[发明专利]一种高性能风电塔筒基础加固装置

说明书

本发明公开了一种高性能风电塔筒基础加固装置，涉及风力发电技术领域。高性能风电塔筒基础加固装置包括既有基础、既有基础环、风电塔筒、新增台柱、新增底板和斜撑等。新增台柱在既有基础顶面现浇而成。新增底板为预制构件，与既有基础通过二次灌浆连接。斜撑采用圆型或方形钢管制成，一端与风电塔筒连接，另一端与新增底板连接，连接方式为焊接或螺栓连接。该装置对既有基础进行了有效加固，增加了基础与地基的接触面积，转化了塔筒底部较大的弯矩荷载，优化了基础与风电塔筒的连接形式，在不破坏原结构的同时，使其适用于功率更大的风电机组，有利于风电场扩容增效、降低改建成本、提升既有基础性能和利用率，具有广阔的工程应用前景。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域。

背景技术

风电能源是一种无污染、可再生的清洁能源。陆上风电场发电量高、风机运行稳定、制造技术成熟，近年来被广泛投入使用。

基础位于风电塔筒的底部，用于承受上部传来的荷载，是保证风电机组安全性和正常运行的重要部件。以往的陆上风电场通常采用小型风电机组，荷载与塔筒直径较小，故小直径基础能满足要求，且基础与塔筒通过基础环连接，构造简单但连接性能不强。随着风电机组朝着更大容量的趋势发展，已建成的陆上风电场急需扩容增效，若将既有基础全部拆除并新建基础，材料成本和时间成本均较高，同时造成资源浪费，不利于环保。因此，如何对既有基础进行循环再利用是亟待解决的问题。有必要提出一种高性能风电塔筒基础加固装置，在不破坏既有基础结构的同时，使其承载力与连接接口适用于功率更大的风电机组，保障风电工程的安全性与正常使用。

发明内容

本发明公开了一种高性能风电塔筒基础加固装置，涉及风力发电技术领域。高性能风电塔筒基础加固装置包括既有基础、既有基础环、风电塔筒、新增台柱、新增底板、斜撑、预应力锚栓笼、锚固钢筋、三角加劲肋、方形钢管混凝土环梁、栓钉、二次灌浆和加劲隔板。新增台柱在既有基础顶面现浇而成。新增底板为预制构件，与既有基础通过二次灌浆连接。斜撑采用圆型或方形钢管制成，一端与风电塔筒连接，另一端与新增底板连接，连接方式为焊接或螺栓连接。该装置对既有基础进行了有效加固，增加了基础与地基的接触面积，转化了塔筒底部较大的弯矩荷载，优化了基础与风电塔筒的连接形式，在不破坏原结构的同时，使其适用于功率更大的风电机组，有利于风电场扩容增效、降低改建成本、提升既有基础性能和利用率，具有广阔的工程应用前景。

本发明的技术方案如下：

一种高性能风电塔筒基础加固装置，包括既有基础、既有基础环、风电塔筒、新增台柱、新增底板、斜撑、预应力锚栓笼、锚固钢筋、三角加劲肋、方形钢管混凝土环梁、栓钉、二次灌浆、加劲隔板。

既有基础顶面混凝土凿毛后植入锚固钢筋，预应力锚栓笼的下锚环与既有基础环焊接，三角加劲肋沿圆周均匀布置，其顶面和侧面分别与预应力锚栓笼的下锚环和既有基础环的侧壁焊接，按计算和构造要求配置钢筋并支模，浇筑混凝土，形成新增台柱。

新增底板由方形钢管混凝土环梁和栓钉构成，既有基础的侧面凿毛后植入锚固钢筋，锚固钢筋另一端焊接在方形钢管混凝土环梁侧面，最后采用二次灌浆填充缝隙。方形钢管混凝土环梁中均匀设置加劲隔板，且对应斜撑的位置处也有加劲隔板。

斜撑采用圆型或方形钢管制成，根据受力需要设置3～6根，沿圆周均匀布置，一端连接新增底板顶面，另一端连接到风电塔筒的同一高度处，连接方式采用焊接或螺栓连接。

本发明相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)增加了既有基础与地基的接触面积，使相同荷载下基础底面的应力更小，提高了基础的承载力与变形性能。

(2)通过斜撑将风电塔筒底部较大的弯矩转化为轴力，并均匀传递给新增底板，受力形式合理可靠，进一步提高了既有基础的承载力和稳定性。

(3)通过新增台柱使既有基础的接口尺寸和形式可以满足新的塔筒，将基础环连接转换为预应力锚栓连接，提高了基础与塔筒的连接性能。