欒鳳嬌

（煙臺(tái)宏源熱電設(shè)計(jì)有限公司 山東煙臺(tái) 264002）

0 引言

風(fēng)機(jī)塔筒與基礎(chǔ)的連接一般采用預(yù)埋基礎(chǔ)環(huán)的設(shè)計(jì)方式。近年來(lái)國(guó)內(nèi)多個(gè)風(fēng)電工程出現(xiàn)了基礎(chǔ)環(huán)與基礎(chǔ)主體脫開(kāi)的現(xiàn)象，基礎(chǔ)環(huán)與風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)柱接觸面產(chǎn)生縫隙，縫隙伴隨著風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)“一張一合”，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)與臺(tái)柱頂接觸處混凝土被壓潰。為解決此類(lèi)問(wèn)題，以“山東華電德州陵城義渡口一期50MW 風(fēng)電項(xiàng)目”為例，對(duì)風(fēng)機(jī)塔筒與基礎(chǔ)連接形式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1 風(fēng)機(jī)荷載及相關(guān)參數(shù)

采用2000kW 風(fēng)電機(jī)組，葉輪直徑121m，輪轂高度100m，塔筒重233.74t，基礎(chǔ)環(huán)重21.2t，作用于基礎(chǔ)頂面荷載及主要風(fēng)機(jī)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 基礎(chǔ)頂面荷載及風(fēng)機(jī)參數(shù)（不含安全系數(shù)）

2 設(shè)計(jì)方案

方案一：預(yù)應(yīng)力錨栓組合方案。塔筒下法蘭采用T 型法蘭，設(shè)兩排預(yù)應(yīng)力錨栓，根數(shù)通過(guò)計(jì)算確定，一般與采用基礎(chǔ)環(huán)方案的連接螺栓數(shù)量相同，分布在塔筒底法蘭兩側(cè)，利用環(huán)形的錨板與其組成一個(gè)整體。下方共設(shè)有12 個(gè)支撐腿（環(huán)向均布）與下錨板相連接，每個(gè)支撐腿由2 根M30 螺栓組成。錨栓外套PE 套管，穿入下錨板對(duì)應(yīng)的螺栓孔內(nèi)。組合完成后開(kāi)始綁扎鋼筋并澆注混凝土，待基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度達(dá)到90%后方進(jìn)行塔筒的吊裝，利用微調(diào)螺母調(diào)平，取出灌漿槽錨板并進(jìn)行二次灌漿，確保塔筒底法蘭水平度達(dá)到廠家要求，不應(yīng)超過(guò)2mm。二次灌漿完成后，在錨栓和錨栓孔之間、塔筒底法蘭側(cè)邊與混凝土之間注入中性硅膠防水，最后按照順序依次后張拉錨栓。

圖1 預(yù)應(yīng)力錨栓組合方案

方案二：帶栓釘基礎(chǔ)環(huán)方案。在基礎(chǔ)環(huán)上打足夠數(shù)量栓釘以增強(qiáng)基礎(chǔ)環(huán)與基礎(chǔ)之間的錨固。內(nèi)外側(cè)各設(shè)置6 排栓釘，每排92φ22，長(zhǎng)150mm，并與基礎(chǔ)環(huán)孔相錯(cuò)開(kāi)。

3 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分析對(duì)比

3.1 安全性分析

兩種方案均可以改善塔筒與基礎(chǔ)的連接。其中，預(yù)應(yīng)力錨栓組合方案克服了基礎(chǔ)環(huán)基礎(chǔ)的強(qiáng)度、剛度突變問(wèn)題，預(yù)應(yīng)力錨栓貫穿基礎(chǔ)整個(gè)高度，基礎(chǔ)整體性好，對(duì)錨栓施加預(yù)應(yīng)拉力充分利用了混凝土的抗壓強(qiáng)度，受理合理，無(wú)薄弱環(huán)節(jié)，安全性高。

3.2 結(jié)構(gòu)性能分析

預(yù)應(yīng)力錨栓連接形式中，在塔筒底部彎矩作用下，部分預(yù)應(yīng)力錨栓受拉，通過(guò)軸向拉力將塔筒底部彎矩傳至風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)底部。常規(guī)基礎(chǔ)環(huán)形式中，塔筒的下壓力通過(guò)基礎(chǔ)環(huán)底部水平翼板傳給下部的混凝土，上拔力通過(guò)基礎(chǔ)環(huán)底部水平翼板傳給四周的混凝土并通過(guò)混凝土傳給相鄰的豎筋，預(yù)應(yīng)力錨栓與基礎(chǔ)環(huán)連接方案分析對(duì)照詳見(jiàn)表2。

表2 預(yù)應(yīng)力錨栓與基礎(chǔ)環(huán)連接方案分析對(duì)照

3.3 造價(jià)對(duì)比分析

表3 擴(kuò)展基礎(chǔ)預(yù)應(yīng)力錨栓組合方案造價(jià)

通過(guò)工程量及造價(jià)比較，預(yù)應(yīng)力錨栓組合方案造價(jià)較栓釘基礎(chǔ)環(huán)方案低1.33 萬(wàn)元，具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

表4 栓釘基礎(chǔ)環(huán)方案造價(jià)

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)以上分析對(duì)比，預(yù)應(yīng)力錨栓設(shè)計(jì)方案更加安全，結(jié)構(gòu)受力性能好，造價(jià)低，值得在以后的設(shè)計(jì)中運(yùn)用。