風(fēng)力發(fā)電機組基礎(chǔ)加固系統(tǒng)及加固方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于風(fēng)電發(fā)電機組基礎(chǔ)加固技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)力發(fā)電機組基礎(chǔ)加固系統(tǒng)及加固方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
風(fēng)力發(fā)電項目在我國發(fā)電領(lǐng)域里有了較大的發(fā)展，埋入式塔筒基礎(chǔ)占有率比較高，由于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)較低，部分工程施工質(zhì)量較差，導(dǎo)致部分風(fēng)電機組基礎(chǔ)出現(xiàn)基礎(chǔ)環(huán)與混凝土間縫隙加大，塔筒振動超標(biāo)，基礎(chǔ)出現(xiàn)開裂等問題，嚴(yán)重威脅風(fēng)電機組安全穩(wěn)定運行。由于風(fēng)力發(fā)電機組一般都安裝在70米以上的高度，塔筒在固有的自振及風(fēng)壓的作用下，與塔筒剛性連接的基礎(chǔ)環(huán)在與已形成縫隙的混凝土縫隙處始終處于振動的狀態(tài)，振幅、振動方向及水平方向作用力的大小隨著風(fēng)壓的變化不斷在變化。
[0003]現(xiàn)有的解決基礎(chǔ)環(huán)與混凝土間縫隙加大的方法是向縫隙中注入環(huán)氧樹脂膠及高強灌漿料，存在的主要問題是環(huán)氧樹脂膠及高強灌漿料需要一定的固化時間，由于基礎(chǔ)環(huán)在與已形成縫隙的混凝土縫隙處始終處于振動的狀態(tài)，處于不斷攪拌狀態(tài)的環(huán)氧樹脂膠或高強灌漿料固化條件較差，在達到固化強度前基礎(chǔ)環(huán)在環(huán)氧樹脂或高強灌漿料間已經(jīng)形成縫隙，不能形成有效強度，受到比較大的振動后，固化后的樹脂或高強灌漿料逐漸被磨碎，縫隙越來越大。
[0004]申請?zhí)?01510183824.1發(fā)明專利表述了一種風(fēng)力發(fā)電機組基礎(chǔ)加固系統(tǒng)及加固方法，通過對布置在基礎(chǔ)環(huán)外側(cè)的六邊形鋼梁施加預(yù)拉力，對基礎(chǔ)環(huán)周邊混凝土施加預(yù)應(yīng)壓力，解決基礎(chǔ)疲勞產(chǎn)生開裂的問題，并提供了方法。該專利的問題主要是:1、在鋼骨混凝土梁(6)沒有施加預(yù)應(yīng)力的前，就要完成向損傷空洞(12)灌注高強灌漿料，向縫隙(11)注入環(huán)氧樹脂膠，由于鋼骨混凝土梁(6)能夠施加預(yù)應(yīng)力的過程需要20多天的時間，由于基礎(chǔ)環(huán)在縫隙處的振動，注入的環(huán)氧樹脂膠和高強灌漿料很難形成有效強度；2、正六邊形鋼梁(5)對稱分布在基礎(chǔ)環(huán)外側(cè)，每根鋼梁的中心點均與基礎(chǔ)環(huán)外壁接觸，在鋼骨混凝土梁(6 )沒有施加預(yù)應(yīng)力之前，正六邊形鋼梁(5 )及澆筑混凝土后的鋼骨混凝土梁(6 )隨著基礎(chǔ)環(huán)一起振動，鋼骨混凝土梁(6)在養(yǎng)護期不間斷受振動的影響，水泥與鋼筋及鋼梁脫殼，達不到強度設(shè)計的要求；3、鋼骨混凝土梁(6)隨著基礎(chǔ)環(huán)一起振動，鋼骨混凝土梁(6)，基礎(chǔ)環(huán)壁與鋼骨混凝土梁(6)間形成了縫隙，失去了控制基礎(chǔ)環(huán)水平方向振動的作用；4、僅靠6根鋼梁兩端的4根，總計24根錨桿對基礎(chǔ)周邊混凝土產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)壓力，該預(yù)應(yīng)力及鋼骨混凝土梁(6)與柱墩表面產(chǎn)生的摩擦力能大于塔筒作用在柱墩(9)上表面水平方向的正常運行載荷或極端荷載；5、鋼筋混凝土失去作用后，緊靠正六邊形鋼梁(5)中的6個點控制基礎(chǔ)環(huán)水平方向振動，應(yīng)力集中，基礎(chǔ)環(huán)(8 )，正六邊形鋼梁(5 )及預(yù)應(yīng)力錨桿組合件(7 )產(chǎn)生疲勞；6、錨桿(13)布置在柱墩(9)外側(cè)，鋼梁(5)與轉(zhuǎn)接梁(14)之間沒有鋼筋混凝土，錨桿
