一种现浇式预应力锚索风机基础装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及建设工程中大型风力发电机组固定技术领域，尤其涉及一种现浇 式预应力锚索风机基础装置。
【背景技术】
[0002] 风电作为一种新的能源，在安全、经济和环保等方面都具有极为明显的优势。但 1997年11月内蒙辉腾锡勒风场安装10台美国Zond 550KW风机基础地脚螺栓在人工力矩 800Nm、液压应力在2600MPa的条件下断裂，共计7根涉及3基基础。2003年9月2日，13 号台风"杜鹃"在广东红海湾西岸的惠东县港口镇登陆，极大风速为57m/s。红海湾风电场 共安装有25台V47-660变桨距风力发电机组，其中有13台受到不同程度损坏。2006年8 月10日，台风"桑美"登陆浙江省苍南县，台风登陆时中心附近最大风力60m/s，苍南鹤顶山 风电场现场测到的极大风速为81. lm/s，受其影响28台风力发电机组全部受损，其中5台倒 塌，损失惨重。这些事故给我们敲响了警钟。在飞速发展的进步路上，也许我们不会停下匆 忙的脚步，但必须牢记安全是风电电场永恒的主题。随着风电建设从平原转向山区，从陆地 转向海洋，对安全提出了更高的要求，而风电基础的安全对风电机组安全运行起着关键性 作用。
[0003] 风力发电机组基础通常要承受360度方向的重复荷载而且具有大偏心受力的特 性，塔筒承受的荷载传至基础环，在通过基础环传至基础。目前，对于大型风力发电机多采 用现场构造的混凝土重力式支撑基础，或者是锚杆重力式基础，这些基础施工工序冗杂，施 工历时长，混凝土和钢筋用量很大，且结构内部材料都是一次性的，结构耐久性差，随着使 用时间的加长使安全性大大降低。因此，有必要开发一种兼顾安全、经济和可靠的风机基础 装置和施工方法。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种现浇式预应 力锚索风机基础装置，用于固定大型风力发电机组，为陆上风电场安全运营提供技术保障。
[0005] 本实用新型的目的是这样实现的：
[0006] 一、现浇式预应力锚索风机基础装置(简称装置）
[0007] 本装置包括圆形基坑、高强度混凝土空心柱体、素混凝土圆筒、镀锌波纹钢筒外 筒、镀锌波纹钢筒内筒、预应力锚索、基础底环、基础顶环、高强螺母、钢套管、箍筋和回填 土；
[0008] 其位置和连接关系是：
[0009] 以圆形基坑的中心线为轴，从圆形基坑的内壁向中心线，依次同心设置有素混凝 土圆筒、镀锌波纹钢筒外筒、镀锌波纹钢筒内筒和高强度混凝土空心柱体；
[0010] 在镀锌波纹钢筒外筒和镀锌波纹钢筒内筒之间，环形均匀设置有数根钢套管，在 数根钢套管的外壁中间包罗有箍筋；
[0011] 在每根钢套管内设置有预应力锚索，在预应力锚索的上下两端分别设置有基础顶 环和基础底环；在基础顶环的顶面设置有高强螺母，在基础底环的底面设置有高强螺母9 ;
[0012] 在镀锌波纹钢筒内筒5的里面设置有压实回填土。
[0013] 二、现浇式预应力锚索风机基础装置施工方法(简称方法）
[0014] 本方法基于上述的现浇式预应力锚索风机基础装置，包括以下步骤：
[0015] ①开挖圆形基坑，在圆形基坑内同心放置镀锌波纹钢筒外筒和镀锌波纹钢筒内 筒，以镀锌波纹钢筒外筒为支撑和工作面，在圆形基坑的坑壁和镀锌波纹钢筒外筒之间由 下而上浇筑素混凝土，从而形成素混凝土圆筒；
[0016] ②将预制好的数根钢套管分别拧入基础底环的螺孔内，将预应力锚索穿过钢套管 并伸出基础底环底端一定距离，利用高强螺母将预应力锚索和基础底环固定为一体；又利 用箍筋沿数根钢套管的外圆周固定；再整体放置于镀锌波纹钢筒外筒和镀锌波纹钢筒内筒 之间；
