重力式风机基础及风力发电机组的制作方法

1.本实用新型涉及风力发电机组基础加固技术领域，具体而言，涉及一种重力式风机基础及风力发电机组。


背景技术：

2.风力发电清洁无污染，具有良好的经济效益和社会效益；近年来我国建设了大量的风力发电场，目前存量陆上风电场数量庞大。
3.随着风机运行年限增加，部分存量风力发电机组的基础出现质量问题；同时风电技术快速迭代，相当数量的早期风电场面临机组改造，尤其是小容量机组更换为大容量机组，随之带来风机荷载的变化。当原有基础不能满足改造后机组的承载要求时，就同时需要对原风机基础进行改造。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种重力式风机基础及风力发电机组，以在一定程度上提高现有风机基础的承载能力。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
6.一种重力式风机基础，包括风机基础和改造装置；
7.所述风机基础包括基础主体和连接在所述基础主体外周的基础悬臂；
8.所述改造装置包括改造主体、改造悬臂和设置在所述改造主体内部的预应力锚栓笼；
9.所述改造主体连接在所述基础主体的顶部，所述改造悬臂连接在所述基础悬臂的顶部，所述改造主体的外周壁连接多个所述改造悬臂；
10.所述预应力锚栓笼的顶部伸出所述改造主体并用于连接上部塔筒，所述预应力锚栓笼的底部伸出所述改造主体并伸入所述基础主体。
11.在上述任一技术方案中，可选地，所述改造主体为正多边形柱体；
12.所述改造主体的每个侧壁分别通过主体连接件连接一个所述改造悬臂。
13.在上述任一技术方案中，可选地，所述改造悬臂与所述改造主体连接的端部设置有端板；
14.所述端板上设置有端板通孔；
15.所述改造主体的侧壁上设置有改造主体通孔；
16.所述端板通孔和所述改造主体通孔插接有所述主体连接件，以使所述端板与所述改造主体连接；
17.所述主体连接件为连接螺栓。
18.在上述任一技术方案中，可选地，所述改造主体与所述基础主体之间设置有竖向加强筋；
19.和/或，所述改造悬臂与所述基础悬臂之间设置有预应力构件。
20.在上述任一技术方案中，可选地，所述竖向加强筋为钢筋；
21.所述预应力构件为预应力锚栓；
22.所述预应力构件与所述基础悬臂之间设置有高强灌浆结构。
23.在上述任一技术方案中，可选地，所述预应力锚栓笼通过u型钢筋与所述基础主体连接；
24.或者，所述改造悬臂为箱型梁或h型梁；
25.或者，所述改造悬臂为悬臂钢梁。
26.在上述任一技术方案中，可选地，所述改造主体包括改造主体外壁和设置在所述改造主体外壁内的改造主体中心结构；
27.所述改造主体中心结构采用混凝土浇筑而成。
28.在上述任一技术方案中，可选地，所述改造主体外壁为中心钢筒；
29.所述改造主体外壁呈正六边形柱体或者正八边形柱体。
30.在上述任一技术方案中，可选地，所述基础主体和所述基础悬臂内的至少部分伸入墩台斜钢筋与至少部分伸入墩台竖向钢筋延伸至所述改造装置内。
31.一种风力发电机组，包括重力式风机基础。
32.本实用新型的有益效果主要在于：
33.本实用新型提供的重力式风机基础及风力发电机组，通过在原有的风机基础上安装改造装置，充分利用原有基础机位及重力，从而实现了风机基础原位改造；具体而言，通过改造主体连接在基础主体的顶部，改造悬臂连接在基础悬臂的顶部，设置在改造主体内部、并伸入基础主体的预应力锚栓笼连接上部塔筒，有效提高了风机基础的承载能力。
34.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
35.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
36.图1为现有的风机基础的结构示意图；
37.图2为本实用新型实施例提供的重力式风机基础的结构示意图；
38.图3为图2所示的重力式风机基础的俯视图；
39.图4为图2所示的重力式风机基础的左半侧放大图；
40.图5为本实用新型实施例提供的改造悬臂与改造主体的连接示意图；
41.图6为本实用新型实施例提供的改造悬臂与基础悬臂的连接示意图。
42.图标：1
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基础悬臂；2
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基础主体；3
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锚栓组件；4
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伸入墩台斜钢筋；5
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伸入墩台竖向钢筋；6
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改造主体；7
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改造悬臂；8
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主体连接件；9
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预应力构件；10
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螺母；11
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垫圈；12
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竖向钢筋；13
