本實(shí)用新型屬于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)多維度加固結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔筒與底部鋼筋混凝土基礎(chǔ)的錨固常采用在基礎(chǔ)鋼筋混凝土墩中預(yù)埋帶有穿孔的基礎(chǔ)環(huán)、布設(shè)穿孔鋼筋加強(qiáng)基礎(chǔ)環(huán)與基礎(chǔ)鋼筋混凝土墩的連接作用。然而，在風(fēng)電機(jī)組頻繁動(dòng)荷載作用下，由于不同材質(zhì)的剛性碰觸，導(dǎo)致基礎(chǔ)環(huán)與基礎(chǔ)鋼筋混凝土墩接觸部位出現(xiàn)裂縫，并造成局部混凝土疲勞損傷。在長(zhǎng)期往復(fù)疲勞荷載作用下，裂隙不斷發(fā)展，致使基礎(chǔ)環(huán)在基礎(chǔ)混凝土墩中形成較大幅度的搖晃，超出了風(fēng)電機(jī)組塔筒本身的固有振動(dòng)頻率。

目前，用于對(duì)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的加固處理多局限于單向的加固模式，比如，在一個(gè)方向施加錨桿或預(yù)應(yīng)力筋來(lái)錨固加強(qiáng)。這樣的加固方式未能綜合考慮風(fēng)電機(jī)組所受風(fēng)荷載的復(fù)雜性、變化性、多樣性等因素，因而無(wú)法適應(yīng)風(fēng)電機(jī)組在復(fù)雜運(yùn)行工況下的錨固需求，加固一段時(shí)間之后往往會(huì)再次出現(xiàn)裂縫，為風(fēng)電機(jī)組的長(zhǎng)期運(yùn)行留下了一定的安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型旨在提供一種加固能力強(qiáng)，避免出現(xiàn)二次裂縫的用于風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的多維度加固結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)既能適應(yīng)風(fēng)電機(jī)組在復(fù)雜運(yùn)行工況下的錨固需求，又能滿(mǎn)足風(fēng)電機(jī)組在長(zhǎng)期疲勞荷載作用下的安全運(yùn)行要求。

本實(shí)用新型解決問(wèn)題的技術(shù)方案是：一種風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)多維度加固結(jié)構(gòu)，包括基礎(chǔ)混凝土墩、預(yù)埋于基礎(chǔ)混凝土墩中的基礎(chǔ)環(huán)，基礎(chǔ)環(huán)的頂部高于基礎(chǔ)混凝土墩的頂面，所述基礎(chǔ)混凝土墩與基礎(chǔ)環(huán)的交界位置處存在間隙，在基礎(chǔ)混凝土墩與基礎(chǔ)環(huán)之間的間隙處灌漿填充，基礎(chǔ)環(huán)的頂部與基礎(chǔ)混凝土墩的頂面之間的高度差空間通過(guò)混凝土層填充；

在豎直方向上設(shè)有擴(kuò)頭錨桿，該擴(kuò)頭錨桿從混凝土層頂部插入，直至基礎(chǔ)混凝土墩內(nèi)部，將混凝土層與基礎(chǔ)混凝土墩豎向錨固；

所述混凝土層內(nèi)環(huán)繞基礎(chǔ)環(huán)預(yù)埋有多個(gè)由預(yù)應(yīng)力筋構(gòu)成的預(yù)應(yīng)力筋環(huán)，預(yù)應(yīng)力筋環(huán)留有自由端，且所述自由端延伸穿出基礎(chǔ)混凝土墩的外壁，自由端穿出基礎(chǔ)混凝土墩外壁的位置處設(shè)有對(duì)預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉的錨固頭。

上述方案中，加高的混凝土層既增加基礎(chǔ)環(huán)的嵌固深度，又能與擴(kuò)頭錨桿、預(yù)應(yīng)力筋形成共同受力的整體。采用從豎向與環(huán)向兩個(gè)方向的加固處理方式，更能較好地適應(yīng)風(fēng)機(jī)在復(fù)雜運(yùn)行工況下的錨固需求。

優(yōu)選的，所述預(yù)應(yīng)力筋為緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋,其結(jié)構(gòu)包括套管、置于套管內(nèi)的鋼絞線、以及涂覆在套管內(nèi)的緩粘結(jié)劑；所述套管延伸至基礎(chǔ)混凝土墩外壁處截止。在混凝土層強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，對(duì)體內(nèi)預(yù)埋的緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋施加預(yù)應(yīng)力，屬于后張法施工。緩粘結(jié)劑在張拉階段可自由滑動(dòng)，1年內(nèi)完全固化。

進(jìn)一步的，每一個(gè)預(yù)應(yīng)力筋環(huán)由在同一平面上的兩根預(yù)應(yīng)力筋拼接構(gòu)成；兩根預(yù)應(yīng)力筋各自圍成半圓，且第一根預(yù)應(yīng)力筋的兩個(gè)自由端與第二根預(yù)應(yīng)力筋的兩個(gè)自由端對(duì)應(yīng)交叉，所有鋼絞線的自由端均延伸穿出基礎(chǔ)混凝土墩的外壁；第一根預(yù)應(yīng)力筋的自由端與第二根預(yù)應(yīng)力筋的自由端朝向相反的方向延伸；所有預(yù)應(yīng)力筋的鋼絞線自由端穿出基礎(chǔ)混凝土墩外壁的位置均設(shè)有對(duì)鋼絞線進(jìn)行張拉的錨固頭。

