風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工一、基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)與類型10-1列出幾1. 根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組型號與容量自身特性，要求基礎(chǔ)承載載荷也各不相同，表 種大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)載荷。A 10 1生產(chǎn)廠單機(jī)密 k*迦門-J. LX水甲力丿k科f lE/X ItN * m)H1V1 tLX * n, iRnxi 217RHM S43011 1K72SORDt AMK300|也1UWE Wk30045y4XM)50(15103771(1-124364運(yùn)達(dá)足由250岡1麗半?yún)s750710452M5Nf協(xié)上金誠2. 風(fēng)力發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)。 根據(jù)風(fēng)電場場址工程地質(zhì)條件和地基承載 力以及基礎(chǔ)荷載、尺寸大小不

2、同，從結(jié)構(gòu)的形式看，常用的可分為塊狀基礎(chǔ)和框架式基礎(chǔ)兩 種。塊狀基礎(chǔ)，即實(shí)體重力式基礎(chǔ)，應(yīng)用廣泛，對基礎(chǔ)進(jìn)行動(dòng)力分析時(shí)，可以忽略基礎(chǔ)的變形， 并將基礎(chǔ)作為剛性體來處理，而僅考慮地基的變形。按其結(jié)構(gòu)剖面又可分為“凹”形和 凸”形兩種；前者如圖10-5所示，基礎(chǔ)整個(gè)為方形實(shí)體鋼筋混凝土后者如圖10-6型式；后者與前者相比，均屬實(shí)體基礎(chǔ)，區(qū)別在于擴(kuò)展的底座盤上回填土也成了基礎(chǔ)重力的一部分，這樣可節(jié)省材料降低費(fèi)用。LF.1O175牡T.75lr J*1T4 1it-j:me 岳10-5門刑旱綿結(jié)構(gòu)C1G*-C15框架式基礎(chǔ)實(shí)為樁基群與平面板梁的組合體， 從單個(gè)樁基持力特性看，又分為摩擦樁基和端 承樁基

3、兩種：樁上的荷載由樁側(cè)摩擦力和樁端阻力共同承受的為摩擦樁基礎(chǔ)；樁上荷載主要由樁端阻力承受的則為端承樁基礎(chǔ)。3. 根據(jù)基礎(chǔ)與塔架（機(jī)身）連接方式又可分為地腳螺栓式和法蘭式筒式兩種類型基礎(chǔ)。前 者塔架用螺母與尼龍彈墊平墊固定在地肢螺栓上，后者塔架法蘭與基礎(chǔ)段法蘭用螺栓對接。地腳螺栓式又分為單排螺栓、雙排螺栓、單排螺栓帶上下法蘭圈等。二、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作及有關(guān)注意事項(xiàng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的基礎(chǔ)用于安裝、支承風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。平衡風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的各種載荷，以保證機(jī)組安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。因此，在設(shè)計(jì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)之前，必須對 機(jī)組的安裝現(xiàn)場進(jìn)行工程地質(zhì)勘察。充分了解、研究地基土層的

4、成因及構(gòu)造，它的物理力學(xué)性質(zhì)等，從而對現(xiàn)場的工程地質(zhì)條件作出正確的評價(jià)。這是進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的先決條件。同時(shí)還必須注意到，由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安裝，將使地基中原有的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化， 故還需應(yīng)用力學(xué)的方法來研究載荷作用下地基土的變形和強(qiáng)度問題。以使地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)滿足以下兩個(gè)基本條件：1）要求作用于地基上的載荷不超過地基容許的承載能力，以保證地基在防止整體破壞方面 有足夠的安全儲(chǔ)備。2）控制基礎(chǔ)的沉降，使其不超過地基容許的變形值。以保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組不因地基的變形而損壞或影響機(jī)組的正常運(yùn)行。因此，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作是保證機(jī)組正常運(yùn)行必不可少的重要環(huán)節(jié)。三、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對基礎(chǔ)的要

