[发明专利]一种预应力混凝土风电机组基础

说明书

本发明涉及一种预应力混凝土风电机组基础。本发明的目的是提供一种预应力混凝土风电机组基础，旨在有效抵抗风机基础环和混凝土基础间的剪切力和冲压，同时将力扩散到更外围的混凝土区域，有效解决风机基础环周边混凝土应力集中和混凝拉裂与压剪破坏等问题，实现预应力加载的目标。本发明的技术方案是：一种预应力混凝土风电机组基础，具有混凝土基础、预埋在基础内的基础钢筋、预埋在基础顶部的风机基础环及焊接在风机基础环底部的底部法兰，其特征在于：在混凝土基础内、风机基础环的周边设置灌浆钢环，灌浆钢环上预设灌浆管并引管至基础外。本发明适用于风力发电基础结构工程领域的天然地基混凝土基础和桩基混凝土承台等。

技术领域

本发明涉及一种预应力混凝土风电机组基础。适用于风力发电基础结构工程领域的天然地基混凝土基础和桩基混凝土承台等。

背景技术

风电机组基础环是目前连接塔架和基础的主要形式，承受并传递巨大弯矩。作为风电机组基础设计的指导性文件，《风电机组地基基础设计规定》并未对风机基础环与基础连接设计计算分析做出详细的规定。风电机组基础环的结构形式本身存在先天不足的缺点，即基础环的抗疲劳性能好，而基础混凝土疲劳效应小，基础环周边的混凝土在疲劳荷载反复作用下易产生裂缝。特别在极端荷载条件下，基础局部应力显著提升，基础环与混凝土之间的粘结力逐渐丧失，导致基础环周边混凝土的破裂面逐步扩大，粗糙的破裂面处混凝土不断被磨损成粉末颗粒，渗入基础内的水体将逐渐充满整个破裂面空隙，粉末颗粒将以灰浆的形式不断被挤出破裂面，再沿着基础环与基础之间的缝隙通道被挤出基础，从而造成基础环底法兰处一定范围内的混凝土将逐渐被掏空，进而形成空腔，不利于基础环的稳定，从而造成风电机组运行中产生剧烈晃动。风机基础一旦出现上述问题与现象，一般采取钻孔注浆加强与重做止水结构的处理措施，但依然很难长期有效解决。

因此，风机基础在设计时亟需给基础环施加预应力，减少风机基础在风机运行时产生的疲劳和应力集中现象，然而现实中实现起来非常困难，技术难度大，施工要求高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种预应力混凝土风电机组基础，旨在有效抵抗风机基础环和混凝土基础间的剪切力和冲压，同时将力扩散到更外围的混凝土区域，有效解决风机基础环周边混凝土应力集中和混凝拉裂与压剪破坏等问题，实现预应力加载的目标。

本发明所采用的技术方案是：一种预应力混凝土风电机组基础，具有混凝土基础、预埋在基础内的基础钢筋、预埋在基础顶部的风机基础环及焊接在风机基础环底部的底部法兰，其特征在于：在混凝土基础内、风机基础环的周边设置灌浆钢环，灌浆钢环上预设灌浆管并引管至基础外。

所述灌浆钢环有若干圈，固定于由基础钢筋搭设的钢筋笼内部，内圈的灌浆钢环与风机基础环保持设定间距。

所述灌浆钢环横截面为两端呈圆弧状，中间呈扁平状，中间形成空腔。

所述内圈的灌浆钢环包括风机基础环外侧竖直布置的灌浆钢环或底部法兰下方水平布置的灌浆钢环或采用上述竖直及水平同时布置灌浆钢环的结构。

所述灌浆管的数量≧2个，一个为高压注浆管，其余为排气管。

本发明的有益效果是：1、本发明既可应用于陆上风电，亦可应用于海上风电；2、本发明设计合理，在混凝土基础内部设置灌浆钢环，通过在钢环体内高压注浆使其膨胀预拉的方式，灌浆钢环上下端保证不被破坏，中间受灌浆体灌注时的高压膨胀鼓起预拉，为风机基础环周边混凝土提供预应力，能够有效抵抗了风机基础环和混凝土基础间的剪切力和冲压，同时将力扩散到更外围的混凝土区域，有效解决了基础环周边混凝土应力集中和混凝拉裂与压剪破坏等问题；3、本发明中关键部分——灌浆钢环可在钢结构加工厂提前大批次预制，有利于节省工期，施工高效可行；4、本发明灵活使用灌浆钢环，可在风机基础环周围放置多道，大大增强基础强度，有利于延长使用寿命。

附图说明

图1为本发明的立面图。