可能造成风机突然倒塌，存在重大安全隐患。目前尚无有效方法彻底解决这个问题，只能通过加强巡检，发现异常即进行加固处理。
3.目前常用的处理方案一般是采用高强灌浆并定期重做防水，无法一劳永逸，且施工复杂，造价较高。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种风机加固组件及其施工方法，具体技术方案如下。
5.一种风机加固组件，其特征在于，包括钢丝绳、抱箍和花篮螺栓，所述抱箍固定在所述风机的塔筒外围，所述花篮螺栓连接在所述钢丝绳上，以使钢丝绳分割成两段并使两段钢丝绳的分割处分别与花篮螺栓的两端连接；所述钢丝绳倾斜设置，其上端与所述抱箍连接，其下端与所述风机的风机基础底座连接；
6.所述钢丝绳和抱箍围绕所述塔筒设置有至少四套，其中四套围绕所述塔筒均匀间隔分布设置。
7.采用上述的技术方案，钢丝绳可以从塔筒的四个方向对塔筒施加拉力，每一个钢丝绳的拉力可以利用花篮螺栓来调节控制，从而减小塔筒(基础环)对风机基础底座的应力集中情况，延缓甚至避免冒灰冒浆现象的发生，提高风机基础的安全性；围绕塔筒倾斜的钢丝绳可作为风机塔筒的另一套支撑体系，避免风机突然倒塌的风险。
8.进一步地，其中两个所述钢丝绳所在的平面穿过所述塔筒的中心，且该平面平行于塔筒的主风向；另外两个钢丝绳所在的平面垂直于前述的平面。即在风机主风向的迎风面、背风面、垂直于主风向的另外两个方向各设置有钢丝绳；主风向上的钢丝绳尤其有利于减小风力通过塔筒对风机基础底座的影响。
9.进一步地，所述钢丝绳的上端连接于上部耳板，所述上部耳板固定于所述抱箍；所述钢丝绳的下端连接于下部耳板，所述下部耳板通过化学锚栓固定于所述风机基础底座。通过设置上部耳板和下部耳板，有利于固定钢丝绳的端部。
10.进一步地，所述化学锚栓固定在所述风机基础底座的边缘。在抱箍高度确定的情况下，将化学锚栓设置在风机基础底座的边缘有利于增加钢丝绳与竖直方向的夹角，增加钢丝绳在水平方向上的拉力分量。
11.基于同一发明构思，本发明还涉及上述风机加固组件的施工方法，具体技术方案如下。
12.上述风机加固组件的施工方法，主要包括以下步骤：
13.1)、在风机基础底座边缘从地面挖坑至露出风机基础底座，坑分布在风机主风向的迎风面、背风面以及垂直于主风向的另外两个方向；
14.2)、将下部耳板与化学锚栓固定，再将化学锚栓固定在风机基础底座边缘内部；
15.3)、将上部耳板固定在抱箍上，再将抱箍固定于塔筒外围；
16.4)、将钢丝绳套在上部耳板与下部耳板之间，在风机主风向的迎风面、背风面以及垂直于主风向的另外两个方向各设置一个钢丝绳；
17.5)、在钢丝绳上设置花篮螺栓；
18.6)、通过花篮螺栓先同时对称拉紧迎风面及背风面的钢丝绳，再对称拉紧另外两个方向的钢丝绳；
19.7)、填坑至地面处，完成加固。
20.优选地，所述花篮螺栓位于所述坑内。这样，当钢丝绳的拉力调整到位后，花篮螺栓被埋设在坑内，避免非工作人员意外调整钢丝绳的拉力。
21.本发明相比于现有技术，具有以下有益效果。
22.(1)可有效降低基础环与周边混凝土接触部位的集中应力，延缓甚至避免冒灰冒浆现象的发生，提高风机基础的安全性。(2)可作为风机塔筒的另一套支撑体系，避免风机突然倒塌的风险。(3)结构型式简单，施工方便，造价低。
附图说明
23.图1为本发明风机加固组件的剖面布置示意图；
24.图2为本发明风机加固组件的平面布置示意图。
25.图中：1
‑
钢丝绳；2
‑
抱箍；3
‑
上部耳板；4
‑
下部耳板；5
‑
花篮螺栓；6
‑
塔筒；7
‑
风机基础底座；8
‑
化学锚栓；9
‑
基础环；10
