技术特征：
1.一种风电塔架预应力加劲型钢混凝土高桩承台基础，其特征在于，包括嵌岩桩基(1)、型钢承台(2)、承台后浇混凝土(3)和预应力装置(4)，所述嵌岩桩基(1)底部为中空夹层钢管钢筋混凝土结构，型钢承台(2)为中空夹层钢管混凝土结构，型钢承台(2)底部设置有四角靴梁(202)，承台后浇混凝土(3)包覆型钢承台(2)底部四角靴梁(202)将型钢承台(2)底部与嵌岩桩基(1)的顶部固定，多组预应力装置(4)设置在承台后浇混凝土(3)中用于增加型钢承台(2)与下部嵌岩桩基(1)的整体性。2.根据权利要求1所述的一种风电塔架预应力加劲型钢混凝土高桩承台基础，其特征在于，所述嵌岩桩基(1)包括顶部承台(100)和底部桩基(101)，多个底部桩基(101)固定连接在顶部承台(100)底部，多个底部桩基(101)轴线向外设有倾角，倾角度数为3
°
～15
°
；顶部承台(100)为混凝土承台；底部桩基(101)为中空夹层钢管钢筋混凝土桩，多个中空夹层钢管钢筋混凝土桩之间的间距至少为桩径的1.5倍。3.根据权利要求2所述的一种风电塔架预应力加劲型钢混凝土高桩承台基础，其特征在于，底部桩基(101)包括桩基内钢管(1011)、桩基外钢管(1012)和桩基夹层钢筋混凝土(1013)，桩基内钢管(1011)设置在桩基外钢管(1012)中，桩基夹层钢筋混凝土(1013)位于桩基内钢管(1011)外壁和桩基外钢管(1012)内壁构成的夹层，桩基外钢管(1012)顶部嵌入顶部承台(100)中，底部嵌入基岩。4.根据权利要求3所述的一种风电塔架预应力加劲型钢混凝土高桩承台基础，其特征在于，夹层钢筋混凝土(1013)包括螺旋钢筋骨架(1014)和夹层混凝土(1015)，夹层混凝土(1015)用于包覆螺旋钢筋骨架(1014)；螺旋钢筋骨架(1014)包括骨架主筋(10141)和顶部增大端(10143)，骨架主筋(10141)底部嵌入基岩，顶部增大端(10143)与顶部承台(100)底部连接，且需将顶部增大端(10143)整体嵌入与之连接的顶部承台(100)中。5.根据权利要求1所述的一种风电塔架预应力加劲型钢混凝土高桩承台基础，其特征在于，所述型钢承台(2)包括塔筒(201)和设置在塔筒(201)顶部的刚性法兰(203)，塔筒(201)为中空夹层钢管混凝土塔筒，塔筒(201)底部设置有四角靴梁(202)，塔筒(201)底部和四角靴梁(202)底部均与嵌岩桩基(1)顶部锚固。6.根据权利要求1所述的一种风电塔架预应力加劲型钢混凝土高桩承台基础，其特征在于，塔筒(201)包括塔筒内钢管(2011)、塔筒外钢管(2012)和塔筒夹层混凝土(2013)，塔筒内钢管(2011)设置在塔筒外钢管(2012)中，塔筒夹层混凝土(2013)设置在塔筒内钢管(2011)外壁与塔筒外钢管(2012)内壁构成的夹层中；刚性法兰(203)的法兰盘(2031)内部直径与塔筒内钢管(2011)直径等宽，法兰盘(2031)外部直径大于塔筒外钢管(2012)直径，法兰盘(2031)底部设置有法兰盘加劲肋(2032)，法兰盘加劲肋(2032)两直角边分别与法兰盘(2031)底部端面和塔筒外钢管(2012)外壁面焊接。7.根据权利要求1所述的一种风电塔架预应力加劲型钢混凝土高桩承台基础，其特征在于，所述四角靴梁(202)为通过圆弧倒角过渡形式连接的四个靴梁，四个靴梁分别设置在塔筒(201)底部四个方向，靴梁采用宽翼缘h型钢(2021)，宽翼缘h型钢(2021)一侧与型钢承台(2)的外壁连接，宽翼缘h型钢(2021)上设置有锚杆孔道用于设置贯通上下翼缘的锚杆
(2022)，铆钉(2024)多排等间距布置于宽翼缘h型钢(2021)顶面，布置方向平行与宽翼缘h型钢(2021)的短边。8.根据权利要求7所述的一种风电塔架预应力加劲型钢混凝土高桩承台基础，其特征在于，所述宽翼缘h型钢(2021)中平行于上下翼缘设置有一纵向加劲肋(20212)，纵向加劲肋(20212)的尺寸与宽翼缘h型钢(2021)的翼缘尺寸相同，宽翼缘h型钢(2021)中垂直于上下翼缘间隔设置有多个横向加劲肋(20213)。9.根据权利要求7所述的一种风电塔架预应力加劲型钢混凝土高桩承台基础，其特征在于，还包括u形钢筋(2023)，u形钢筋(2023)通过两根竖直钢筋和与两根竖直钢筋顶部连接的一根水平钢筋组合得到，两根竖直钢筋的底端与嵌岩桩基(1)顶部锚固，u形钢筋(2023)整体包覆于承台后浇混凝土(3)中，u形钢筋(2023)沿靴梁长边方向等间距布置至少三根。10.根据权利要求1所述的一种风电塔架预应力加劲型钢混凝土高桩承台基础，其特征在于，所述预应力装置(4)设置四组，四组预应力装置(4)沿环向间隔90
°
布置，每组设有三个预应力张拉端，预应力装置(4)包括端部锚具(401)和预应力钢筋(402)，预应力钢筋(402)一端紧固在嵌岩桩基(1)顶部，承台后浇混凝土(3)内设置预应力孔道，预应力钢筋(402)另一端通过端部锚具(401)在预应力孔道中进行单端张拉。
技术总结
本发明提供一种风电塔架预应力加劲型钢混凝土高桩承台基础，包括嵌岩桩基、型钢承台、承台后浇混凝土和预应力装置，所述嵌岩桩基底部为中空夹层钢管钢筋混凝土结构，型钢承台为中空夹层钢管混凝土结构，型钢承台底部设置有四角靴梁，承台后浇混凝土包覆型钢承台底部四角靴梁将型钢承台底部与嵌岩桩基的顶部固定，多组预应力装置设置在承台后浇混凝土中用于增加型钢承台与下部嵌岩桩基的整体性，本发明的高桩承台基础解决了塔筒底部与承台混凝土因协同受力接触面积小导致应力集中现象严重的问题，避免塔筒与承台混凝土连接处极易开裂等问题。等问题。等问题。
技术研发人员：刘向宏 孙清 王亚晨 张志龙
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：2022.12.20
技术公布日：2023/3/24