风机锚栓基础设计管理
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XXX风电项目风机基础工程风机基础施工方案批准:审核:编写:施工单位:XXXX日期:年月日目录1、编制依据及引用标准 (1)2、工程综述 (2)2.1工程概况 (2)3、主要施工方案 (2)3.1施工程序 (3)3.2定位放线 (3)3.3土石方开挖 (4)3.4垫层施工 (5)3.5锚栓组合件安装 (5)3.6钢筋工程 (6)3.7模板工程 (8)3.8混凝土工程 (11)4、工程进度计划 (14)5、工程质量保证措施 (15)6、工程安全保证措施 (22)7、工程进度保证措施 (23)8、现场文明施工措施 (24)9、主要劳力计划 (26)10、雨季施工措施 (27)11、职业健康安全风险控制计划表(RCP) (29)强制性条文执行情况明细表 (31)1、编制依据及引用标准◆《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002◆《湿陷性黄土地区建筑规范》GB 50025—2004◆《岩土工程勘察规范》GB50021-2001◆《建筑工程地质钻探技术标准》JGJ87-92◆《建筑地基与基础设计规范》GB50007-2002◆《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002◆《建筑工程施工质量验收统一标准》GB20300-2001◆《建筑机械使用安全技术规范》JGJ33-86◆《风力发电厂建设项目工程验收规程》◆《电力建设工程质量监督检查典型大纲(风力发电电部分)》◆《宁夏同心风电场国博二期八泉150MW项目地勘报告》◆宁夏同心风电场国博二期八泉150MW风电项目工程风机桩基施工图纸。
2、工程综述2.1工程概况①工程名称:XXX;②建设地点: XXX ;③工程规模:XXX;④竣工日期: XXX ;⑤主要工作内容:本标段共XX个风机基础。
风机基础采用圆形承台,每个承台布置XX根挖(或钻)孔灌注桩,桩径1000mm,有效桩长为22--27m,桩端进入非湿陷性黄土状粉土或者砂质泥岩,桩数约XXX根,桩身混凝土强度C30。
风机基础预应力锚栓施工工法风机基础预应力锚栓施工工法一、前言风机基础预应力锚栓施工工法是一种在风机基础施工中常用的技术方法,通过预应力锚栓的施工,提高了风机基础的抗震性能和稳定性。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例,以供读者参考。
二、工法特点风机基础预应力锚栓施工工法具有以下几个特点:1. 抗震性能强:采用预应力锚栓施工,可以大大提高风机基础的抗震性能,增加其稳定性和安全性。
2. 施工工艺简单:该工法的施工工艺相对简单,易于操作和实施,降低了施工难度。
3. 施工周期短:预应力锚栓施工工法的施工周期相对较短,可以提高工程的进度。
4. 施工成本低:相比其他施工方法,风机基础预应力锚栓施工工法的施工成本较低。
5.应用范围广:该工法适用于不同类型和规模的风机基础,具有广泛的适应范围。
三、适应范围风机基础预应力锚栓施工工法适用于各种规模的风机基础,无论是小型风机基础还是大型风机基础。
对于地质条件较差、地震频繁的地区,该工法尤为适用,可以提高风机基础的抗震能力。
四、工艺原理风机基础预应力锚栓施工工法的核心原理是通过应用预应力锚栓将风机基础与地面固定连接,从而增加基础的稳定性和抗震性能。
具体来说,施工过程中需要首先钻孔,然后在孔内注浆,将预应力锚栓与注浆材料连接,形成一个固定的连接系统。
通过调整锚栓的预应力,可以使风机基础与地面产生相对移位,从而吸收地震力量,提高基础的抗震能力。
五、施工工艺1. 钻孔:根据设计要求,在风机基础与地面之间预先钻好孔位。
2. 注浆:在钻孔中注入浆液,填充孔洞,增加地基的承载能力。
3. 安装预应力锚栓:在孔洞中安装预应力锚栓,并与注浆材料连接,形成固定的连接系统。
4. 调整预应力:通过调整预应力锚栓的拉紧程度,使得风机基础与地面产生相对移位,从而达到预应力效果。
六、劳动组织在风机基础预应力锚栓施工过程中,需要合理组织施工人员和管理人员,明确各自的责任和任务,确保施工顺利进行。
风机基础锚栓组件安装施工方案本工程计划施工期为180天,具体分为以下几个阶段:1)场地平整和基础施工阶段:计划用30天完成,包括场地清理、道路建设、基础施工等;2)主体结构施工阶段:计划用120天完成,包括塔筒安装、机舱安装、叶片安装等;3)电气安装和调试阶段:计划用30天完成,包括电缆敷设、变压器安装、开关柜安装等;4)验收和交付阶段:计划用10天完成,包括质量验收、安全验收、环境验收等。
