一种承台锚固式风机基础的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及承台风机基础,特别是一种承台锚固式风机基础，包括混凝土承台、混凝土承台底端用于支撑混凝土承台的桩、用于连接混凝土承台与混凝土承台顶端塔筒的连接机构，所述连接机构包括多组竖直嵌入混凝土承台内的螺栓组件，且所有螺栓组件在混凝土承台内以混凝土承台竖直中心轴为中心呈圆形均匀分布。本实用新型所述承台锚固式风机基础，整体刚度大，施工工艺成熟，耐久性好，采用螺栓组件比预埋基础环的风机基础，能在一定程度上节约钢筋和混凝土用量,并可以在一定程度上减小塔筒根部筒身的直径，解决塔筒的运输难题,使高桩承台基础在近海风电场领域得到推广和应用。
【专利说明】一种承台锚固式风机基础
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及承台风机基础，特别是一种承台锚固式风机基础。
【背景技术】
[0002]在海上风电场基础设计领域，当水深较深、地质条件复杂时，采用的高桩承台风机基础由于上部采用现浇混凝土承台，基础结构较为厚重，承台自身刚度较大，斜桩对结构受力和抵抗水平位移较为有利，相比其它基础型式，承台风机基础在结构型式、施工能力、工程造价等方面明显占优。在潮间带风电场基础设计领域，由于水深较浅、海底多为淤泥质，受潮涨潮落的影响，该海域海床时而露出海面，时而在水面以下。施工船舶受水深限制无法进场施工，单桩、导管架等基础型式难以采用，而常规的陆上风机基础因结构原因，风机塔筒易进水、基础底面已被冲刷。采用的低桩高台柱风机基础方案由于下部采用PHC桩基础，上部采用现浇混凝土承台与台柱，基础结构较为厚重，承台自身刚度较大，相比其它基础型式，低桩高台柱风机基础在结构型式、施工能力、工程造价等方面明显占优。
[0003]现阶段风力发电机功率迅速提高，各个风机厂商都相继推出了 3丽、5丽、6丽的风机样机，更大功率的风机也在研制当中。随着风机功率的提高，风机的载荷也成倍增长。华锐风电3丽IlOm的风机塔筒底部法兰直径已超过5m，塔筒底部载荷的极限弯矩达到16万kN.m，而5MW110m海上风机塔筒底部载荷的极限弯矩接近22万kN.m。风机载荷的增大，带来了风机基础承台体量的增大。
[0004]现有风机基础都采用在混凝土承台内预埋基础环来连接混凝土承台与混凝土承台顶端塔筒，为保证基础环埋深而造成混凝土承台的结构受力不合理，并且必须要配置大量钢筋满足受力要求，钢筋和混凝土用量大，风机基础施工质量和工程进度低。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于，针对现有技术不足，提供一种承台锚固式风机基础，整体刚度大，节约钢筋和混凝土用量，使风机基础施工质量和工程进度均得到了较大提高。
[0006]本实用新型的技术方案为，一种承台锚固式风机基础，包括混凝土承台、混凝土承台底端用于支撑混凝土承台的桩、用于连接混凝土承台与混凝土承台顶端塔筒的连接机构，所述连接机构包括多组竖直嵌入混凝土承台内的螺栓组件，且所有螺栓组件在混凝土承台内以混凝土承台竖直中心轴为中心呈圆形均匀分布。
[0007]利用螺栓组件替代基础环实现塔筒与基础承台相连接，当风机基础承受来自塔筒传递的偏心弯矩时，风机基础顶面一侧受拉一侧受压。螺栓组件将拉力传递到基础底面，而压力由基础顶面混凝土传递到整个混凝土承台。采用螺栓组件的结构形式，可以使基础设计埋深变化更为灵活，不会造成像预埋基础环那样因为调整基础埋深而牺牲结构受力合理性，且必须要配置大量钢筋满足受力要求。
[0008]所述桩的顶端从混凝土承台的底面嵌入混凝土承台的内部，所述桩以混凝土承台的竖直中心轴对称分布，桩可选用钢管桩，且桩可为竖直设置或倾斜设置，确保对混凝土承台的稳定支撑。
[0009]所述螺栓组件包括地脚螺栓、设在混凝土承台顶面的顶锚固环、设在混凝土承台内部的底锚固环，所述地脚螺栓的预埋结构埋入混凝土承台的底端，而地脚螺栓的螺杆穿过底锚固环并通过螺母紧固，所述顶锚固环与底锚固环之间安装连接螺栓。对地脚螺栓表面进行达克罗防腐处理，并去除地脚螺栓及其附件的锐边。在浇筑混凝土承台的混凝土之前，先将地脚螺栓在基础底部安装和定位。安装时，需要在底锚固环下侧处的螺母和锚固环之间安装垫圈。
[0010]每组螺栓组件均包括两个连接螺栓，且两个连接螺栓以地脚螺栓为轴线对称安装，设置两个连接螺栓可保证每组螺栓组件的稳定性。
[0011]本实用新型所述承台锚固式风机基础，可用于高桩承台锚固式风机基础和低桩承台锚固式风机基础。
