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一種桶型裝配式風電塔筒基礎及其施工方法

文檔序號:29648397發布日期:2022-04-13 21:58來源:國知局
一種桶型裝配式風電塔筒基礎及其施工方法

1.本發明屬于風力發電技術領域,具體涉及一種桶型裝配式風電塔筒基礎及其施工方法。


背景技術:

2.風電機塔筒屬于高聳結構,承受較大的水平和豎向荷載,故基礎體形較大。傳統的風電塔筒樁基礎一般底部通過多根樁基與地基進行固定,但是在面臨基礎下部地基巖石較多且堅硬,不便將樁嵌入巖石時,采用樁基礎施工較為不便,導致樁基礎的承載能力及穩定性較差。


技術實現要素:

3.有鑒于此,本發明的目的在于提供一種桶型裝配式風電塔筒基礎及其施工方法,基礎筒體呈弧形塊相互拼裝的圓形,適用于上部為土層下部為巖層的地基,并且下部巖石較硬,樁基礎施工時不易嵌入巖石,可以提高基礎與地基之間的安裝穩定性,還能提高塔筒基礎的承載力。
4.為達到上述目的,本發明提供如下技術方案:
5.本發明一種桶型裝配式風電塔筒基礎,包括用于連接風電塔筒的現澆臺柱、設置在所述現澆臺柱底部的預制底桶,所述預制底桶的底部開口且沿著豎向插入地基中;所述預制底桶包括若干弧形底桶片,所述沿弧形底桶片周向依次拼接,相鄰兩塊弧形底桶片之間通過連接結構連接。
6.進一步,所述弧形底桶片的側面開設有插槽,所述連接結構包括h型的型鋼,所述型鋼的兩側分別與相鄰兩弧形底桶片的插槽插接。
7.進一步,所述預制底桶的上端設置有現澆底板,每一弧形底桶片的上端固定在所述現澆底板的底部的環形弧形梁上。
8.進一步,所述現澆臺柱的中心設置有預制錐形環,所述預制錐形環的底部固定設置有雙層的支撐環,所述支撐環的內側開設有開口槽;所述現澆套臺柱內環形均布有預應力錨栓,所述預應力錨栓布置在所述預制錐形環外側,所述預應力錨栓的下段錨固在所述支撐環的開口槽內,現澆底板的預埋螺栓在開口槽的內側與支撐環連接,所述預制錐形環的內側形成與所述開口槽連通的維修空間。
9.進一步,所述預制錐形環包括豎直直筒段以及錐筒段,所述錐筒段呈上小下大型,所述錐筒段的上端與所述豎直直筒段相接。
10.進一步,所述開口槽內沿其周向均布有若干加勁肋,相鄰兩個加勁肋之間將所述開口槽的空間相隔形成隔槽,所述隔槽與所述預應力錨栓和底板預埋螺栓一一對應。
11.進一步,所述現澆臺柱與預制底桶之間還設置有預制弧形梁,所述預制弧形梁的上端沿現澆臺柱的徑向延伸且連接至所述現澆臺柱,所述預制弧形梁的上端預埋有第一連接筋,所述預制錐形環的外側焊接有第二連接筋,所述第一連接筋和第二連接筋相互搭接。
12.進一步,每個預制弧形梁沿著梁長方向下部通過三個預制支撐柱支撐,所述預制支撐柱的上下兩端分別與預制弧形梁和預制底桶相連,所述支撐柱的高度沿徑向從外到內依次變長,支撐柱所在徑向的底部徑向配筋加密,形成暗梁以保證支撐柱及上部弧形梁的穩定性。
13.進一步,所述支撐柱的內側下部預埋有套筒,所述套筒的上端連接有第三連接筋,所述第三連接筋向上延伸后與所述預制弧形梁連接,所述預制底桶的頂部向上延伸有第四連接筋,所述第四連接筋與所述套筒的下端通過擠壓套筒的方式進行連接;所述預制弧形梁內設置有安裝孔,所述安裝孔內預埋有金屬波紋管,所述第三連接筋向上延伸穿過所述金屬波紋管后,在所述金屬波紋管與所述第三連接筋之間的空腔內支?,F澆混凝土。
14.一種桶型裝配式風電塔筒基礎的施工方法,采用上述所述的桶型裝配式風電塔筒基礎,首先將若干弧形底桶片沿周向依次平裝呈圓筒型,在弧形底桶片的上端布置好底板的預埋件后現澆底板,在現澆底板的中心通過底板預埋螺栓固定預制錐形環,在現澆底板上施工預制支撐柱,在預制支撐柱、預制錐形環及現澆底板之間施工預制弧形梁,最后在錐形環外側支撐模板后施工現澆臺柱。
