一种风电机组基础环扩展基础的修复加固结构的制作方法

1.本实用新型属于风力发电工程领域，具体涉及一种风电机组基础环扩展基础的修复加固结构。


背景技术：

2.全球能源紧张和环境气候问题的严峻性，促使各国日益重视对风能、太阳能、生物质能等可再生能源的开发和利用。我国“十四五”期间，将推动能源体系绿色低碳转型。坚持节能优先，完善能源消费总量和强度双控制度。风力发电研究起步早、技术成熟，已成为可再生能源利用的重要途径，尤其在最近几年风电装机容量取得快速增长。根据国家能源局发布2021年全国电力工业统计数据。到2021年，风电装机容量超3.3亿千瓦。风电已成为继水电后我国最重要的可再生能源。
3.随着风力发电技术近十几年的快速发展，风力发电呈现风电机组大型化、风机基础多样化。机组单机容量2008年以前主要以mw及以下为主，08年以后主要以1.5mw、2.0 mw、3.0 mw机组装机为主，目前广泛使用的主要以4.0mw及以上为主；轮毂高度由50m增至100m，甚至150m；风电场区域由开发条件优越的戈壁荒滩、大漠草原发展到黄土卯梁、丘陵、山地和滩涂。基础设计由原来外国进口风机附带基础施工图，发展到风机厂家提供概念设计，由设计院进行基础施工图设计。风电大发展，带动基础设计及风机塔筒设计不断的发展创新，以适应陆上及滩涂不同条件风场建设。
4.目前风机基础形式根据建设项目的地质条件可分为扩展基础、梁板基础、岩石预应力锚杆基础、桩基础和预应力筒型基础。其中应用最常规为扩展基础，根据塔筒与基础的连接形式又分为基础环式风机基础和锚笼环式风机基础，基础环式风机基础中央凸起的部分即为风机基础圆台。
5.我国在快速发展风电的同时，因早期产业技术水平不成熟、运维管理经验缺乏、设备质量参差不齐等原因，基础环式风机基础引进国内时，未完全根据国内实际情况进行设计改进，其应用后出现了洋技术通用的“水土不服”的情况。尤其表现在基础环式基础多年运行后基础环失效的问题，且该类基础型式在基础环发生失效后，出现无法更换的问题，致使风机的安全运行出现巨大隐患。针对此背景情况，需要设计一种风电机组基础环扩展基础的修复加固结构，用于基础环失效的基础加固稳定，保证风机的有效安全运行。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的提供一种风电机组基础环扩展基础的修复加固结构，以解决基础环发生失效后，出现无法更换，致使风机的安全运行出现巨大隐患的问题。
7.本实用新型的目的是通过以下技术手段实现的，一种风电机组基础环扩展基础的修复加固结构，包括失效的风机基础，以及风机基础中央凸起的风机基础圆台，还包括加固壳体，预应力锚索和法兰，加固壳体设置在风机基础上，加固壳体顶部连接有法兰，预应力锚索上端与法兰相连，预应力锚索下端穿过加固壳体，并固定在风机基础内。
8.所述加固壳体包括中央的加固圆台和加固圆台下底边向外延伸的斜面部，其中斜面部从中央至边缘向下倾斜。
9.所述加固圆台直径大于风机基础圆台的直径。
10.所述法兰下端的加固壳体上还开有灌浆槽，预应力锚索从灌浆槽内穿过，灌浆槽内设置有高灌浆材料，法兰连接在高灌浆材料上。
11.所述风机基础内还设有竖直的灌浆孔，预应力锚索下端连接至灌浆孔底部，灌浆孔内设置有高灌浆材料。
12.所述加固圆台顶面至风机基础圆台的高度不超过风机基础高度的1/2。
13.本实用新型的有益效果在于：通过混凝土的加固壳体，以及原有的风机基础结构承受风机的竖向载荷，用过t型法兰和预应力锚索代替已经失效的基础环装置，抵抗风机基础受到的水平向载荷和弯矩，易于实现、可操作性强，在原有基础结构在失效的情况下，能保证结构稳定可靠，确保风机正常安全运行。
附图说明
