本發(fā)明涉及一種錨固組件和錨固基礎及其制作和使用方法，尤其涉及一種風力發(fā)電機的塔架錨固組件和錨固基礎及其制作和使用方法，屬于風力發(fā)電機其塔架錨固組件和錨固基礎的制作及使用方法。

背景技術：

1、風力發(fā)電機是把風能轉(zhuǎn)化為電能的機電一體化裝置，其發(fā)電過程具有環(huán)保、綠色且可再生等特點。

2、風力發(fā)電通常需要發(fā)電機組、塔架和風葉，塔架錨固在基礎上支撐起發(fā)電機組，風葉安裝在發(fā)電機組的轉(zhuǎn)軸上接受風的動能進行轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的風葉帶動發(fā)電機組的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動從而產(chǎn)生電流。

3、由于風葉轉(zhuǎn)動會產(chǎn)生巨大的扭矩，且發(fā)電機組和風葉以及塔架等本身的重量最終都要集中作用在塔架的錨固基礎上，因此，風力發(fā)電不僅需要一個堅實穩(wěn)固的基礎實體，而且需要一套符合要求的錨固組件并與基礎實體配合共同組成風力發(fā)電機其塔架的錨固基礎，從而為風力發(fā)電機組的工作提供保障。

4、現(xiàn)有技術中的風電塔架錨固組件主要包括上錨板、下錨板和錨栓等，錨栓為剛性結構件，通常為鋼柱，錨栓通過螺母連接在上錨板與下錨板之間構成錨籠結構；用以風電塔架錨固的基礎實體通常為鋼筋混凝土澆筑而成的重力承臺。在重力承臺的構筑過程中，將錨籠結構預設在重力承臺的鋼筋骨架之間，然后澆筑混凝土后使之成為一體化的風力發(fā)電機的塔架錨固基礎，例如：實用新型專利《塔架基礎錨栓組件及塔架基礎》(申請?zhí)枺?01720883238.2)、《風力發(fā)電機組的錨栓式基礎》(申請?zhí)?01320446319.8)、《一種便于更換、檢修的地錨籠基礎》(申請?zhí)枺?01720144772.1)、《一種可更換預應力錨栓機構》(申請?zhí)枺?01720144775.5)以及《一種風電機組基礎及可更換式錨栓籠》(申請?zhí)枺?02223308688.9)等。

5、雖然剛性的錨栓具有很好的強度，能夠產(chǎn)生風力發(fā)電機塔架錨固所需的應力，但剛性的錨栓在安裝過程中存在著不足，如實用新型專利《風力發(fā)電機組的基礎結構及風力發(fā)電機組》(申請?zhí)枺?01922062457.6)在其說明書的背景技術中描述的：由于錨栓為剛性結構，安裝錨栓基礎的上錨板時，錨栓基礎的上錨板通過上下部螺母能夠支撐在錨栓上，但是現(xiàn)有的錨栓基礎的每根錨栓都是剛性結構，在將其穿設于上下錨板時不易于與上下錨板上的安裝孔對齊，影響安裝效率，因此，該專利提出了通過柔性的錨索代替剛性的錨栓為塔筒提供拉力的技術方案。

6、不僅如此，剛性的錨栓在更換過程中，也存在著不足，如發(fā)明專利申請《基于風機基礎固定的錨固組合件及其固定方法》(申請?zhí)枺?02310292644.1)在其說明書的背景技術中指出的：當錨桿(即剛性的錨栓)出現(xiàn)質(zhì)量問題時，由于錨桿的結構較長，而塔架與風機基礎之間用于更換錨桿的空間較為狹小，會導致錨桿的更換較為麻煩，且針對受塔架內(nèi)的平臺和塔架門框影響的錨桿，則會存在無法更換的情況；為此，該專利申請也提出了采用柔性的錨索替代剛性錨栓的改進技術方案。

7、然而，實踐中發(fā)現(xiàn)，雖然柔性的錨索在其安裝或維護更換過程中能夠克服剛性的錨栓所帶來的不足，但現(xiàn)有采用柔性錨索替代剛性錨栓的技術方案在其安裝及維護更換過程中，還是存在一定的不足，具體表現(xiàn)為：

8、首先，安裝不便。由于錨索為柔性，因此，在構建錨籠時不能作為支撐構件對上錨板進行支撐固定和調(diào)平，故必須使用臨時剛性支撐構件對上錨板進行臨時支撐固定和調(diào)平，而當重力承臺澆筑完畢后，臨時剛性支撐構件便失去使用價值，既浪費材料，又增加成本，倘若拆除，則費時費力，得不償失，且在拆除過程中還可能對重力承臺造成損傷從而影響其強度。