5、求及基礎(chǔ)的受力狀況圖10-3所示為某風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)，機(jī)組除承受自身的重量Q處，還要承受由風(fēng)輪產(chǎn)生的正壓力 P、風(fēng)載荷q以及機(jī)組調(diào)各時(shí)所產(chǎn)生的扭矩 M等載荷的作用。這 些載荷主要是靠基礎(chǔ)予以平衡，以確保機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行。圖10-7顯示了上述這些載荷在基礎(chǔ)上的作用狀況，圖中Q和G分別為機(jī)組及基礎(chǔ)的自重。傾覆力矩M是由機(jī)組自重的偏心、風(fēng)輪產(chǎn)生的正壓力 P以及風(fēng)載荷q等因素所引起的合力矩。M為機(jī)組調(diào)向時(shí)所產(chǎn)生的扭矩。剪力F則由內(nèi)輪產(chǎn)生的正壓力戶以及風(fēng)載荷g所引起。但在一般情況下，由于剪力F及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在調(diào)向過程中所產(chǎn)生的扭矩M 般都不很大，且與其它載荷相比要小得多，所以在考慮到

6、不影響計(jì)算效果的同時(shí)，又能滿足工程要求的前提下，筆者認(rèn)為：在實(shí)際計(jì)算中，此兩項(xiàng)可以略去不計(jì)。因此在對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對基礎(chǔ)所產(chǎn)生的載荷主要應(yīng)考慮機(jī)組自重Q與傾覆力矩M兩項(xiàng)。經(jīng)上述簡化后，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)的力學(xué)模型如圖10-8所示。氏1匚閨-7載荷在基礎(chǔ)上的作用狀況四、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與計(jì)算【就力發(fā)電機(jī)塑基礎(chǔ)的力學(xué)撲璽根據(jù)我們多年來從事風(fēng)力發(fā)電機(jī)組研制的經(jīng)驗(yàn),在參考土建設(shè)計(jì)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的基礎(chǔ)上基礎(chǔ)混凝土重量及幾何尺設(shè)計(jì)配筋、抗沖切強(qiáng)度校認(rèn)為：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與計(jì)算通常應(yīng)包括以下五個(gè)方面： 寸的計(jì)算、基礎(chǔ)底部壓力所產(chǎn)生的偏心距計(jì)算、土壤壓力的計(jì)算、 核。（）也

7、礎(chǔ)混凝L世豪及兀何尺的訂訂權(quán)卜罔）0-8所可啲風(fēng)力疑電機(jī)組拿礎(chǔ)的力學(xué)攬舉可知：確址嚅礎(chǔ)混凝J C及幾 胃尺寸的竦則是娶保證其白塑量G和機(jī)組自塑Q祈產(chǎn)生的厲定力矩應(yīng)大于機(jī)粗迄i: h| 所產(chǎn)生的傾SJjM- M_. It關(guān)系式貢 +C10-47 ）TAt B M；紬的底邊忙寸：K安全系數(shù)（根據(jù)經(jīng)驗(yàn)懺取2為宜）.注r由于式（10-5）中G和B均為未知因此在應(yīng)用式（10-5）計(jì)舞華礎(chǔ)混嚴(yán)土愛 G及幾働尺寸B時(shí)，需苜先*找安裝現(xiàn)場腿醴持力圧土壇的睜許承戰(zhàn)力CP）能姑梶 A 10 -5 ）怙算出較為合理的混凝土捷 G及其底邊只I阻（J基礎(chǔ)I氏部壓力所產(chǎn)生的偏心距計(jì)算丑mq力農(nóng)電機(jī)組這類僖心受壓的棊刪 見

8、is io 7人為確保機(jī)組能安全繪定地運(yùn)彳,所件栽霽對驀雕部壓力所產(chǎn)生的i心不宜過天以保證站礎(chǔ)不負(fù)1姣生過大 的博斜-網(wǎng)此對于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組這類動(dòng)力機(jī)械而th K屈礎(chǔ)底刪壓力所嚴(yán)r的啊右 -收宜控制在B的池也內(nèi)-其公成為 -1 . 4 Q -I： B 6（三上壤壓力的計(jì)算M丿丿吐業(yè)機(jī)組左不同工況下運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的 載荷是通辻慕礎(chǔ)怖遞稔地拿于是基礎(chǔ)與地營之間 便產(chǎn)宅了接Wk力円時(shí)乂是地展捏作増于16確的 星廳壓力因此在按計(jì)糯華礎(chǔ)對地基土 壤的作用力時(shí).-SHS考丨乓電 機(jī)姐自克Q以及坯覆力腿M“對堆碁的孚響分 別求出它們對Jfc幕撕宀牛的用力珈廚求得 聯(lián)礎(chǔ)度血上壤 的鈕）J力當(dāng)卑仙底部壓力所產(chǎn) 宅的