(13)張拉后產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力集中在鋼梁(5)與柱墩(9)結(jié)合處，應(yīng)力集中，隱患較大。
[0005]故此，研發(fā)一種能夠保證風(fēng)機穩(wěn)定運行，降低企業(yè)經(jīng)營風(fēng)險的風(fēng)力發(fā)電機組基礎(chǔ)加固系統(tǒng)及加固方法是十分必要的。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】
: 本發(fā)明填補和改善了上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供了一種設(shè)計合理、安全可靠、效果明顯、成本可控、經(jīng)濟適用、能夠降低企業(yè)經(jīng)營風(fēng)險的一種風(fēng)力發(fā)電機組基礎(chǔ)加固系統(tǒng)及加固方法，可以在風(fēng)電領(lǐng)域大規(guī)模地推廣和使用。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種風(fēng)力發(fā)電機組基礎(chǔ)加固系統(tǒng)，包括原風(fēng)機鋼筋混凝土基礎(chǔ)及加固系統(tǒng)，原風(fēng)機鋼筋混凝土基礎(chǔ)包括基礎(chǔ)底板、基礎(chǔ)環(huán)及柱墩，基礎(chǔ)環(huán)埋入柱墩內(nèi)，基礎(chǔ)環(huán)頂端與塔筒連接，加固系統(tǒng)包括新建鋼筋混凝土基礎(chǔ)、環(huán)形鋼梁、上梯形調(diào)節(jié)墊塊、下梯形調(diào)節(jié)墊塊、弧形壓力板及鋼筋，新建鋼筋混凝土基礎(chǔ)通過植入鋼筋與原風(fēng)機鋼筋混凝土基礎(chǔ)連接，環(huán)形鋼梁安裝于基礎(chǔ)環(huán)外側(cè)，環(huán)形鋼梁通過新建鋼筋混凝土基礎(chǔ)與原風(fēng)機鋼筋混凝土連接成為一體，弧形壓力板均勻分布于基礎(chǔ)環(huán)的外表面上，相鄰的弧形壓力板之間設(shè)有灌注孔，上梯形調(diào)節(jié)墊塊及下梯形調(diào)節(jié)墊塊位于弧形壓力板和環(huán)形鋼梁之間，上梯形調(diào)節(jié)墊塊和下梯形調(diào)節(jié)墊塊的上方設(shè)有鎖止螺栓，鎖止螺栓通過螺紋孔均勻安裝于環(huán)形鋼梁的圓周上。
[0008]所述的環(huán)形鋼梁、上梯形調(diào)節(jié)墊塊和下梯形調(diào)節(jié)墊塊、弧形壓力板及基礎(chǔ)環(huán)外壁相互間接觸面的弧度和坡度一致，上梯形調(diào)節(jié)墊塊、下梯形調(diào)節(jié)墊塊及環(huán)形鋼梁的斜面角度，保證上梯形調(diào)節(jié)墊塊及下梯形調(diào)節(jié)墊塊與環(huán)形鋼梁受壓后，其產(chǎn)生的摩擦力大于垂直作用在上梯形調(diào)節(jié)墊塊和下梯形調(diào)節(jié)墊塊大端面的作用力，并通過鎖止螺栓鎖死上梯形調(diào)節(jié)墊塊及下梯形調(diào)節(jié)墊塊，以確保在極端荷載條件下上梯形調(diào)節(jié)墊塊及下梯形調(diào)節(jié)墊塊不被擠出。
[0009]所述的上梯形調(diào)節(jié)墊塊上設(shè)有均勻分布的預(yù)留工藝孔，預(yù)留工藝孔的數(shù)量不少于2個。
[0010]所述的環(huán)形鋼梁由不少于2段圓弧形鋼梁組成，每段圓弧形鋼梁通過法蘭板及螺栓組件連接，每段圓弧形鋼梁表面上設(shè)有I個雙軸傾角傳感器安裝基準(zhǔn)面及3個水準(zhǔn)觀測點。
[0011]所述的環(huán)形鋼梁靠近基礎(chǔ)環(huán)的內(nèi)弧形面的上端和下端設(shè)有2排螺絲孔，通過使用臨時調(diào)整和固定裝置，在安裝環(huán)形鋼梁時，調(diào)整與基礎(chǔ)環(huán)距離并固定環(huán)形鋼梁，在安裝弧形壓力板及上梯形調(diào)節(jié)墊塊和下梯形調(diào)節(jié)墊塊前，將固定螺絲及臨時固定裝置撤掉，在環(huán)形鋼梁外側(cè)中下端區(qū)域呈120度角設(shè)置3個螺絲孔，用于微量調(diào)整環(huán)形鋼梁的高度及傾斜度，并用于在安裝階段固定環(huán)形鋼梁。