[0012]本实用新型所述承台锚固式风机基础，整体刚度大，施工工艺成熟，耐久性好，采用螺栓组件比预埋基础环的风机基础，能在一定程度上节约钢筋和混凝土用量，风机基础施工质量和工程进度均得到了较大提高，提高了整个基础结构的稳定性和经济性，并可以在一定程度上减小塔筒根部筒身的直径，解决塔筒的运输难题，使高桩承台基础在近海风电场领域得到推广和应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型实施例1的结构示意图；
[0014]图2为图1的结构俯视图；
[0015]图3为本实用新型所述螺栓组件的结构示意图；
[0016]图4为本实用新型实施例2的结构示意图；
[0017]图5为图4的结构俯视图。
【具体实施方式】
[0018]实施例1
[0019]如图1、图2所示，一种高桩承台锚固式风机基础，适用于海上风电场，包括混凝土承台1、混凝土承台I底端用于支撑混凝土承台I的桩3、用于连接混凝土承台I与混凝土承台顶端塔筒的连接机，连接机构包括80组竖直嵌入混凝土承台内的螺栓组件2，且所有螺栓组件2在混凝土承台I内以混凝土承台I竖直中心轴为中心呈圆形均匀分布。
[0020]桩3的顶端从混凝土承台I的底面嵌入混凝土承台I的内部，桩3以混凝土承台I的竖直中心轴对称分布，且靠近混凝土承台I的桩3竖直设置，而远离混凝土承台I的桩3倾斜；桩3为钢管桩。
[0021]如图3所示，螺栓组件包括地脚螺栓4、设在混凝土承台I顶面的顶锚固环5、设在混凝土承台I内部的底锚固环6，地脚螺栓4的预埋结构8埋入混凝土承台I的底端，而地脚螺栓4的螺杆穿过底锚固环6并通过螺母紧固，顶锚固环5与底锚固环6之间安装两个连接螺栓7，两个连接螺栓7以地脚螺栓4为轴线对称安装。
[0022]螺栓组件的材质为高强度优质碳素钢，其刚度比普通钢质强几倍，其冲击强度、疲劳强度和断裂韧性都有显著提高，螺栓组件表面进行达克罗防腐处理，并去除螺栓及其附件的锐边。使螺栓组件具有刚度大、冲击强度高、疲劳强度大和断裂韧性高等优点，保证螺栓组件长期有效地发挥作用，根据风机基础的受力情况，合理布置螺栓组件，使风机基础的受力更加合理。
[0023]实施例2
[0024]如图4、图5所示，一种低桩承台锚固式风机基础，适用于潮间带风电场，包括混凝土承台1、混凝土承台I底端用于支撑混凝土承台I的桩3、用于连接混凝土承台I与混凝土承台顶端塔筒的连接机，连接机构包括80组竖直嵌入混凝土承台内的螺栓组件2，且所有螺栓组件2在混凝土承台I内以混凝土承台I竖直中心轴为中心呈圆形均匀分布。
[0025]桩3的顶端从混凝土承台I的底面嵌入混凝土承台I的内部，桩3以混凝土承台I的竖直中心轴对称分布，桩3均为竖直设置；桩3为钢管桩。
[0026]其余结构与实施例1的结构一致。
【权利要求】
1.一种承台锚固式风机基础，包括混凝土承台(I)、混凝土承台(I)底端用于支撑混凝土承台(I)的桩(3)、用于连接混凝土承台(I)与混凝土承台顶端塔筒的连接机构，其特征是，所述连接机构包括多组竖直嵌入混凝土承台内的螺栓组件(2)，且所有螺栓组件(2)在混凝土承台(I)内以混凝土承台(I)竖直中心轴为中心呈圆形均匀分布。
2.根据权利要求1所述承台锚固式风机基础，所述桩(3)的顶端从混凝土承台(I)的底面嵌入混凝土承台(I)的内部。
3.根据权利要求1所述承台锚固式风机基础，所述桩(3)以混凝土承台(I)的竖直中心轴对称分布。
4.根据权利要求1-3之一所述承台锚固式风机基础，所述螺栓组件包括地脚螺栓(4)、设在混凝土承台(I)顶面的顶锚固环(5 )、设在混凝土承台(I)内部的底锚固环(6 )，所述地脚螺栓(4)的预埋结构埋入混凝土承台(I)的底端，而地脚螺栓(4)的螺杆穿过底锚固环(6)并通过螺母紧固，所述顶锚固环(5)与底锚固环(6)之间安装连接螺栓(7)。
5.根据权利要求4所述承台锚固式风机基础，每组螺栓组件均包括两个连接螺栓(7)，且两个连接螺栓(7)以地脚螺栓(4)为轴线对称安装。
6.根据权利要求1-3之一所述承台锚固式风机基础，所述桩(3)为钢管桩。
【文档编号】E02D27/42GK204080849SQ201420594867
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月15日 优先权日:2014年10月15日
【发明者】刘功鹏, 伏亮明, 钟耀, 汪睿, 孙晓娟, 黄春芳, 刘小松 申请人:中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司