14.图1为一种风电机组基础环扩展基础的修复加固结构示意图；
15.图中1风机塔筒；2加固壳体；2-1加固圆台；2-2斜面部；3法兰；4预应力锚索；5灌浆孔；6风机基础；6-1风机基础圆台；7灌浆槽。
16.以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
具体实施方式
17.【实施例1】
18.一种风电机组基础环扩展基础的修复加固结构，包括失效的风机基础6，以及风机基础6中央凸起的风机基础圆台6-1，还包括加固壳体2，预应力锚索4和法兰3，加固壳体2设置在风机基础6上，加固壳体2顶部连接有法兰3，预应力锚索4上端与法兰3相连，预应力锚索4下端穿过加固壳体2，并固定在风机基础6内。
19.如图1所示，原本的风机基础6包括两边斜面的部分，以及中央圆台型，用于设置风机塔筒1的风机基础圆台6-1。
20.首先在原来已失效的风机基础6上浇筑新的混凝土加固壳体2，将整个风机基础6压在下方。加固壳体，以及原有的风机基础6结构承受风机的竖向载荷。
21.加固壳体2上连接有法兰3，具体可选用t型法兰，风机塔筒1与法兰3连接，将风机塔筒1固定在加固壳体2上。
22.预应力锚索4则贯穿加固壳体2和风机基础6，预应力锚索4的上端连接至法兰3上，下端则锚固在风机基础6内。预应力锚索代替已经失效的基础环装置，抵抗风机基础受到的水平向载荷和弯矩。
23.【实施例2】
24.如图1所示，所述加固壳体2包括中央的加固圆台2-1和加固圆台2-1下底边向外延伸的斜面部2-2，其中斜面部2-2从中央至边缘向下倾斜。
25.所述加固圆台2-1直径大于风机基础圆台6-1的直径。
26.加固壳体2与原来的风机基础6结构相同，也包括与风机基础圆台6-1对应的加固
圆台2-1，与风机基础6斜面相对应的斜面部2-2。
27.加固圆台2-1的直径大于原来风机基础圆台6-1，盖在风机基础圆台6-1的上方，而法兰3和风机塔筒1都设置在加固圆台2-1上方。
28.加固圆台2-1底边处为向外且斜向下延伸的斜面部2-2，把风机基础6的斜面部分压在下方。
29.所述法兰3下端的加固壳体2上还开有灌浆槽7，预应力锚索4从灌浆槽7内穿过，灌浆槽7内设置有高灌浆材料，法兰3连接在高灌浆材料上。法兰3通过配套螺母置于高灌浆材料上。
30.所述风机基础6内还设有竖直的灌浆孔5，预应力锚索4下端连接至灌浆孔5底部，灌浆孔5内设置有高灌浆材料。
31.法兰3下方的加固壳体2，也就是加固圆台2-1处，开有灌浆槽7，灌浆槽7下方的风机基础6内还设有竖直的灌浆孔5，预应力锚索4经过灌浆槽7，剩余加固壳体2，直至插入灌浆孔5内，预应力锚索4下端锚固在灌浆孔5底部。
32.灌浆槽7的面积大于或等于法兰3面积，因此在施工中，先将法兰3通过支板等支撑物，悬在灌浆槽7上方，然后让预应力锚索4上端与法兰3相连，接着向灌浆槽7内灌入高灌浆材料，等到灌浆槽7内的高灌浆材料养护到指定强度，再将法兰3连接在灌浆槽7内的高灌浆材料上。
33.灌浆孔5内也灌入高灌浆材料，以保证预应力锚索4和风机基础6连接的可靠性，同时灌浆槽7内的灌浆材料可以有效缓和加固壳体2与法兰3产生的应力传导。
34.所述加固圆台2-1顶面至风机基础圆台6-1的高度不超过风机基础6高度的1/2。
35.对于因预应力螺杆失效且无法更换，上部风机载荷（弯矩和水平力）不能有效抵抗的基础环式风机基础，采用混凝土加固壳体2与原混凝土扩展基础（即风机基础6）形成复合基础形式作为加固装置，该种方案可利用原基础结构承受竖向载荷，通过设置的t型法兰3和预应力锚索4抵抗水平载荷和弯矩，此种方案易于实现、可操作性强，在原有基础结构在失效的情况下，能保证结构稳定可靠，确保风机正常安全运行。