9、其次，更換不便。作為塔架的錨固件，無論是采用錨栓或錨索，一般都采用后張法賦予錨栓或錨索應力，因此，預埋的錨索與重力承臺的混凝土通常緊密連接，雖然，為防止錨索與混凝土粘合，通常錨索上會套置pe(聚乙烯塑料)套管，但是，由于制作施工過程中混凝土的振搗等工藝會對錨索產(chǎn)生擾動，致使錨索在重力承臺中并非呈現(xiàn)為理想的直線形狀布置，且由于混凝土產(chǎn)生強度之前呈流體形態(tài)，會對pe套管外壁施以一定的壓強，使得pe套管與錨索之間處于緊密貼合的狀態(tài)，導致錨索的更換難度增大，有時必須對其進行擴孔才能完成新錨索的安裝就位，由此耗費大量的人力物力。

技術實現(xiàn)思路

1、為克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明特提供一種風電塔架錨固組件和錨固基礎及其制作和使用方法，以便在獲取錨索柔性特色克服剛性錨栓無法彎曲造成安裝和更換不便之不足的同時，進一步方便其安裝和使用以及后期的更新維護，簡化結構、節(jié)省材料，方便制作和使用維護，為風力發(fā)電機其塔架的錨固提供新型的創(chuàng)新錨固組件和錨固基礎，從而為風力發(fā)電的發(fā)展作出貢獻。

2、為此，本發(fā)明首先提供一種風電塔架錨固組件，用于風力發(fā)電機的塔架在其重力承臺上的錨固，包括：

3、上錨板、下錨板、套管、防護籠和錨固件；

4、所述上錨板用于安置在所述重力承臺的頂部，所述下錨板用于安置在所述重力承臺的底部，所述上錨板和所述下錨板上還分別設置有呈圓環(huán)狀分布的若干上板錨孔和下板錨孔，其中，上板錨孔包括上板內(nèi)圈錨孔和上板外圈錨孔，下板錨孔包括下板內(nèi)圈錨孔和下板外圈錨孔，所述上板內(nèi)圈錨孔用于對接所述塔架其塔筒內(nèi)部法蘭盤上的孔眼，所述上板外圈錨孔用于對接所述塔架其塔筒外部法蘭盤上的孔眼，且各所述上板內(nèi)圈錨孔、所述上板外圈錨孔還分別與所述下板內(nèi)圈錨孔、所述下板外圈錨孔一一垂直對應；

5、若干所述套管設置在所述下錨板的上部并連接支撐所述上錨板，且各所述套管其各自的上下兩個端口分別對接所述上錨板的一個上板錨孔及其對應的一個下板錨孔；

6、所述防護籠由環(huán)繞所述套管其外周的環(huán)向鋼筋和與所述環(huán)向鋼筋連接構成籠狀結構的縱向鋼筋組成，所述防護籠用于埋設在所述重力承臺的內(nèi)部并與所述重力承臺進行結合而對所述套管實施保護；

7、所述錨固件包括錨索和錨頭，其中，所述錨索為若干柱狀鋼絲捻制而成的柔性柱狀鋼絞索，且所述錨索可以通過所述上板錨孔或所述下板錨孔穿入對應的所述套管中或從所述套管中拔出，當若干所述錨索分別穿入各所述套管的內(nèi)部且其兩端分別從所述上板錨孔以及所述下板錨孔中穿出后，穿出所述下板錨孔的錨索端部可通過所述錨頭固定在所述下錨板的底部，穿出所述上板錨孔的錨索端部可進一步從架設在所述上錨板上部的所述塔架其底部的法蘭盤上的孔眼中穿出并經(jīng)加力張緊后用所述錨頭固定在所述法蘭盤的上部，從而將所述塔架錨固在所述重力承臺上。

8、進一步的：

9、所述的風電塔架錨固組件，其所述上錨板和/或所述下錨板上還設置有應力調(diào)節(jié)器；

10、所述應力調(diào)節(jié)器包括具有外螺紋的高強中空螺栓和具有內(nèi)螺紋的高強螺母，所述高強中空螺栓固定在所述上板錨孔和/或所述下板錨孔上且能讓所述錨索從中穿出，所述高強螺母旋置在所述高強中空螺栓上并用以與所述錨頭貼合，通過旋轉(zhuǎn)所述高強螺母可以頂推所述錨頭或內(nèi)收所述錨索從而對所述錨索進行應力微調(diào)。

11、進一步的：

12、所述的風電塔架錨固組件，還包括增強墊塊；

13、所述增強墊塊用于鋪設或嵌設在所述重力承臺其頂部的表面以增強所述重力承臺其頂部表面對所述上錨板的支撐強度。

14、可選的，所述增強墊塊由鋼筋骨架加高強度水泥漿料澆筑而成。

15、可選的，所述套管包括由硬質(zhì)剛性材料組成的主體管件和端口件，且所述端口件設置在所述主體管件的至少一個端口上用于調(diào)節(jié)所述套管的整體長度。

