[发明专利]基于多桩承台基础的风机塔筒与桩基础之间的连接结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于风电场风机多桩承台基础上的，风机塔筒与桩基础之间的连接结构。

背景技术

风电场风机塔筒作为风机的支撑结构，除承受风机自重外，还承受风机运行时产生的动力荷载和风的脉动荷载的作用。这些荷载的作用都将通过风机塔筒传递到风机基础结构上，因此风机的基础结构受力十分复杂。目前已建风电场的风机基础很多采用的是多桩承台基础，即在桩基础顶部浇注钢筋混凝土承台，风机塔筒底部埋植在钢筋混凝土承台内，通过钢筋混凝土承台将风机塔筒上的荷载传递到桩基础上。其缺点主要有：

一、结构整体性差；荷载传递路径复杂；

二、钢筋混凝土承台受力复杂，特别是在与风机塔筒和桩基础连接部位，应力集中现象十分严重，使得钢筋混凝土承台的设计和施工难度很大；

三、混凝土抗拉强度低，在长期动力荷载作用下，容易产生疲劳裂缝，引起钢筋锈蚀，降低结构强度；

四、钢筋混凝土承台与风机塔筒钢结构之间刚度差异很大，二者变形难以协调，在长期动力荷载作用下，二者之间的结合面容易剥离。

需要提出一种安全可靠，施工方便，并且经济性合理的结构形式，使得风机塔筒和多桩承台基础之间的结构整体性得到加强并改善钢筋混凝土承台的受力状况。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种风机塔筒与桩基础之间的新型连接结构，可以提高风机塔筒和多桩承台基础之间的结构整体性，改善钢筋混凝土承台的受力状况，以克服现有技术的上述缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种基于多桩承台基础的风机塔筒与桩基础之间的连接结构，包括风机塔筒、桩基础和位于桩基础顶部的钢筋混凝土承台，所述风机塔筒的底部埋植在钢筋混凝土承台内，所述风机塔筒与桩基础之间还通过连接件相连接，所述连接件为钢结构并具有工字形截面。

优选地，所述连接件包括以下几部分：垂直腹板，一端与风机塔筒固定连接，另一端与桩基础固定连接；上水平环板，上水平环板的内边缘与风机塔筒固定连接，上水平环板的下表面与垂直腹板的上边缘垂直连接；下水平环板，下水平环板的内边缘与风机塔筒固定连接，下水平环板的上表面与垂直腹板的下边缘垂直连接；上翼板，一端与桩基础固定连接，另一端与上水平环板的外边缘对接，上翼板的下表面与垂直腹板的上边缘垂直连接；下翼板，一端与桩基础固定连接，另一端与下水平环板的外边缘对接，下翼板的上表面与垂直腹板的下边缘垂直连接。

优选地，所述风机塔筒为圆筒形，所述桩基础沿圆周分布在风机塔筒的外围，所述垂直腹板位于经过风机塔筒轴线的平面内，所述上、下水平环板位于垂直于风机塔筒轴线的平面内。

优选地，所述连接件埋设在钢筋混凝土承台内。

优选地，所述桩基础的顶部设有桩顶连接结构与所述连接件相连接。

进一步地，桩顶连接结构的截面为十字形，桩基础顶部开槽并与桩顶连接结构插接。

本发明的有益效果在于：

(1)连接件为钢结构，将风机塔筒和桩基础直接相连，从而大大提高了风机塔筒、钢筋混凝土承台和桩基础三者之间连接的可靠性，并且结构整体性得到加强。

(2)工字形截面连接件具有充分的强度和刚度，可以将作用在风机塔筒上的荷载全部或部分传递到桩基础上。并且由于风机塔筒和桩基础通过连接件直接相连，从而使得荷载传递更加直接，钢筋混凝土承台受力状况得到改善，降低钢筋混凝土承台的设计和施工难度。

(3)连接件采用钢结构，与风机塔筒和桩基础连接方便可靠。

(4)连接件埋设在钢筋混凝土承台内，可以有效防止失稳破坏，充分发挥钢结构强度高的特点，经济性好。

(5)在风机塔筒外壁设置的水平环板，使得连接件可以在任意角度与桩基础连接，从而可以适应桩基础在施工过程中所产生的定位误差，减小应力集中，改善风机塔筒壁上的应力分布，并且避免了连接件的上下翼板直接与塔筒壁焊接，减小焊接变形。

(6)桩顶连接结构断面为十字形，同时，桩基础顶部开槽与桩顶连接结构插接，可以有效地将荷载分布到桩基础四周。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明风机塔筒与桩基础之间的连接结构示意图。

图2是本发明的一个横截面示意图。

图3是连接件部位的局部放大图。

图中：1、风机塔筒  2、桩基础  3、连接结构  4、钢筋混凝土承台5、封底混凝土  31、桩顶连接结构  32、垂直腹板  33、上翼板34、下翼板  35、上水平环板  36、下水平环板

具体实施方式