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u型钢筋；14
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锚栓笼支撑组件；15
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竖向加强筋；16
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高强灌浆结构；17
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基础悬臂钻孔；18
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端板；19
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端板通孔；20
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改造主体通孔；21
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预应力锚栓笼；22
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改造主体中心结构；30
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基础墩台混凝土。
具体实施方式
43.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以采用各种不同的配置来布置和设计。
44.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
45.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
46.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
47.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
48.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
49.下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
50.实施例
51.本实施例提供一种重力式风机基础及风力发电机组；请参照图2
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图6，图2为本实施例提供的重力式风机基础的剖面图，图3为图2所示的重力式风机基础的未剖之前的俯视图；为了更加清楚的显示结构，图4为图2所示的重力式风机基础的左半侧放大图，图5为本实施例提供的改造悬臂与改造主体的连接示意图，图6为本实施例提供的改造悬臂与基础悬臂的连接示意图。
52.本实施例提供的重力式风机基础，用于风力发电机组基础加固，适用于风电土建结构技术领域。
53.参见图2
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图6所示，该重力式风机基础，包括风机基础和改造装置。
54.风机基础包括基础主体2和连接在基础主体2外周的基础悬臂1。
55.改造装置包括改造主体6、改造悬臂7和设置在改造主体6内部的预应力锚栓笼21。
56.改造主体6连接在基础主体2的顶部，以加固基础主体2。
57.改造悬臂7连接在基础悬臂1的顶部，以加固基础悬臂1。
58.改造主体6的外周壁连接多个改造悬臂7；以提高重力式风机基础的承载能力。
59.预应力锚栓笼21的顶部伸出改造主体6并用于连接上部塔筒，预应力锚栓笼21的底部伸出改造主体6并伸入基础主体2。也就是说，上部风电机组塔筒通过预应力锚栓笼21与改造主体6、基础主体2连接，以有效提高风机基础的承载能力。
60.可选地，预应力锚栓笼21的底部通过设置在基础主体2内的锚栓笼支撑组件14连接。
61.本实施例中所述重力式风机基础，通过在原有的风机基础上安装改造装置，充分利用原有基础机位及重力，从而实现了风机基础原位改造；具体而言，通过改造主体6连接在基础主体2的顶部，改造悬臂7连接在基础悬臂1的顶部，设置在改造主体6内部、并伸入基础主体2的预应力锚栓笼21连接上部塔筒，有效提高了风机基础的承载能力。
62.图1为现有的风机基础的结构示意图，现有的风机基础包括基础悬臂1、基础主体2、基础墩台混凝土30、锚栓组件3、伸入墩台斜钢筋4和伸入墩台竖向钢筋5；基础主体2与基础墩台混凝土30一体设置形成基础，基础主体2和/或基础墩台混凝土30通过伸入墩台斜钢筋4与基础悬臂1固定连接，基础主体2与基础墩台混凝土30通过伸入墩台竖向钢筋5加固。其中，基础主体2和/或基础墩台混凝土30包括：基础主体2，或者基础墩台混凝土30，或者基础主体2和基础墩台混凝土30三种情况。
63.对于出现质量问题或者因风场改造更换风电机组而导致风机基础需要改造的情况，凿除基础墩台混凝土30，视具体情况保留部分深入墩台的伸入墩台斜钢筋4和伸入墩台竖向钢筋5等钢筋，以及视具体情况保留部分锚栓组件3；在保留的风机基础上安装改造装置。
64.参见图2
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图6所示，本实施例的可选方案中，基础主体2和基础悬臂1内的至少部分钢筋延伸至改造装置内；也即基础主体2和基础悬臂1内的至少部分钢筋延伸至改造主体6内，以加固风机基础和改造装置之间的连接强度。可选地，基础主体2和基础悬臂1内的至少部分伸入墩台斜钢筋4和至少部分伸入墩台竖向钢筋5伸至改造装置内；也即基础主体2和基础悬臂1内的至少部分伸入墩台斜钢筋4和至少部分伸入墩台竖向钢筋5延伸至改造主体6内。