9、伯心Bt基礎(chǔ)底廁土壤斥力的分布 衛(wèi)禪乖如陽10-9所禾.為確葆風(fēng)力發(fā)電機(jī)創(chuàng)紹能安全儘宦地運(yùn)f幾 M的底面上壊的MAN：力戶-不稠超過土壤的容許承駛力P.其公式K(10 48)* Q VB1 + M/W 0ift計(jì)配筋，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)在承受上述載荷以后.町耳理解為如同 塊卩板昭樣.此吋乩X 的底板為取甸穹曲板，沿基礎(chǔ)E9周產(chǎn)生彎曲.,1：1：1力超過葩礎(chǔ)的抗彎強(qiáng)度時(shí)基 底板將發(fā)處彎曲破壞.在配筋設(shè)計(jì)中囂危陰的裡間一艇取壻覩與星礎(chǔ)交界址的I - I 截面；如圉10士1恤所不.離面1-1處的育押訶以苻作將地庭按對箱我劃分捷值大 小應(yīng)WTKIO-lOn所示的梯形纂慮面祝附影線81!分上地基掙反力的合

10、力與該面積 腦心列截面的護(hù)襯相乘之積.因眈不塔寫出！-丨戡鹿處的廳和仇獨(dú)li=l/12/ Pw, +P（）（U - +； 朮中 兒I - !哉面處的療趣：P“吐紬底曲邊Mt的眾大圧力;叫-吃礎(chǔ)武血I - 1機(jī)啲赴的圧力：L基礎(chǔ)粽初I-I蔵畫列罄礎(chǔ)邊綜的距B旌咄底邊的長度：b對于nniK塔禦瀚塔勰的門補(bǔ).i恤架代堆絮 必累的邊匕圖】o K）廠力說ttB ttsi力發(fā)電HHB髦塔架的H.止力sHH架止塔架的邊心為罐in 同時(shí)xeiral不欠的倩況只在計(jì)算配筋時(shí)均尿矩形塔架來 考應(yīng)慣】：|10圧咄啜板的配筋計(jì)算，權(quán)鋸底樁的受力務(wù)計(jì)翼戰(zhàn)面所需的鋼飭啲枳人八根據(jù)認(rèn)湊土 結(jié)構(gòu)設(shè)汁牡傭JI0-1彌9）按卜H

11、計(jì)算；式中K腳件強(qiáng)度迎計(jì)左全乘熱 tt L4 .：M計(jì)算配筋餐面處的設(shè)計(jì)彎矩R（鉗筋的抗抄強(qiáng)咚儀計(jì)值*h事穂沖切住環(huán)轉(zhuǎn)體的宵效髙度（見陽KJ - 10）（四）抗沖切強(qiáng)麼校核囲為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組慕砒址鋼埼泡農(nóng)土剛性暮就抗H強(qiáng)度 傲?xí)A能淌足養(yǎng)求.戰(zhàn) 左此只帯進(jìn)行吭沖協(xié)強(qiáng)麼校核.由于墓礎(chǔ)的抗沖切強(qiáng)度是由耳礎(chǔ)的高度來確定的，因此鳥碁礎(chǔ)在受到鳳力癥電機(jī)旳 傳來的戟荷時(shí)如基硼的高度不勝將會(huì)發(fā)生沖訓(xùn)破壞即沿塔栗四周大45方向的 料面拉裂而形戚如楹怵如禺W J0所示.為確保基礎(chǔ)不發(fā)生沖切破壞超須便地基 反力產(chǎn)生的沖切力小干甚馨于沖切聞?chuàng)焯圆猛恋目箾_切迦HL FM罷鬲土結(jié)構(gòu)設(shè)訂規(guī) fi（G）BJ iWWJills FAil