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摘要：风力发电机简称风机，风机基础一般为大直径独立扩展基础，并采用预应力锚栓基础，以承受巨大的上部荷载。预应力锚栓基础包括上下锚板及锚栓，每台基础的锚栓接近200根，锚栓环形布置呈笼状，形成锚栓笼，为了实现风机首节塔筒的顺利吊装，锚栓的铅直度和同心度要求极高。主要本文以三峡新能源白云河梁子风电场风机及箱变基础预应力锚栓基础应用为例，对其施工进行了详细的阐述和分析，旨在为同行提供一些借鉴和参考。
关键词：新型风力发电机组；梁板式；预应力锚栓；基础应用；分析
1、引言
预应力锚栓替代了基础环，风机基础的形式仍为普通的基础形式。预应力锚栓基础形式并不是将锚栓和混凝土浇筑在一起，它是由上锚板、下锚板、锚栓、PVC 护管等组成，在上锚板和下锚板之间用PVC护管将锚栓与混凝土隔离，而且要密封，浇筑过程中水不能进入到护管内，以免对锚栓造成腐蚀。当锚栓受到拉力时，锚栓的下锚板以上部分会均匀受力，整个锚栓是一个弹性体，没有弹性部分和刚性部分的界面，从而避免应力集中。由于对锚栓施加预应力，混凝土基础始终处于受压状态，因此采用预应力锚栓的风机基础就不会出现基础环两侧混凝土出现应力集中而产生破坏的情况。
2、风力发电机预应力锚栓基础现状分析
风力发电机简称风机，风机基础一般为大直径独立扩展基础，并采用预应力锚栓基础，以承受巨大的上部荷载。预应力锚栓基础包括上下锚板及锚栓，每台基础的锚栓接近200根，锚栓环形布置呈笼状，形成锚栓笼，为了实现风机首节塔筒的顺利吊装，锚栓的铅直度和同心度要求极高。
一方面，锚栓较长，锚固不够稳固，尤其是超长型锚栓，例如长7.12m、8.12m的锚栓笼在安装过程中，上锚板重约1.85t，锚栓自身保持铅直度较差，固定不牢靠，容易产生一定的挠度变形，且锚栓规格越长，其挠度变形越大，使得锚栓笼可能发生同心度偏差。
另一方面，锚栓笼的上下端分别连接环状的上锚板和下锚板，由于锚栓直径较上锚板中预留的锚栓孔直径小一些，且需要施加预应力，在施工过程中，由于基础结构钢筋的绑扎及混凝土的浇筑的影响，使锚栓出现铅直度方便的变形，锚栓不完全处于锚栓孔的正中间，这也是影响锚栓铅直度和同心度的原因之一。
此外，现有的风机基础结构钢筋直接与锚栓接触，没有专门考虑如何固定锚栓脚，锚栓在风机基础结构钢筋绑扎及混凝土浇筑期间会出现晃动，直接影响到锚栓铅直度和同心度。最终，锚栓笼的偏差导致首节塔筒无法吊装，从而出现返工修正，通常通过打磨等方式才能使首节塔筒顺利安装，出现耽误工期，增加费用的情况。
3、新型风力发电机组梁板式预应力锚栓基础应用
预应力锚栓式圆环形风机基础，其包括圆环形钢筋混凝土基础、基础底板和高强度预应力锚栓。所述基础底板位于所述圆环形钢筋混凝土基础之下，所述高强度预应力锚栓预埋并贯穿所述圆环形钢筋混凝土基础，围绕基础中心呈中心对称分布。主要的优点是：具有更合理的圆环式基础，风机基础系统的刚度、受力配置合理，基底脱开面积余量更大，缓解了基础边缘在较大弯矩作用下与地基土脱开的现象；同时安全性、适用性和耐久性方面均较佳。结构简单、施工容易，还能实质性地节省钢筋混凝土方量，经济性较好。
3.1锚栓组合件的清点
施工前，根据预应力锚栓基础图纸中锚栓组合件清单（附表 锚栓组合件清单），清点各部件数量，对各部件进行外观检查。查看上、下锚板是否变形；锚栓螺纹是否损伤、锚栓是否弯曲，将不合格品剔除，严禁使用。
3.2部件现场放置
将所需部件运至现场后放置在平整的地方，用软木支垫，以防上、下锚板变形和螺栓螺纹的损坏。
3.3预埋件留置
根据预应力锚栓基础图要求，核对安装下锚板的预埋件数量、尺寸和位置是否正确。在浇筑地基混凝土时预留置埋件8块，
3.4下锚板的安装