‑
坑。
具体实施方式
26.下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
27.参见图1
‑
2，一种风机加固组件，包括钢丝绳1、抱箍2和花篮螺栓5，抱箍2固定在风机的塔筒6外围，花篮螺栓5连接在钢丝绳1上，以使钢丝绳1分割成两段并使两段钢丝绳1的分割处分别与花篮螺栓5的两端连接；
28.钢丝绳1的上端连接于上部耳板3，上部耳板3固定于抱箍2；钢丝绳1的下端连接于下部耳板4，下部耳板4通过化学锚栓8固定于风机基础底座7，化学锚栓8优选固定在风机基础底座7的边缘；钢丝绳1倾斜设置，其倾斜角度与抱箍2所在高度有关，优选地，钢丝绳与竖直方向的夹角为15
°‑
30
°
。
29.其中，基础环9埋设在风机基础底座7中，仅顶端凸出在风机基础底座7的上表面，
基础环9和塔筒6的底部通过紧固件进行固定连接。
30.钢丝绳1和花篮螺栓5一起组成加固调节组件，加固调节组件围绕塔筒6至少设置有4套，在风机主风向的迎风面、背风面以及垂直于主风向的另外两个方向各设置一组加固调节组件，即这四套加固调节组件围绕塔筒6均匀间隔分布设置。其中两个钢丝绳1所在的平面穿过塔筒6的中心，且该平面平行于塔筒6的主风向；另外两个钢丝绳1所在的平面垂直于前述的平面。即在风机主风向的迎风面、背风面、垂直于主风向的另外两个方向各设置有钢丝绳；主风向上的钢丝绳1尤其有利于减小风力通过塔筒对风机基础底座的影响。
31.需要说明的是：钢丝绳1与抱箍2的连接方式不限于使用上部耳板3，钢丝绳1与风机基础底座7的连接也不限于采用化学锚栓8，采用其他本领域公知的技术手段均可实现钢丝绳的倾斜张拉。
32.本发明的风机加固组件的工作原理是：钢丝绳1可以从塔筒6的四个方向对塔筒6施加拉力，每一个钢丝绳1的拉力可以利用花篮螺栓5来调节控制，从而减小塔筒(基础环9)对风机基础底座的应力集中情况，降低风力通过塔筒6(基础环9)对风机基础底座7产生的疲劳破坏，从而延缓甚至避免冒灰冒浆现象的发生，提高风机基础的安全性；同时，围绕塔筒倾斜的钢丝绳可作为风机塔筒的另一套支撑体系，避免风机突然倒塌的风险。这种风机基础加固方法有别于现有技术中的高强灌浆以及定期重做防水措施，本发明的技术方案是从根本上来抑制冒灰冒浆现象的产生，而不是现有技术中的治标不治本的措施。
33.维护人员可以定期对钢丝绳的拉力进行监测，如果发现拉力值不符合设计要求，需要及时利用花篮螺栓进行调整；必然时，可以替换已经失效的钢丝绳。
34.本发明的风机加固组件的施工方法如下。
35.1)、在风机基础底座7边缘从地面挖坑10至露出风机基础底座7，坑10分布在风机主风向的迎风面、背风面以及垂直于主风向的另外两个方向；
36.2)、将下部耳板4与化学锚栓8固定，再将化学锚栓8固定在风机基础底座7边缘内部；
37.3)、将上部耳板3固定在抱箍2上，再将抱箍2固定于塔筒6外围；
38.4)、将钢丝绳1套在上部耳板3与下部耳板4之间，在风机主风向的迎风面、背风面以及垂直于主风向的另外两个方向各按设置一个钢丝绳1；
39.5)、在钢丝绳1上设置花篮螺栓5；
40.6)、通过花篮螺栓5先同时对称拉紧迎风面及背风面的钢丝绳1，再对称拉紧另外两个方向的钢丝绳1；
41.7)、填坑10至地面处，完成加固。
42.优选地，所述花篮螺栓5位于靠近下部耳板4附近的位置，当花篮螺栓5调整拉力到位后，将花篮螺栓5埋设在坑10内；当需要再次调整拉力时，重新开挖曝露出花篮螺栓5再进行调整。
43.上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。