[0017] ③在镀锌波纹钢筒外筒和镀锌波纹钢筒内筒之间，由下而上浇筑高强度混凝土， 从而形成高强度混凝土圆筒；待混凝土的强度达到要求后将基础顶环8穿过预应力锚索置 于高强度混凝土圆筒的顶端且用高强螺母将预应力锚索和基础顶环固定为一体；
[0018] ④在镀锌波纹钢筒内筒内部，首先浇筑一定高度的高强度混凝土从而形成下圆 块，又填入回填土并压实，最后在顶端利用高强度混凝土封顶即形成上圆块；
[0019] 襲:待高强度混凝土龄期达到要求后，对伸出圆形基坑上端面的预应力锚索进行张 拉施加预应力，从而使混凝土受到压力，提高整个基础装置的稳定性。
[0020] 本实用新型具有下列优点和积极效果：
[0021] ①本基础装置建造在开挖好的圆形基坑内，利用预制好的镀锌波纹钢筒作为混凝 土浇筑的外围衬砌和工作面，大大加快了施工进度；
[0022] ②在圆形基坑坑壁与镀锌波纹钢筒外筒之间用低强度素混凝土回填，同时将镀锌 波纹钢筒内筒和镀锌波纹钢筒外筒采用同心放置，内筒之中回填土，充分利用了现场开挖 的土料，在保证安全的同时降低了施工成本；
[0023] ③通过高强螺母将预应力锚索、基础底环和基础顶环连为一体，并使用刚套管10 将预应力锚索和混凝土分隔开来，以保证预应力锚索的张拉效果；
[0024] ④用预应力锚索代替一般锚杆对基础结构进行加固处理，可大大降低钢筋的用 量，节省工程投资；
[0025] ⑤预应力锚索可提供更大的预应力，使土质地基和混凝土基础结构紧密贴合在一 起，让地基和混凝土基础结构共同承担风机上部结构传来的静力和动力荷载，有效预防因 弯矩过大引起的风机塔筒倾斜，可保证风机在极端条件下安全运营。
[0026] 总之，本实用新型基础牢固，节省工程投资，施工进度快，尤其是预应力锚索可提 供更大的预应力，有效预防因弯矩过大引起的风机塔筒倾斜，可保证风机在极端条件下安 全运营。
【附图说明】
[0027] 图1是本装置的结构主视图；
[0028] 图2是本装置的结构俯视图。
[0029] 其中：
[0030] I -圆形基坑；
[0031] 2-高强度混凝土空心柱体，
[0032] 2. 1 一尚强度混凝土圆筒，
[0033] 2. 2-高强度混凝土下圆块，
[0034] 2. 3-高强度混凝土上圆块；
[0035] 3一素混凝土圆筒；
[0036] 4-镀锌波纹钢筒外筒；
[0037] 5-镀锌波纹钢筒内筒；
[0038] 6-预应力锚索；
[0039] 7 一基础底环；
[0040] 8-基础顶环；
[0041] 9 一高强螺母；
[0042] 10-钢套管；
[0043] 11-箍筋；
[0044] 12-回填土。
【具体实施方式】
[0045] 下面结合附图和实施例对本实用新型详细说明。
[0046] -、装置
[0047] 1、总体
[0048] 如图1、2,本装置包括圆形基坑1、高强度混凝土空心柱体2、素混凝土圆筒3、镀锌 波纹钢筒外筒4、镀锌波纹钢筒内筒5、预应力锚索6、基础底环7、基础顶环8、高强螺母9、 钢套管10、箍筋11和回填土 12 ;
[0049] 其位置和连接关系是：
[0050] 以圆形基坑1的中心线为轴，从圆形基坑1的内壁向中心线，依次同心设置有素混 凝土圆筒3、镀锌波纹钢筒外筒4、镀锌波纹钢筒内筒5和高强度混凝土空心柱体2 ;
[0051] 在镀锌波纹钢筒外筒4和镀锌波纹钢筒内筒5之间，环形均匀设置有数根钢套管 10,在数根钢套管10的外壁中间包罗有箍筋11 ;
[0052] 在每根钢套管10内设置有预应力锚索6,在预应力锚索6的上下两端分别设置有 基础顶环8和基础底环7 ;在基础顶环8的顶面设置有尚强螺母