該進(jìn)一步改進(jìn)的方案中，對(duì)預(yù)應(yīng)力筋環(huán)中的第一根預(yù)應(yīng)力筋的自由端和第二根預(yù)應(yīng)力筋的自由端分別朝向相反的方向張拉，加強(qiáng)錨固效果。而且，每一個(gè)預(yù)應(yīng)力環(huán)的所有自由端均采用錨固頭錨固，這種多頭錨固方式可根據(jù)風(fēng)電機(jī)組的主風(fēng)向調(diào)節(jié)錨固頭所在方位，并監(jiān)測(cè)風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)在不同運(yùn)行階段的錨固效果。

優(yōu)選的，為增強(qiáng)加固效果，所述預(yù)應(yīng)力筋環(huán)圍繞基礎(chǔ)環(huán)以不同半徑環(huán)向均布于混凝土層內(nèi),且預(yù)應(yīng)力筋環(huán)在混凝土層的豎直方向上平鋪有多層。

所述錨固頭為現(xiàn)有技術(shù)中的常用工具，其結(jié)構(gòu)包括承壓板、用于夾持鋼絞線的夾片、用于維持夾片夾持力的防松弛裝置；

在基礎(chǔ)混凝土墩上預(yù)留有用于安裝錨固頭的穴模。

優(yōu)選的，在基礎(chǔ)混凝土墩外壁上開(kāi)鑿有灌漿通道，該灌漿通道末端延伸至基礎(chǔ)混凝土墩與基礎(chǔ)環(huán)之間交界處間隙的底部。這種灌漿通道的設(shè)置方式可以避開(kāi)原有主鋼筋，不破壞基礎(chǔ)混凝土墩。灌漿時(shí)，從間隙底部往上灌漿，直至填滿(mǎn)縫隙。

所述混凝土層與基礎(chǔ)混凝土墩之間還設(shè)有豎向植筋。

所述混凝土層與基礎(chǔ)環(huán)外壁之間預(yù)埋有防水密封層。

本實(shí)用新型的顯著效果是：

1.加固結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單、受力合理、施工方便，用于對(duì)已建成運(yùn)營(yíng)風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)環(huán)錨固功能衰退或失效后的加固。采用從豎向與環(huán)向兩個(gè)方向的加固處理方式，更能較好地適應(yīng)風(fēng)機(jī)在復(fù)雜運(yùn)行工況下的錨固需求。

2.加高的混凝土層與原有混凝土基礎(chǔ)的豎向連接，既增加基礎(chǔ)環(huán)的嵌固深度，又能使新澆筑混凝土層與錨桿、預(yù)應(yīng)力筋形成共同受力的整體，充分發(fā)揮混凝土抗壓強(qiáng)度高的性能，達(dá)到基礎(chǔ)混凝土墩對(duì)基礎(chǔ)環(huán)的多維度錨固效果。

3.采取在平面內(nèi)相反兩個(gè)方向?qū)︻A(yù)應(yīng)力筋分別進(jìn)行錨固的多頭錨固方式，可根據(jù)風(fēng)電機(jī)組主風(fēng)向調(diào)節(jié)錨頭所在方位，并監(jiān)測(cè)風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)在不同運(yùn)行階段的錨固效果。

4.錨桿、預(yù)應(yīng)力筋施作和預(yù)應(yīng)力施加與新澆混凝土層施工及養(yǎng)護(hù)不交叉，操作簡(jiǎn)捷，施工方便。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1為本實(shí)用新型多維度加固結(jié)構(gòu)主視圖。

圖2為本實(shí)用新型預(yù)應(yīng)力筋環(huán)向加固平面示意圖。

圖3為本實(shí)用新型錨桿豎向加固平面示意圖。

圖4為本實(shí)用新型預(yù)應(yīng)力筋錨固示意圖。

圖中：1-基礎(chǔ)環(huán)、2-基礎(chǔ)混凝土墩、3-混凝土層、4-灌漿通道、5-擴(kuò)頭錨桿、6-預(yù)應(yīng)力筋、7-豎向植筋、8-穴模、9-夾片、10-防松弛裝置、11-螺旋筋、12-鋼筋網(wǎng)片、13-承壓板、14-預(yù)應(yīng)力筋環(huán)、15-錨固頭。