16、可選的，所述端口件其一端通過其外螺紋與所述上板錨孔和/或所述下板錨孔連接，所述端口件其另一端設置為錐形結構且開設有縱向的裂隙使得其能夠插入所述主體管件中且能在外力作用下在所述主體管件的端口進退伸縮，從而調(diào)節(jié)所述套管的整體長度。

17、可選的，所述主體管件為鋼管，且所述鋼管其側壁作為縱向鋼筋與所述鋼管其外周設置的環(huán)向鋼筋連接組成所述防護籠。

18、進一步的：

19、所述的風電塔架錨固組件，還包括輔助支撐構件；

20、所述輔助支撐構件包括底板和支撐桿，所述底板設置在所述下錨板的下方，所述支撐桿設置在所述底板與所述下錨板之間用以連接支撐所述下錨板并調(diào)節(jié)所述下錨板的高度。

21、進一步的，本發(fā)明還提供一種風電塔架錨固基礎，用于風力發(fā)電機其塔架的錨固，其技術方案為：

22、由重力承臺以及上述風電塔架錨固組件配合組成，其中：

23、所述重力承臺由鋼筋混凝土澆筑而成，且其具有對所述錨索在所述下錨板的下方進行錨定的操作空間，或其具有與其承臺底殼組合后能夠形成對所述錨索在所述下錨板的下方進行錨定的操作空間；

24、所述上錨板安置在所述重力承臺的頂部，所述下錨板安置在所述重力承臺的底部，所述套管設置在所述上錨板與所述下錨板之間，所述防護籠設置在所述套管的外部并埋設于所述重力承臺的混凝土內(nèi)部且與所述重力承臺其內(nèi)部的鋼筋連接，所述錨索穿插在所述套管中并通過其端部的所述錨頭將所述塔架通過其底部的法蘭盤錨固在所述重力承臺上，且所述錨索還可從所述套管中拔出進行更換并通過所述錨頭將所述塔架通過其底部的法蘭盤重新錨固在所述重力承臺上。

25、進一步的：

26、本發(fā)明還提供一種上述風電塔架錨固基礎的制作和使用方法，包括如下步驟：

27、在風力發(fā)電機的安裝地開挖錨固基礎的安裝基坑，然后在所述安裝基坑內(nèi)澆筑混凝土使之形成承臺底殼；

28、在所述承臺底殼的內(nèi)部制作完成所述風電塔架錨固基礎，或在其它場所制作完成所述風電塔架錨固基礎再吊裝放入所述承臺底殼的內(nèi)部，其中，所述風電塔架錨固基礎的具體制作步驟包括：

29、在所述承臺底殼內(nèi)或其它制作場所安置好下錨板并對其進行調(diào)平，其中，所述下錨板的安置和調(diào)平可通過底板和連接在所述底板上的支撐桿所組成的輔助支撐構件輔助完成；

30、在所述下錨板上安裝套管并在所述套管的頂部安置上錨板并對所述上錨板進行調(diào)平；

31、在所述套管的外周綁扎鋼筋構成防護籠，并在所述防護籠的外周及其所述上錨板與所述下錨板之間綁扎承臺鋼筋并與所述防護籠連接成為一體；

32、在所述承臺鋼筋外圍及所述上錨板與所述下錨板之間搭設所述重力承臺的成型模板，其中，由所述成型模板構建的重力承臺結構形體中包括可對所述下錨板其底部的錨索端頭進行錨定的操作空間，或具有與其承臺底殼組合后能夠形成對所述錨索在所述下錨板的下方進行錨定的操作空間；

33、在所述重力承臺成型模板內(nèi)澆筑混凝土并待其凝固產(chǎn)生相應的強度后，對所述安裝基坑進行表土回填使其僅露出所述風電塔架錨固基礎的上錨板及其以上部分，即完成所述風電塔架錨固基礎的制作；或

34、在所述重力承臺成型模板內(nèi)澆筑混凝土且在澆筑混凝土的同時留出所述上錨板其底部的部分空間，待所述混凝土凝固并產(chǎn)生相應強度后，再向所述上錨板其底部留出的部分空間內(nèi)注入高強度水泥漿料使之形成增強墊塊，然后再對所述安裝基坑進行表土回填使其僅露出所述風電塔架錨固基礎的上錨板及其以上部分，即完成所述風電塔架錨固基礎的制作；