[0012]所述的上梯形調(diào)節(jié)墊塊和下梯形調(diào)節(jié)墊塊材質(zhì)的硬度小于環(huán)形鋼梁、弧形壓力板及基礎(chǔ)環(huán)材質(zhì)的硬度，以保證由于溫度的變化導(dǎo)致基礎(chǔ)環(huán)、弧形壓力板、環(huán)形鋼梁材料的膨脹在基礎(chǔ)環(huán)上形成集中應(yīng)力，導(dǎo)致金屬的疲勞。
[0013]一種風(fēng)力發(fā)電機組基礎(chǔ)加固系統(tǒng)的加固方法，加固方法包括以下步驟:
I)、根據(jù)每個風(fēng)電場風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計的實際情況，按照新建鋼筋混凝土基礎(chǔ)的設(shè)計要求，通過鋼筋探測儀準(zhǔn)確探測原風(fēng)機鋼筋混凝土基礎(chǔ)中鋼筋的布置及走向，在探測區(qū)域內(nèi)沒有布置鋼筋的地方鉆孔植入鋼筋，在沒有達到設(shè)計深度的位置探測到有影響的原鋼筋后，停止鉆孔并植入鋼筋，在附近繼續(xù)探測沒有鋼筋影響的位置并植入鋼筋。植入鋼筋的數(shù)量和布置方式滿足設(shè)計要求后，綁扎鋼筋，安裝環(huán)形鋼梁，環(huán)形鋼梁安裝于基礎(chǔ)環(huán)外側(cè)，環(huán)形鋼梁通過新建鋼筋混凝土基礎(chǔ)與原風(fēng)機鋼筋混凝土基礎(chǔ)成為一體，且環(huán)形鋼梁與基礎(chǔ)環(huán)同心布置，環(huán)形鋼梁的上平面不低于基礎(chǔ)環(huán)的上平面，環(huán)形鋼梁的下平面不高于柱墩的上平面，支模澆筑混凝土，進入混凝土養(yǎng)護階段。新建鋼筋混凝土基礎(chǔ)通過植入鋼筋與原風(fēng)機鋼筋混凝土基礎(chǔ)連接，植入的鋼筋與原鋼筋混凝土基礎(chǔ)由灌注于放置鋼筋孔中的環(huán)氧樹脂膠固定。新建鋼筋混凝土基礎(chǔ)采用膨脹混凝土，保證新建混凝土不收縮產(chǎn)生裂紋，不降低混凝土強度。
[0014]2)、新建鋼筋混凝土基礎(chǔ)達到設(shè)計強度后，通過鎖止螺絲孔，采用專用工具將上梯形調(diào)節(jié)墊塊、下梯形調(diào)節(jié)墊塊吊放至正常位置的最高處，安裝弧形壓力板，待全部弧形壓力板安裝完畢后，風(fēng)力發(fā)電機組停機，在風(fēng)速較小，風(fēng)壓較低的的條件下，通過上梯形調(diào)節(jié)墊塊及下梯形調(diào)節(jié)墊塊調(diào)整基礎(chǔ)環(huán)外壁與弧形壓力板的強度關(guān)系，保證塔筒的垂直度不受影響，避免應(yīng)力集中的現(xiàn)象發(fā)生?；⌒螇毫Π寰鶆虬惭b于基礎(chǔ)環(huán)的外表面上，上梯形調(diào)節(jié)墊塊及下梯形調(diào)節(jié)墊塊均勻安裝于環(huán)形鋼梁和弧形壓力板之間，且二者呈交錯分布，利用上梯形調(diào)節(jié)墊塊的預(yù)留工藝孔及與鎖止螺栓配合的螺紋孔使用鋼釬或調(diào)節(jié)工具調(diào)整下梯形調(diào)節(jié)墊塊，并通過2個鎖止螺栓將其鎖死；再利用另外的與鎖止螺栓配合的螺紋孔調(diào)整上梯形調(diào)節(jié)墊塊，并通過2個鎖止螺栓將其鎖死。
[0015]3)、弧形壓力板與基礎(chǔ)環(huán)表面的間隙和壓力通過上梯形調(diào)節(jié)墊塊和下梯形調(diào)節(jié)墊塊調(diào)節(jié)并保持固定，在風(fēng)機承受不同風(fēng)向的滿負荷載后，檢查并調(diào)整上梯形調(diào)節(jié)墊塊及下梯形調(diào)節(jié)墊塊，使得基礎(chǔ)環(huán)與全部弧形壓力板保持穩(wěn)定的剛性；在安裝弧形壓力板時，各弧形壓力板之間預(yù)留有灌注孔，當(dāng)基礎(chǔ)環(huán)與全部弧形壓力板保持穩(wěn)定的剛性結(jié)構(gòu)后，向柱墩與基礎(chǔ)環(huán)的間