風(fēng)電機(jī)組預(yù)應(yīng)力錨栓基礎(chǔ)局部承壓分析

1、西北水電2015年第4期文章編號：10062610(2015)04—0099—03風(fēng)電機(jī)組預(yù)應(yīng)力錨栓基礎(chǔ)局部承壓分析劉嬪，張立英，崔振磊，付志強(qiáng)(中國電建集團(tuán)西北院勘測設(shè)計研究院有限公司，西安710065)摘要：風(fēng)電機(jī)組預(yù)應(yīng)力錨栓基礎(chǔ)在預(yù)壓力作用下，錨固區(qū)混凝土將承受較大的局部壓力。文章對錨固區(qū)混凝土的局部壓應(yīng)力、局部受壓區(qū)的截面尺寸和局部受壓承載力進(jìn)行了驗算分析，對預(yù)應(yīng)力錨栓基礎(chǔ)的設(shè)計具有參考價值。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力錨栓；塔架基礎(chǔ)；混凝土

2、；壓應(yīng)力；截面尺寸；承載力；風(fēng)力發(fā)電中圖分類號：TM614；TU4761文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADOI：103969／jissn10062610201504025AnalysisonLocalPressureofPrestressedAnchorBoltsFoundationofWindTurbineGeneratorLIUPin，ZHANGLi—ying，CUIZhen—lei，F(xiàn)UZhiqiang(No~hwestEngineeringCo，

3、Ltd，Xi“an710065，China)Abstract：Theprestressedanchorboltsfoundationofthewindturbinegenerator，undertheprepressure，resultsinthehigherlocalpres—sureontheconcreteintheanchoringareaInthepaper，thelocalcompressivestress，sections

4、izeofthelocalcompressivearea，andthelocalcompressivebearingcapacityoftheconcreteintheanchoringareaarecalculatedandanalyzedThisprovidesthedesignofthepres—tressedboltsconcretewithreferenceKeywords：prestressedanchorbolt；towe

5、rfoundation；concrete；pressurestress；sectionsize；bearingcapacity；windpower0前言風(fēng)能是一種清潔、安全、永續(xù)、綠色無污染的可再生新興能源，而風(fēng)能發(fā)電技術(shù)是一項綜合性技術(shù)，涉及多個學(xué)科和多種領(lǐng)域。其中風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)的構(gòu)建是風(fēng)電場建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，是風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)的重要組成部分，它承擔(dān)著將上部結(jié)構(gòu)所承受的全部荷載和作用有效地傳遞到地基，并保持結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定的作用J。與一般的建筑結(jié)

6、構(gòu)不同，風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)具有承受360。方向重復(fù)荷載和大偏心受力的特殊性，對地基的要求高。如果風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計不合理或地基處理不當(dāng)將直接影響風(fēng)機(jī)安全，造成不可估量的損失。目前中國風(fēng)電主機(jī)生產(chǎn)廠家采用的風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)過渡段連接方案有預(yù)應(yīng)力螺栓連接和基礎(chǔ)環(huán)連接2種型式?；A(chǔ)環(huán)連接方式的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)工程設(shè)計經(jīng)收稿日期：2015—03—10作者簡介：劉嬪(1986一)，女，陜西省渭南市人，助理工程師，主要從事風(fēng)電土建設(shè)計工作驗較為豐富，施工技術(shù)也比較成熟。但

7、基礎(chǔ)環(huán)直徑大，相對埋深淺，受力機(jī)理不明確，基礎(chǔ)環(huán)與頂面混凝土的防水密封以及下法蘭附近的應(yīng)力集中問題是該結(jié)構(gòu)型式的薄弱環(huán)節(jié)，已經(jīng)有此類問題引起的工程事故發(fā)生。預(yù)應(yīng)力螺栓連接方式的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)受力特性明確，吸能性能更好，加工周期短，正在進(jìn)一步推廣，然而，由于預(yù)壓力的作用，錨固區(qū)混凝土將承受較大的局部壓力，若設(shè)計或施工處理不當(dāng)，構(gòu)件將產(chǎn)生較大的裂縫，甚至?xí)⒒炷辆植繅核?。因此，研究風(fēng)電機(jī)組預(yù)應(yīng)力螺栓基礎(chǔ)的局部受力情況對風(fēng)機(jī)在服役期內(nèi)的安全與使用