15.本發明的有益效果在于:
16.1、本發明所公開的一種桶型裝配式風電塔筒基礎,基礎包括用于連接風電塔筒的現澆臺柱、設置在現澆臺柱底部的預制底桶,整個塔筒基礎通過預制底桶插入巖石地基中,可以更為方便地在上部為土層下部為巖層,并且巖石較硬,樁基礎施工時不易嵌入巖石的地基。相比于現有的樁基來說,預制底桶下部與地基之間具有更大的接觸面積,增大了基礎筒體與土層之間的的接觸面積以增大摩擦,提高基礎筒體的施工及后續工作的穩定性。
17.2、本發明所公開的一種桶型裝配式風電塔筒基礎,預制底桶包括若干弧形底桶片,沿弧形底桶片周向依次拼接,相鄰兩塊弧形底桶片之間通過連接結構連接,通過裝配式的連接方式,直接通過工廠進行預制,可以極大提高施工效率,運輸和施工更為方便,節約成本。
18.3、本發明所公開的一種桶型裝配式風電塔筒基礎,現澆臺柱中心設置的預制錐形環與預制錐形環底部固定設置的雙層的支撐環相配合,可以便于維修人員的進入風電塔筒基礎內進行維修作業;維修人員可以通過預制錐形環的上端進入預制錐形環內,對預應力錨栓進行松緊,便于在預應力錨栓損壞或者預應力損失過大后進行拔出更換或者緊固,預應力錨栓的維護更加方便快捷。
19.本發明的其他優點、目標和特征將在隨后的說明書中進行闡述,并且在某種程度上對本領域技術人員而言是顯而易見的,或者本領域技術人員可以從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其他優點可以通過下面的說明書來實現和獲得。
附圖說明
20.為了使本發明的目的、技術方案和有益效果更加清楚,本發明提供如下附圖進行說明:
21.圖1為本發明桶型裝配式風電塔筒基礎的結構示意圖;
22.圖2為本發明圖1中弧形底桶片的結構示意圖;
23.圖3為本發明圖2在a處的放大圖;
24.圖4為本發明桶型裝配式風電塔筒基礎的半剖視圖;
25.圖5為本發明圖1中預制錐形環的結構示意圖;
26.圖6為本發明圖1中預制弧形梁和預制支撐柱的連接示意圖;
27.圖7為本發明預制弧形梁下端與預制底桶片相連的示意圖。
28.附圖中標記如下:現澆臺柱1、預制底桶2、弧形底桶片3、連接結構4、插槽5、現澆底板6、預制錐形環7、支撐環8、開口槽9、預應力錨栓10、豎直直筒段11、錐筒段12、加勁肋13、預制弧形梁14、第一連接筋15、第二連接筋16、預制支撐柱17、套筒18、第三連接筋19、第四連接筋20、金屬波紋管21。
具體實施方式
29.如圖1所示,本發明一種桶型裝配式風電塔筒基礎,包括用于連接風電塔筒的現澆臺柱1、設置在現澆臺柱1底部的預制底桶2,現澆臺柱1呈圓柱形,預制底桶2的底部開口且預制底桶2的下端沿著豎向插入巖石地基中;整個塔筒基礎通過預制底桶2插入巖石地基中,將預制底桶2底部至于巖石之上,不便嵌入巖石時可以不嵌入巖石之中。相比于現有的樁基來說,預制底桶2與地基土層之間具有更大的接觸面積,增大了基礎筒體與土層之間的的摩擦,提高基礎筒體的安裝穩定性。預制底桶2包括若干弧形底桶片3,每一塊弧形底桶片3的結構相同,沿弧形底桶片3周向依次拼接形成預制底桶2,相鄰兩塊弧形底桶片3之間通過連接結構4連接,提高施工效率。
30.本實施例中,如圖2和3所示,弧形底桶片3的側面開設有插槽5,插槽5沿著豎向貫穿弧形底桶片3,連接結構4包括h型的型鋼,型鋼的兩側分別與相鄰兩弧形底桶片3的插槽5插接,從而將相鄰兩弧形底桶片3連接在一起。預制底桶2還包括設置在現澆臺柱1底部的圓形的現澆底板6,現澆底板6用于對弧形底桶片3進行連接和支撐,每一弧形底桶片3的上端固定在現澆底板6的底部。
