一种测风塔结构的双折型板锚基础及施工方法

1.本发明涉及海上风电行业的基础设计技术领域，尤其涉及一种测风塔结构的锚杆与板锚组合基础及施工方法。


背景技术：

2.为了合理评估风场风资源，需要现场实测风速。拉线式测风塔具有结构简单、施工便捷的特点，是风能开发现场风速实测的一种主要测风结构，在实际工程中得到广泛应用。该结构主要通过拉线的预拉力提供约束固定结构，因此拉线的预拉力直接影响结构的安全。拉线一端连接塔结构，一端固定在拉线盘(板锚基础)。
3.板锚基础由于结构简单，施工简洁，经济效益高，板锚基础被广泛用作测风塔结构的拉线盘基础。由于板锚基础厚度小，侧向面积小，侧向抗水平力小，同时板锚水平面积有限，水平摩擦力也有限，因此其在使用过程中由于板锚基础提供的水平抵抗力有限，板锚有可能产生滑移而导致拉线预拉力损失，拉线预拉力损失会引起拉线与塔结构连接面的拉线内力重分布而到达一个新的平衡，新的平衡点由于其中拉线预拉力的损伤而与原来位于结构中心的平衡点有偏移，这个偏移会导致结构产生p
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δ效应而影响结构的安全，特别在贵州、四川等有凝冻天气的地区，凝冻增加结构的重量，放大了结构的p
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δ效应，严重威胁结构的安全，由于该原因导致测风塔倒塌的事故时有发生。由于目前板锚基础水平承载能力不足导致这一系列的严重安全问题，因此解决板锚基础水平承载能力不足是解决凝冻条件下测风塔安全威胁的有效措施之一。本发明的目的就是发明一种水平承载能力高的新型板锚基础代替目前的板锚基础，从而解决由于板锚基础水平承载能力不足导致的测风塔安全威胁问题。测风塔倒塌不仅导致测风设备损坏造成经济损失，更重要的是导致测风记录连续性中断，影响风资源评估精度，进而影响风场开发经济效益评估。因此，解决由于板锚基础水平承载能力不足导致的测风塔安全威胁问题对保证风资源评估精度具有重要意义。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是解决上述背景技术中由于目前板锚基础水平承载能力不足导致测风塔倒塌的安全威胁问题，提供一种既发挥了板锚施工快捷、垂向承载能力高特点，同时增加侧向面积进而增加水平承载能力，并且利用板锚
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土体界面之间的摩擦力随着附加压应力的增大而增加导致板锚的承载力随之提高的楔形效应使拉线拉力增加时板锚承载能力也随之提高的双折型板锚基础。
5.为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
6.一种测风塔结构的双折型板锚基础，所述的双折型板锚基础使用时位于土体9下方，包括混凝土结构1、两端弯折的纵向钢筋2、横向钢筋3、交叉筋10、拉杆4，双折型板锚基础本身的承载能力通过混凝土结构1、两端弯折纵向钢筋2和横向钢筋3来实现。双折型板锚基础沿拉线方向一端向下折，下折角6的角度为60
°‑
75
°
，双折型板锚基础沿拉线反方向一端向上折，上折角的角度为60
°‑
75
°
。双折型板锚基础与土体9之间的折型斜界面之间的摩
擦力随着附加压应力的增大而增加，导致双折型板锚基础的承载力的楔形效应随之提高，提高的楔形效应进而使拉线拉力增加时板锚承载能力也随之提高；同时下折角度或上折角度为60
°‑
75
°
时可以获得较大的侧向投影面积，使得板锚有更高侧向承载能力，也即是提高了水平承载能力。
7.所述的混凝土结构1两端弯折，作为双折型板锚基础的主体，混凝土结构1的内部设有两端弯折的纵向钢筋2、横向钢筋3、交叉筋10，交叉筋10位于横纵向钢筋构成的方形区域之间，交叉筋10的交叉点位于方形区域中心，且交叉点与拉杆4的一端连接，拉杆4的另一端为圆环，用于连接固定测风塔的拉线。所述纵向钢筋2两端弯折方向与双折型板锚基础的弯折方向一致。
8.进一步的，所述的混凝土一般采用c20，混凝土保护层厚度一般为50cm，受压一侧厚度根据板锚受压承载能力确定。
9.进一步的，所述的纵向钢筋2、横向钢筋3、交叉筋10一般采用q235，配筋量根据板锚受拉承载能力确定。
10.一种测风塔结构的双折型板锚基础的施工方法，包括以下步骤：
11.首先，确定板锚基础埋置位置，基坑开挖，直到满足埋深和宽度要求后，平整基坑底部；
12.其次，绑扎纵向钢筋2、横向钢筋3和交叉筋10并固定其位置；
13.接着，根据c20混凝土的配合比确定水、水泥、砂和石的用量，准备材料并搅拌均匀，在绑扎好的钢筋结构内浇筑混凝土，捣实混凝土并整理钢筋混凝土结构外形尺寸。
14.最后，养护混凝土，当混凝土有一定强度之后回填土并夯实。
15.本发明的有益效果为：本发明的双折型板锚基础结构简单，施工便捷，无需大型施工设备，同时具有较好的经济效益。与普通板锚结构相比，只是改变了板锚的形状，不增加成本，但解决了普通板锚基础水平承载力不足可能导致测风塔结构倒塌的严重安全威胁问题。
附图说明
16.图1是本发明的结构总体示意图；
17.图2是本发明的沿图1a
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a面的剖示图。
18.图中：1混凝土结构；2纵向钢筋；3横向钢筋；4拉杆；5上折角；6下折角；7上折角斜面；8下折角斜面；9土体；10交叉筋。
具体实施方式：
19.以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
20.参照图1
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2，一种测风塔结构的双折型板锚基础，它包括：混凝土结构1、两端弯折纵向钢筋2、横向钢筋3、交叉筋10、拉杆4；上折角5、下折角6、上折角斜面7和下折角斜面8，其特征在于：双折型板锚基础本身的承载能力通过混凝土1、两端弯折纵向钢筋2和横向钢筋3来实现；交叉筋10的交叉点连接拉杆4；板锚沿拉线方向一端向下折，下折角6的角度为60
°‑
75
°
，板锚与拉线反方向一端向上折，上折角5的角度为60
°‑
75
°
；板锚
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土体之间的折型斜面7和8界面之间的摩擦力随着附加压应力的增大而增加导致板锚的承载力随之提高的
楔形效应使拉杆4拉力增加时板锚承载能力也随之提高，同时下折角6和上折角5的角度为60
°‑
75
°
时可以获得较大的侧向投影面积，与普通板锚相比，大大增加了板锚侧面与土体9的接触面积，使得板锚有更高侧向承载能力，也即是水平承载能力大大提高。
21.混凝土一般采用c20，混凝土保护层厚度一般为50cm，受压一侧厚度根据板锚受压承载能力确定，钢筋一般采用q235，配筋量根据板锚受拉承载能力确定。
22.本发明施工方法如下：
23.首先确定板锚基础埋置位置；其次基坑开挖，直到满足埋深和宽度要求；接着平整基坑底部；接着绑扎钢筋；接着搅拌混凝土并浇筑混凝土，捣实混凝土并整理钢筋混凝土结构外形尺寸；接下来养护混凝土；最后当混凝土有一定强度之后回填土并夯实。
24.以上所述实施例仅表达本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。