65.本实施例中所述重力式风机基础，可以对现有出现质量问题的存量风电机组基础进行改造，也可以对现有没有出现质量问题的存量风电机组基础进行改造。
66.参见图2
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图4所示，本实施例的可选方案中，改造主体6为正多边形柱体；例如改造主体6为正八边形或正六边形。通过改造主体6为正多边形柱体，以便于改造主体6与改造悬臂7的连接。
67.改造主体6的每个侧壁分别通过主体连接件8连接一个改造悬臂7。可选地，主体连接件8为连接螺栓或者其他连接件。
68.参见图5所示，可选地，改造悬臂7与改造主体6连接的端部设置有端板18。
69.端板18上设置有端板通孔19。
70.改造主体6的侧壁上设置有改造主体通孔20。
71.端板通孔19和改造主体通孔20插接有主体连接件8，以使端板18与改造主体6连接，也即通过主体连接件8令改造悬臂7与改造主体6连接。通过端板18，以提高改造悬臂7与
改造主体6的接触面积，降低改造悬臂7与改造主体6之间的连接难度。
72.参见图2和图4所示，本实施例的可选方案中，改造主体6与基础主体2之间设置有竖向加强筋15。
73.可选地，竖向加强筋15为钢筋或者其他结构。
74.可选地，改造主体6与基础悬臂1之间设置有竖向钢筋12，以加强改造主体6与原来的基础悬臂1之间的连接牢固度。
75.参见图2、图4和图6所示，可选地，改造悬臂7与基础悬臂1之间设置有预应力构件9。预应力构件9的数量为多个，改造悬臂7沿自身的纵向设置有孔洞，预应力构件9穿过孔洞锚入基础悬臂1中，以此把改造悬臂7和基础悬臂1连接在一起。
76.可选地，预应力构件9为预应力锚栓或者其他结构。
77.可选地，预应力构件9与基础悬臂1之间设置有高强灌浆结构16。在基础悬臂1上钻孔形成基础悬臂钻孔17，将预应力构件9插入基础悬臂钻孔17内，并浇筑高强灌浆以形成高强灌浆结构16。预应力构件9的顶端螺接有螺母10，螺母10通过垫圈11与改造悬臂7紧固。
78.参见图2
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图4所示，本实施例的可选方案中，预应力锚栓笼21通过u型钢筋13与基础主体2连接；例如，u型钢筋13上部穿过预应力锚栓笼21，下部植入基础主体2内。本领域技术人员可以理解的是，u型钢筋13可以采用其他连接件替代。
79.可选地，改造悬臂7为箱型梁或h型梁；也即改造悬臂7的截面为箱型截面或h型截面，以便于改造悬臂7的生产加工，还可以降低改造悬臂7的生产成本。
80.可选地，改造悬臂7为悬臂钢梁。
81.参见图3所示，本实施例的可选方案中，改造主体6包括改造主体外壁和设置在改造主体外壁内的改造主体中心结构22；
82.改造主体中心结构22采用混凝土浇筑而成。
83.可选地，改造主体外壁为中心钢筒，或者其他材质。
84.可选地，改造主体外壁呈正多边形柱体。例如，改造主体外壁呈正六边形柱体或者正八边形柱体。
85.本实施例所述重力式风机基础，用于存量风机基础的改造；其改造装置可在工厂提前预制，在施工现场直接拼接，施工方便、快捷；通过改造主体6、改造悬臂7和预应力锚栓笼21等结构与原风机基础实现有效连接，充分利用原有基础结构，受力效果好，改造效果优异。
86.为了更好地理解本实施例所述的重力式风机基础，举例说明其实施步骤，具体包括：
87.(1)对于需要改造的重力式风机基础，凿除基础墩台混凝土30，保留剩余的基础主体2，视具体情况保留部分深入墩台的伸入墩台斜钢筋4和伸入墩台竖向钢筋5等钢筋，以及视具体情况保留部分锚栓组件3。
88.(2)在基础主体2的顶部中心区域植入竖向加强筋15，在保留的基础悬臂1进行钻孔以形成基础悬臂钻孔17。
89.(3)预应力锚栓笼21安置在保留的基础主体2顶部，u型钢筋13上部穿过预应力锚栓笼21，下部植入基础主体2中。
90.(4)改造主体6采用正八边形或正六边形，各边预先设置改造主体通孔20；改造悬
臂7采用箱型截面或h型截面，端部设置端板18，端板18上开设有端板通孔19，改造悬臂7沿纵向开有孔洞；主体连接件8穿过改造悬臂7的端板通孔19和改造主体6的改造主体通孔20，将改造悬臂7和改造主体6连接起来。
91.(5)预应力构件9置入基础悬臂钻孔17，并灌入高强灌浆以形成高强灌浆结构16。
92.(6)通过机械吊装改造主体6和改造悬臂7到指定位置，预应力构件9穿过改造悬臂7以连接基础悬臂1和改造悬臂7。
93.(7)待高强灌浆结构16达到设计强度后张拉预应力构件9，并用螺母10和垫圈11锚固。
94.(8)向改造主体6中浇筑混凝土以形成改造主体中心结构22，待达到设计强度后吊装上部塔架。
95.本实施例还提供一种风力发电机组，包括上述的重力式风机基础。
96.该风力发电机组通过在原有的风机基础上安装改造装置，充分利用原有基础机位及重力，从而实现了风机基础原位改造；具体而言，通过改造主体6连接在基础主体2的顶部，改造悬臂7连接在基础悬臂1的顶部，设置在改造主体6内部、并伸入基础主体2的预应力锚栓笼21连接上部塔筒，有效提高了风机基础的承载能力。
97.本实施例提供的风力发电机组，包括上述的重力式风机基础，上述所公开的重力式风机基础的技术特征也适用于该风力发电机组，上述已公开的重力式风机基础的技术特征不再重复描述。本实施例中所述风力发电机组具有上述重力式风机基础的优点，上述所公开的所述重力式风机基础的优点在此不再重复描述。
98.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。