8、有著非常重要的意義。l計算方法風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)過渡段采用預(yù)應(yīng)力螺栓連接方式時，施加預(yù)應(yīng)力后，基礎(chǔ)有3個部位混凝土將承受較大的局部壓力，因此需對塔筒T形法蘭下的高強(qiáng)灌漿、高強(qiáng)灌漿下部以及下錨板上部混凝土局部受力情況進(jìn)行分析。本文根據(jù)相關(guān)規(guī)范，并結(jié)合工程實例說明了預(yù)應(yīng)力螺栓連接方式的風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)內(nèi)部混凝土的局部壓應(yīng)力、局部受壓區(qū)截面尺寸和局部西北水電2015年第4期101表1作用于30MW風(fēng)機(jī)塔筒底部的荷載及風(fēng)機(jī)參數(shù)(不含安全系數(shù))正常運(yùn)行荷載

9、工況極端荷載工況結(jié)合本風(fēng)場的相關(guān)資料，根據(jù)廠家提供的30MW直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組荷載資料、錨籠環(huán)資料，以及工程地質(zhì)資料，對風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計。在滿足結(jié)構(gòu)和構(gòu)造要求條件下，確定風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)體型為高396m的鋼筋混凝土淺埋式基礎(chǔ)?；A(chǔ)底部為直徑208m、高10m的圓柱；中間為底面直徑208m、頂面直徑64m、高17m的圓臺；上部為直徑60m、高126m的臺柱，基礎(chǔ)采用C40混凝土，高強(qiáng)灌漿抗壓強(qiáng)度為60MPa，具體基礎(chǔ)尺寸見圖3。筒下部T形法蘭外直徑D=

10、4638mm，內(nèi)直徑D2=3842mm，t1=120mm；高強(qiáng)灌漿外直徑D=4838mm，內(nèi)直徑D4=3642mm，厚度t2=90mm；錨栓數(shù)目凡=188，預(yù)拉力值P=680kN，錨栓直徑d=48mm，錨栓孔直徑d=51mm，外圈螺栓分布半徑r=2215mm，內(nèi)圈螺栓分布半徑r’=羹趟劐耍圖1Sn薹蕉!!壬西圖l：50星_一／＼＼‘，18／墨圖3風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)尺寸圖單位：mm2025mm；塔下錨板外直徑D=4650mm，內(nèi)直徑D6=3850m

11、m，厚度t3=60mm。本工程風(fēng)電機(jī)組預(yù)應(yīng)力錨栓基礎(chǔ)在極端荷載工況下，各部位的局部承壓計算結(jié)果見表2。表2風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)承壓計算結(jié)果統(tǒng)計表由表2可知：①風(fēng)電機(jī)組預(yù)應(yīng)力錨栓基礎(chǔ)內(nèi)高強(qiáng)灌漿和高強(qiáng)灌漿下主體混凝土在極端荷載工況下出現(xiàn)最大壓應(yīng)力，下錨板上部主體混凝土在施加預(yù)拉力后出現(xiàn)了最大壓應(yīng)力。②在極端荷載工況下，高強(qiáng)灌漿和高強(qiáng)灌漿下主體混凝土的最小壓應(yīng)力均大于0，說明T形法蘭與高強(qiáng)灌漿接觸面、高強(qiáng)灌漿與主體混凝土接觸面均處于純壓狀態(tài)，接觸面未脫開

12、。說明本工程所施加的預(yù)拉應(yīng)力大小合理且經(jīng)濟(jì)。③通過對高強(qiáng)灌漿、高強(qiáng)灌漿下主體混凝土、下錨板上部主體混凝土的局部壓應(yīng)力、局部受壓截面尺寸和局部受壓承載力進(jìn)行驗算，驗算結(jié)果表明，這幾個部位的局部壓應(yīng)力、局部受壓截面尺寸和局部受壓承載力驗算均能滿足文獻(xiàn)[4]要求。2結(jié)語風(fēng)電機(jī)組預(yù)應(yīng)力錨栓基礎(chǔ)需對高強(qiáng)灌漿、高強(qiáng)灌漿下主體混凝土和下錨板上部主體混凝土進(jìn)行承壓分析。本文提供了一種風(fēng)電機(jī)組預(yù)應(yīng)力錨栓基礎(chǔ)壓應(yīng)力計算、局部受壓截面尺寸和局部受壓承載力的驗

13、算方法，并結(jié)合實例加以說明，對預(yù)應(yīng)力錨栓基礎(chǔ)的設(shè)計有一定的參考價值。參考文獻(xiàn)：[1]馬人樂，孫永良，黃冬平風(fēng)力發(fā)電塔井格梁板式預(yù)應(yīng)力錨栓基礎(chǔ)設(shè)計研究[C]／／第18屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集第Ⅲ冊，2009[2]FD0032007，風(fēng)電機(jī)組地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)定(試行)[S]北京：中國水利水電出版社，2007[3]GB50135—2006，高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S]北京：中國計劃出版社2006[4]GB50010—2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[