具體實(shí)施方式

如圖1～4所示，一種風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)多維度加固結(jié)構(gòu)，包括基礎(chǔ)混凝土墩2、預(yù)埋于基礎(chǔ)混凝土墩2中的基礎(chǔ)環(huán)1，基礎(chǔ)環(huán)1的頂部高于基礎(chǔ)混凝土墩2的頂面。所述基礎(chǔ)混凝土墩2與基礎(chǔ)環(huán)1的交界位置處存在間隙。在基礎(chǔ)混凝土墩2外壁上開(kāi)鑿有灌漿通道4，該灌漿通道4末端延伸至基礎(chǔ)混凝土墩2與基礎(chǔ)環(huán)1之間交界處間隙的底部。在基礎(chǔ)混凝土墩2與基礎(chǔ)環(huán)1之間的間隙處灌漿填充。灌漿時(shí)，從間隙底部往上灌漿，直至填滿(mǎn)縫隙。

基礎(chǔ)環(huán)1的頂部與基礎(chǔ)混凝土墩2的頂面之間的高度差空間通過(guò)混凝土層3填充。在豎直方向上設(shè)有擴(kuò)頭錨桿5，該擴(kuò)頭錨桿5從混凝土層3頂部插入，直至基礎(chǔ)混凝土墩2內(nèi)部，將混凝土層3與基礎(chǔ)混凝土墩2豎向錨固。所述混凝土層3與基礎(chǔ)混凝土墩2之間還設(shè)有豎向植筋7。所述混凝土層3與基礎(chǔ)環(huán)1外壁之間預(yù)埋有防水密封層。

所述混凝土層3內(nèi)環(huán)繞基礎(chǔ)環(huán)1預(yù)埋有多個(gè)由預(yù)應(yīng)力筋6構(gòu)成的預(yù)應(yīng)力筋環(huán)14。預(yù)應(yīng)力筋環(huán)14留有自由端，且所述自由端延伸穿出基礎(chǔ)混凝土墩2的外壁，自由端穿出基礎(chǔ)混凝土墩2外壁的位置處設(shè)有對(duì)預(yù)應(yīng)力筋6進(jìn)行張拉的錨固頭15。

所述預(yù)應(yīng)力筋6優(yōu)選為緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋,其結(jié)構(gòu)包括套管、置于套管內(nèi)的鋼絞線、以及涂覆在套管內(nèi)的緩粘結(jié)劑；所述套管延伸至基礎(chǔ)混凝土墩2外壁處截止。

每一個(gè)預(yù)應(yīng)力筋環(huán)14由在同一平面上的兩根預(yù)應(yīng)力筋6拼接構(gòu)成。兩根預(yù)應(yīng)力筋6各自圍成半圓，且第一根預(yù)應(yīng)力筋的兩個(gè)自由端與第二根預(yù)應(yīng)力筋的兩個(gè)自由端對(duì)應(yīng)交叉，所有鋼絞線自由端均延伸穿出基礎(chǔ)混凝土墩2的外壁；第一根預(yù)應(yīng)力筋的自由端與第二根預(yù)應(yīng)力筋的自由端朝向相反的方向延伸；所有預(yù)應(yīng)力筋6的鋼絞線自由端穿出基礎(chǔ)混凝土墩外壁的位置均設(shè)有對(duì)鋼絞線進(jìn)行張拉的錨固頭15。

所述錨固頭15包括承壓板13、用于夾持鋼絞線的夾片9、用于維持夾片9夾持力的防松弛裝置10。在基礎(chǔ)混凝土墩2上預(yù)留有用于安裝錨固頭15的穴模8。

所述預(yù)應(yīng)力筋環(huán)14圍繞基礎(chǔ)環(huán)1以不同半徑環(huán)向均布于混凝土層3內(nèi),且預(yù)應(yīng)力筋環(huán)14在混凝土層3的豎直方向上平鋪有多層。

該加固結(jié)構(gòu)的具體施工步驟如下：

（1）在基礎(chǔ)混凝土墩2側(cè)壁沿不同方位打橫向或斜向灌漿孔，用高壓水槍對(duì)鉆孔及裂縫進(jìn)行清洗并用空壓機(jī)清孔干燥后，向灌漿孔內(nèi)灌注高強(qiáng)灌漿材料，填充基礎(chǔ)環(huán)1與基礎(chǔ)混凝土墩2的裂隙區(qū)域；

（2）在原有基礎(chǔ)混凝土墩2頂面鉆錨桿孔，用高壓水槍對(duì)鉆孔進(jìn)行清洗并用空壓機(jī)清孔干燥后，預(yù)埋擴(kuò)頭錨桿組件，并對(duì)錨固段灌漿；

（3）在基礎(chǔ)混凝土墩2頂面植入豎向植筋7、螺旋筋11、鋼筋網(wǎng)片12等，形成環(huán)向和豎向的封閉鋼筋網(wǎng)，對(duì)基礎(chǔ)混凝土墩2進(jìn)行抬高加固；

（4）在鋼筋網(wǎng)內(nèi)預(yù)埋緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋組件；

（5）在基礎(chǔ)環(huán)1外壁預(yù)埋防水密封材料后，澆筑抬高部分的混凝土層3；

（6）待新澆筑混凝土層3達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，對(duì)豎向擴(kuò)頭錨桿5和環(huán)向預(yù)應(yīng)力筋6分別進(jìn)行張拉錨固，并對(duì)錨固頭進(jìn)行防腐保護(hù)處理。