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    预应力锚栓风机基础介绍

    浏览次数:478来源:中国风电能源网编辑:李锴时间:2017-09-28
    近年来,为了开发低风速区域,风机的塔筒高度不断加高,风机塔筒与风机基础的连接方式也发生了变化,由原来的基础环连接变成了锚栓连接,避免了基础环连接时出现的应力集中现象。

    预应力锚栓替代了基础环,而风机基础的形式仍为普通的基础形式。预应力锚栓基础形式并不是将锚栓和混凝土浇筑在一起,它是由上锚板、下锚板、锚栓、PVC 护管等组成,在上锚板和下锚板之间用PVC护管将锚栓与混凝土隔离,而且要密封,浇筑过程中水不能进入到护管内,以免对锚栓造成腐蚀。当锚栓受到拉力时,锚栓的下锚板以上部分会均匀受力,整个锚栓是一个弹性体,没有弹性部分和刚性部分的界面,从而避免了应力集中。由于对锚栓施加预应力,混凝土基础始终处于受压状态,因此采用预应力锚栓的风机基础就不会出现基础环两侧混凝土出现应力集中而产生破坏的情况。

    锚栓代替基础环成为塔筒与风机基础的连接方式,从而使锚栓的结构计算成为基础设计中一个不可少的环节。小编就锚栓的计算做一些简单介绍。

    1、锚栓的计算公式

    由于风机荷载中弯矩值较大,对于锚栓及风机基础来说所受荷载为偏心荷载,由上部风机传递至每个锚栓上的作用力是不同的,只需要计算出所有锚栓中作用力最大的一个,用来验算锚栓的预张力是否满足要求。根据《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008)中偏心竖向力作用下,桩顶的竖向力计算公式如下:

    图1:锚栓的平面布置图

    2、案例分析

    以某风电场单机容量2.0MW的预应力锚栓基础为例,对预应力锚栓基础中的锚栓进行校核。

    该2.0MW风机的荷载资料如表1所示。

    预应力锚栓采用10.9级M48高强螺栓,分两圈沿圆周均匀布置,每圈布置80根,一共160根。内圈到圆心的距离为2.05m,外圈到圆心的距离为2.2m。

    表1:作用在基础段法兰的荷载(不包括安全系数)

    由于锚杆为圆心对称布置,只要计算1/4圆弧内的锚杆的内力即可,计算时选择最不利荷载进行计算,公式里的荷载标准值均采用设计值。

    根据上述公式,可计算出锚栓内外圈 的值如下表。

    表2:锚栓1/4圆弧内外圈 的值

    表3:锚栓1/4圆弧内外圈 的值

    由上述公式计算出锚栓中最大作用力为973.11kN,10.9级M48高强螺栓的抗拉强度Fy=1000kN,故采用10.9级M42高强螺栓能满足要求。

    3、结论

    由锚栓的计算公式和案例分析可知,在风机塔筒直径不变的情况下,当锚栓不能满足预应力要求时,可增加锚栓的数量或增加锚栓的等级来满足设计要求。
     

     

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