35、在所述套管中插入錨索或在所述防護籠構建完成后即將所述錨索插入所述套管中并讓所述錨索的端頭分別從所述上錨板及所述下錨板中穿出；

36、通過所述操作空間將所述錨索的一端用錨頭固定在所述下錨板的底部；

37、將所述風力發(fā)電機的塔架通過其底部的法蘭盤安放在所述上錨板上并讓所述錨索的另一端從所述法蘭盤上的孔眼中穿出，然后對所述錨索進行張拉，待所述錨索其應力符合要求后即用錨頭將其錨固，即實現(xiàn)所述風電塔架錨固基礎的使用；

38、當所述錨索需要更換時，則先將所述下錨板其底部的錨頭除去，再通過外力從所述法蘭盤的上方將所述錨索從所述套管中拔出，所述錨索經(jīng)更換后，再從所述法蘭盤的孔眼中插入所述套管中，并對穿出所述下錨板的所述錨索一端用錨頭進行固定，再通過對所述法蘭盤上部的錨索端部進行張拉使之達到規(guī)定應力后再用錨頭將其錨固，即實現(xiàn)所述風電塔架錨固基礎的再次使用；

39、若在所述風電塔架錨固基礎上使用了具有應力調(diào)節(jié)器的所述上錨板和/或所述下錨板，則在其使用過程中，可通過所述應力調(diào)節(jié)器對所述錨索的應力進行微調(diào)。

40、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有的突出有益效果及其顯著進步在于：

41、1)本發(fā)明提供的風電塔架錨固組件包括上下錨板、套管、防護籠和錨固件，其中，上錨板用于安置在承接風電塔架的重力承臺頂部，下錨板用于安置在重力承臺的底部，若干套管設置在下錨板的上部并連接支撐上錨板，防護籠用于埋設在重力承臺的內(nèi)部并與重力承臺進行結合而對套管實施保護，錨固件中的錨索為柔性柱狀鋼絞索，可穿入套管或從中拔出，錨索一端通過錨頭固定在下錨板的底部，錨索的另一端穿出上錨板后可與塔架底部的法蘭盤連接并經(jīng)加力張緊后用錨頭固定在法蘭盤上，從而方便快捷地將塔架錨固在重力承臺上；

42、2)可以看出，本發(fā)明既獲取了柔性錨索作為風電塔架錨固組件中重要組成構件所能帶來的好處，又克服了現(xiàn)有技術在使用錨索作為風電塔架錨固件的不足，即通過柔性的錨索不僅能夠方便地穿插于上下錨板和套管以及塔架法蘭盤的孔眼之中，為風電塔架錨固組件的安裝以及風電塔架的錨固提供便利，且能方便地從重力承臺中拔出或重新插入并從塔架的塔筒中取出或送入，從而使得錨固件的安裝和更新維護不再受制于塔架結構的限制，為錨固件的安裝或更換維護提供了便利；

43、而且，本發(fā)明將套管的作用進行了新的開發(fā)和運用，即不僅將套管作為錨索與重力承臺混凝土之間防止粘連的隔離裝置，而且，將套管的作用進一步拓展為錨索的保護構件和錨索的置入和取出通道，例如，通過在套管中注入黃油等防腐油脂，則不僅能夠保護錨索，而且能夠更好地便于舊錨索的拔出和新錨索的插入；

44、更為新穎和開創(chuàng)性的是，本發(fā)明還將套管作為風電塔架錨固基礎制作時上錨板的支撐固定和調(diào)平構件，從而省略風電塔架錨固基礎制作時通常所需使用的臨時剛性支撐構件，不僅節(jié)約了制作成本，而且可以提高制作效率，且不會對重力承臺造成損傷；

45、而防護籠的設置，不僅不會因此增加過多的材料成本和人工成本，而且作為重力承臺其鋼筋架構的一部分，可進一步提高重力承臺其受力部位的結構強度，并為作為上錨板的支撐固定和調(diào)平構件時的套管提供輔助的支撐，且在重力承臺其混凝土澆筑時為套管提供有效的保護，使重力承臺其混凝土凝固后所形成的套管孔具有更好的直線度，從而保證錨固基礎的制作和后期錨索更換的順利；

46、此外，具有防護籠的套管，其形狀結構和使用壽命也可得到進一步的保障，使其不易因錨索的插入或拔出而改變結構形態(tài)和孔徑，從而為錨索的更新置入提供了便利，不僅可提高工作效率，無需再為新錨索能否置入等問題而費時費力，節(jié)約人力物力，從而降低維護成本；

47、3)本發(fā)明提供的風電塔架錨固組件和錨固基礎，構思極其新穎獨特，相比現(xiàn)有技術，總體結構簡單，結構部件減少，省工省料，其制作和使用方法簡單實用，保養(yǎng)維護方便快捷，能有效降低維護成本，還能根據(jù)需要對風力發(fā)電機塔架的錨固應力進行調(diào)整，從而為風力發(fā)電機提供良好的錨固基礎和錨固條件，具有突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步，因此，極具推廣和應用價值。