使用16t汽车吊，将下锚板吊起后缓缓移动到预埋件上方300mm处停住，先将下锚板支撑螺栓对应穿入下锚板上的螺孔内，下锚板上下各放一个螺母，在下锚板下面的螺母上加一垫片。内外支撑螺栓对准预埋件后，吊车将下锚板放置在预埋件上。
将下锚板的中心对应基础中心，将下锚板支撑螺栓与对应的预埋件焊接牢固，焊脚高度不小6mm。调整下锚板的平整度，调节支撑螺栓，使下锚板达到设计标高，且下锚板的水平度不超过3mm。
定位锚栓的安装：基础锚栓分为定位锚栓（套两段热缩管）和普通锚栓（套一段热缩管）。用吊车将上锚板吊起到一定高度，然后在上锚板的内外螺栓孔上均布对称穿上定位锚栓，锚栓穿入上锚板后带上临时钢螺母。在锚栓的下端（平头端）拧上发黑的半螺母，然后将PVC套管（长度按图纸要求）套入锚栓，再把热缩管套在PVC套管上（定位锚栓套两段热缩管）。在定位锚栓的上端（锥头端）拧入尼龙调节螺母（不允许用钢螺母）。定位锚栓穿好后，吊车慢慢吊起锚板和定位锚栓，移动至下锚板正上方，把定位锚栓穿入对应的下锚板螺栓孔内，在下锚板下方垫上垫片后拧紧发黑整螺母（不得错用达克罗螺母）。螺母拧紧力矩要求为300N·m。
普通螺栓的安装：在定位锚栓安装完毕并，找平、找正后，将普通锚栓按照对角顺序安装原则，锚栓上端（锥头端）先穿入上锚板，另一端（已安装半螺母）穿入下锚板，同样的方法将剩余锚栓逐步安装就位。并在锚栓的下端（平头端）拧上发黑的半螺母，锚栓的下端至半螺母的下平面距离L2，然后将PVC套管套入锚栓，再把热缩管套在PVC套管上（普通锚栓套一段热缩管），普通锚栓上端（锥头端）螺纹长度为120-130mm。加好垫片拧紧螺母（发黑螺母）。螺母拧紧力矩要求为300N·m，不得遗漏。
下锚板下方局部垫层浇筑前进行隐蔽工程验收，经监理验收签证、确认合格（无遗漏且拧紧）后方可进行下一步的施工。
3.5锚栓组合件的调整
在风机基础外侧（自然地坪面）每90°位置定一桩，然后用装有花篮螺栓的拖拉绳将上锚板与桩连接，调节四个方向的花篮螺栓，使上、下锚板同心（以上、下锚板螺栓孔的中心线为基准，同心度允许偏差满足≤3mm）。上、下锚板同心后，调整上锚板的水平度：测量定位锚栓处上锚板平面筒节对接区域的水平度，调节尼龙螺母和临时钢螺母使上锚板平面达到图纸设计标高，上锚板水平度满足≤1.5mm左右（严禁将PVC套管穿出上锚板上平面），然后用酒精喷灯加热PVC套管端口处的热缩管，使其收缩封堵PVC套管和锚栓的间隙。锚栓上端（锥头端）露出上锚板长度满足L1mm±1.5.
调整结束后，用4根钢筋（两个方向、每个方向为十字架）加强锚栓组合件。钢筋上端与上锚板焊钉焊接，下端与基础预埋件焊接，并在4根钢筋的交汇点焊接牢固，加强锚栓组合件的整体稳定性。钢筋绑扎、支模后，混凝土浇筑前复查上锚板的水平度，达到要求后，方可浇筑混凝土。锚栓组合键安装完毕后先向监理工程申请隐蔽工程验收，在浇筑下锚板下方混凝土前，下锚板下方的锚栓螺母必须得到监理工程验收合格签字确认后方可浇筑。在浇筑基层混凝土过程中，主要保护锚栓组合件，用塑料布把锚板及锚栓上部全部包好，以免浇筑混凝土时上锚板和锚栓被污染或破坏。在钢筋绑扎、模板制安及混凝土浇筑过程中可能对上锚板水平度有所影响，在进行灌浆前，对上锚板进行水平度检查。调整锚栓，将锚栓的水平度控制在≤2mm以内。体混凝土浇筑完成3天后，对锚栓进行二次灌浆，二次灌浆时，从另一侧溢出为止，灌浆开始后，必须连续进行并尽可能缩短灌浆时间。
4、结语
新型梁板式预应力锚栓基础，不仅节材节能，还大大改善了受力状况，能够更好地保障风电机组安全运行。
参考文献：
[1]我国风力发电机组地基基础设计[J].王民浩，陈观福.水力发电.2008（11）
论文作者:于俊华
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第30期
论文发表时间:2019/9/3
标签：基础论文; 预应力论文; 螺母论文; 风机论文; 螺栓论文; 混凝土论文; 预埋件论文; 《建筑模拟》2019年第30期论文;