31.本實施例中,如圖4和5所示,現澆臺柱1的中心設置有預制錐形環7,預制錐形環7的底部固定設置有雙層的支撐環8,該支撐環8的高度在500mm,開口槽高度約300mm,支撐環8的內側開設有開口槽9,可以便于維修人員進行施工及后期維護;現澆套臺柱內環形均布有預應力錨栓10,預應力錨栓10布置在預制錐形環7外側,預應力錨栓10的下段延伸錨固在支撐環8的開口槽9內,開口槽9內側與現澆底板預埋的螺栓進行連接,預制錐形環7的內側形成與開口槽9連通的維修空間,維修人員可以通過預制錐形環7的上端進入預制錐形環7內,然后通過開口槽9進入支撐環8內,對深入支撐環8內的預應力錨栓10進行松緊,便于將預應力錨栓10拔出更換或者緊固。
32.本實施例中,預制錐形環7包括豎直直筒段11以及錐筒段12,錐筒段12呈上小下大型,錐筒段12的上端與豎直直筒段11相接。通過設置直徑較小的豎直直筒段11,可以保證現澆臺柱1的規模,豎直直筒段11和錐筒段12之間圓滑過度,可以保證整個結構的承載能力。
33.本實施例中,開口槽9內沿其周向均布有若干加勁肋13,相鄰兩個加勁肋13之間將開口槽9的空間相隔形成隔槽,隔槽與預應力錨栓10一一對應,加勁肋13用于開口槽9起到支撐的作用,提高支撐環8的結構強度。
34.本實施例中,如圖6所示,現澆臺柱1與預制底桶2之間還設置有預制弧形梁14,預制弧形梁14的上端沿現澆臺柱1的徑向延伸且連接至現澆臺柱1,預制弧形梁14的上端預埋
有第一連接筋15,預制錐形環7的外側焊接有第二連接筋16,第一連接筋15和第二連接筋16相互搭接。預制弧形梁14的沿著梁長方向下部通過三個預制支撐柱17支撐,預制支撐柱17的上下兩端分別與預制弧形梁14和預制底桶2相連,支撐柱的高度沿徑向從外到內依次變長。通過設置預制弧形梁14和預制支撐柱17,可以提高整個裝置的豎向承載能力,預制弧形梁14沿現澆臺柱1的徑向延伸且連接至現澆臺柱1,預制梁下端部預埋伸出第5連接筋,與預制底桶通過中部上端預埋的套筒連接,還使得結構的抗傾覆能力有所增加。
35.本實施例中,支撐柱的內側下部預埋有套筒18,套筒18的上端連接有第三連接筋19,第三連接筋19向上延伸后與預制弧形梁14連接,預制底桶2的頂部向上延伸有第四連接筋20,第四連接筋20與套筒18的下端連接;預制弧形梁14內設置有安裝孔,安裝孔內預埋有金屬波紋管21,第三連接筋19向上延伸后通過金屬波紋管21與預制弧形梁14連接。
36.其中,圖7為預制弧形梁14下端與預制底桶片3相連的示意圖,預制弧形梁14下端部預埋伸出第五連接筋,與預制底桶片3通過中部上端預埋的套筒連接,即第五連接筋插入底桶的預埋的套筒中,通過擠壓套筒進行連接,套筒連接的方式與支撐柱與底板連接方式相同。
37.一種桶型裝配式風電塔筒基礎的施工方法,采用如上述的桶型裝配式風電塔筒基礎,首先將若干弧形底桶片3沿周向依次平裝呈圓筒型,在弧形底桶片3的上端布置好底板的預埋件后再現澆底板,在現澆底板6的中心通過螺栓固定預制錐形環7,在現澆底板6上施工預制支撐柱17,在預制支撐柱17、預制錐形環7及現澆底板6之間施工預制弧形梁14,最后在錐形環外側支撐模板后施工現澆臺柱1。
38.最后說明的是,以上優選實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制,盡管通過上述優選實施例已經對本發明進行了詳細的描述,但本領域技術人員應當理解,可以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變,而不偏離本發明權利要求書所限定的范圍。
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