[发明专利]可更换预埋螺栓式风机组混凝土基础及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可更换预埋螺栓式风电机组混凝土基础其施工方法。适用于风力发电行业土木工程技术领域。

背景技术

常规的风电机组混凝土基础采用基础环、预埋螺栓等方式将上部塔筒与混凝土基础连接。基础环连接造价较高，基础环钢筒将混凝土基础分隔为内外两部分，底部法兰对混凝土的冲切力较大，且当基础发生倾斜时调平等均比较困难。预埋螺栓连接造价较低，螺栓与混凝土连接好，且灌浆调平较容易，但传统的预埋螺栓结构中螺栓更换困难。

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，提供一种可更换预埋螺栓式风电机组混凝土基础，以便于螺栓更换且调平方便，旨在简化整体结构、方便施工。

本发明要解决的另一技术问题是：提供一种实施方便快捷、有效缩短工期的可更换预埋螺栓式风电机组混凝土基础的施工方法。

本发明所采用的技术方案是：一种可更换预埋螺栓式风电机组混凝土基础，混凝土基础上安装塔筒，其特征在于：所述塔筒与混凝土基础经塔筒法兰、可更换的双排高强预应力螺栓和预埋于混凝土基础内的底部法兰相连，其中高强预应力螺栓上端采用螺帽Ⅰ与塔筒法兰固定，高强预应力螺栓下端连接焊接固定于底部法兰下端面的螺帽Ⅱ，所述螺帽Ⅱ罩有半球形罩；塔筒法兰与底部法兰之间设有供所述高强预应力螺栓穿过的空心管。

所述塔筒法兰与混凝土基础之间、沿塔筒一圈均匀设有3组用于塔筒调平的楔形块，塔筒法兰底面与基础混凝土顶面之间灌注高强度砂浆。

所述高强预应力螺栓头部制成扁平状。

所述半球形罩为半球形钢罩或半球形UPVC罩；所述空心管为UPVC管。

一种可更换预埋螺栓式风电机组混凝土基础的施工方法，其特征在于步骤如下：

a、在底部法兰下端面对应于各螺栓孔焊接螺帽Ⅱ，螺帽Ⅱ上安装半球形罩；

b、按工程要求浇筑混凝土基础，并在混凝土基础中预埋经加工处理的底部法兰，对应底部法兰的各螺栓孔预埋空心管，该空心管竖向布置，下端接底部法兰上表面，上端露出于混凝土基础顶面；

c、待混凝土基础满足强度要求后，在混凝土基础顶面设置用于调平的楔形块，调平后安装塔筒，塔筒下端的塔筒法兰的各螺栓孔与空心管一一对应；

d、塔筒法兰底面与基础混凝土顶面之间灌注高强度砂浆；

e、在每个螺栓孔内插装高强预应力螺栓，依次穿过塔筒法兰、空心管和底部法兰，并与螺帽Ⅱ螺纹连接；

f、高强预应力螺栓上端安装螺帽Ⅰ，并通过螺帽Ⅰ对螺栓施加预应力。

本发明的有益效果是：1）高强预应力螺栓具有可更换性，当达到疲劳设计年限时，可更换所有高强预应力螺栓，提高整体安全性；2）采用高强预应力螺栓可减少混凝土的用量，并增加结构的抗冲切能力；3）采用楔形块进行调平，并灌注高强度砂浆，操作方便，结构稳定可靠；4）本发明施工方便快捷、有效缩短工期，降低工程投入。

附图说明

图1为本发明的立面示意图。

图2为本发明的平面示意图。

图3为图2的Ⅰ-Ⅰ剖视图。

图4为本发明中一组楔形块的结构示意图。

具体实施方式

如图1~图3所示，风电机组塔筒6通过混凝土基础1将荷载传递给地基，塔筒6与混凝土基础之间通过双排高强预应力螺栓3将塔筒法兰5与对应预埋于混凝土基础1内的的底部法兰4连接。高强预应力螺栓3上端穿过塔筒法兰5，并经螺帽Ⅰ10固定于塔筒法兰5（其中螺帽Ⅰ10置于塔筒法兰5上表面）；螺栓下端穿过底部法兰4，并与焊接固定于底部法兰4下端面的螺帽Ⅱ11螺纹连接，本例中螺帽Ⅱ外侧采用UPVC等材料制成的半球形罩8将螺帽Ⅱ、螺栓与混凝土分隔。本实施例中通过螺帽Ⅰ10对螺栓施加预应力。底部法兰4与塔筒法兰5之间设置空心管9，采用UPVC管，空心管内用于插装高强预应力螺栓3，该空心管将高强预应力螺栓3与周边混凝土分隔，便于施加预应力。

在混凝土基础1承台顶面、塔筒法兰5底面之间通过3组楔形块7及螺栓拧动对进行基础调平，3组楔形块7沿塔筒圆周均匀布置。每组楔形块7均由两块上下叠合的两楔形块7组成，见图4。当塔筒法兰安装精度满足要求后，在塔筒法兰5底面与混凝土基础1顶面之间灌注高强度砂浆2。

本实施例中高强预应力螺栓3上端部制成扁平状，若后期高强预应力螺栓3达到使用寿命年限需要更换螺栓时，可拧动其头部扁平处，逐根更换螺栓。

本实施例的具体施工方法如下：

a、在底部法兰4下端面对应于各个螺栓孔（两圈，如图2所示）焊接螺帽Ⅱ11，螺帽Ⅱ11上安装半球形罩8，将螺帽Ⅱ罩住；