4人员的组织及机械的配备本工程涉及人员组织和机械配备如下:1)项目经理:1名,负责全面组织、协调和管理工程施工;2)施工经理:2名,负责具体的施工组织、协调和管理;3)安全员:2名,负责安全管理和预控措施的制定和执行;4)质量员:2名,负责质量管理和质量控制;5)机械操作人员:20名,包括起重机操作员、挖掘机操作员等;6)其他工人:100名,包括电工、焊工、钢筋工等。
机械配备包括:起重机、挖掘机、混凝土搅拌车、打桩机、水泥罐车等。
5施工程序本工程施工程序如下:1)场地平整和基础施工:包括场地清理、道路建设、基础施工等;2)主体结构施工:包括塔筒安装、机舱安装、叶片安装等;3)电气安装和调试:包括电缆敷设、变压器安装、开关柜安装等;4)试运行和调试:包括机组启动、并网试运行等;5)验收和交付:包括质量验收、安全验收、环境验收等。
6施工方法本工程采用以下施工方法:1)场地平整:采用机械平整和人工清理相结合的方法,确保场地平整;2)基础施工:采用重力大板式基础,风机基础与塔筒采用预应力锚栓连接;3)塔筒安装:采用起重机进行安装,确保安全可靠;4)机舱安装:采用吊装机进行安装,确保安全可靠;5)叶片安装:采用吊装机进行安装,确保安全可靠;6)电气安装和调试:采用专业电气施工队伍进行施工,确保安全可靠;7)试运行和调试:由专业技术人员进行试运行和调试,确保机组正常运行。
7质量保证措施及质量目标本工程质量保证措施如下:1)施工前进行技术交底,确保施工人员了解施工要求和质量标准;2)采用高质量材料,确保施工质量;3)严格按照施工程序和质量验收标准进行施工和验收;4)定期进行质量检查和监督,及时发现和纠正质量问题。
风机基础预应力锚栓施工工法风机基础预应力锚栓施工工法是用于风机基础的建造和加固的一种技术方法,本文将从前言、工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例等方面进行介绍。
一、前言风机基础预应力锚栓施工工法是一种用于风机基础的建造和加固的先进工法,通过预应力锚栓的施工,能够增强风机基础的稳定性和承载力,提高基础的抗震能力和使用寿命。
二、工法特点该工法具有以下特点:1. 预应力锚栓施工快速,施工周期短,能够大幅度缩短工期。
2. 施工过程中对现有基础的侵扰小,对周边环境无污染,能够最大程度保护现有基础的完整性。
3. 施工工艺先进,施工质量可靠,能够确保基础的稳定和安全。
三、适应范围该工法适用于各种类型的风机基础,包括钢筋混凝土基础和钢框架基础等。
不论是新建基础还是已有基础的加固,都可以采用该工法进行施工。
四、工艺原理在风机基础的施工工法与实际工程之间,有着密切的联系。
采用预应力锚栓施工工法,可以通过预先施加的预应力,将风机基础和地基之间形成一个整体,增强了基础的稳定性和承载力。
在施工过程中,需采取一系列的技术措施,如钻孔、注浆和张拉等,以确保施工质量和施工效果。
五、施工工艺施工工法主要包括以下几个施工阶段:1.设计阶段:根据工程要求进行基础设计,确定预应力锚栓的数量、布置和施工方案。
2. 钻孔阶段:在基础上进行钻孔,保证钻孔的垂直度和位置精确。
3. 注浆阶段:将注浆材料注入钻孔中,填充空隙并增加基础的强度和稳定性。
4. 锚栓安装阶段:将预应力锚栓插入注浆孔中,并进行张拉。
5. 张拉阶段:通过专用设备对预应力锚栓进行张拉,使之达到预定的预应力状态。
6. 固化阶段:保持锚栓张拉力,等待注浆材料固化。
7. 后期处理阶段:清理施工现场,进行验收和保护。
六、劳动组织施工工法需要进行合理的劳动组织,包括施工人员的组织和分工、施工时间的安排和施工队伍的管理等。
浅谈风电工程风机基础预应力锚栓组合件的安装技术新国电力建设第二工程公司[摘要] 天润莱西南墅风电场位于莱西市南墅镇山里吴家村周围,布置24台风力发电机组,单机容量1.5MW,总装机容量36MW。
风机设备采用金风JF/1500型风力发电机组。
风机轮毂高度为75米,叶轮直径为87米。
风机基础采用天然地基,风机基础采用直径16.6m圆形钢筋混凝土独立基础,基础埋深-3.0m,基础由上、下两部分组成,上部结构为圆柱体,高出设计地面0.4m,总高度为1m,直径5m;基础下部结构直径为16.6m,圆形钢筋混凝土独立基础,总高度2m。
本工程风机基础与塔筒连接采用国水生产的预应力锚栓组合件,因配件较多,在现场进行组合安装。
螺栓、台板安装要求精度高,误差均在2mm之,所以在安装时除严格按照厂家指导施工外,充分熟练掌握预应力地锚组合件安装,使精度达到要求,并且在混凝土浇筑过程中应随时检查预应力上锚板的平整度和锚栓的标高,发现问题及时整改。
本文针对预应力锚栓组合件的安装技术进行阐述,进一步指导施工。
[关键词] 风电工程风机基础预应力锚栓组合件安装技术引言:风力发电,以其无污染,可再生,技术成熟,近几年以25%的增长速度位居各类能源之首,倍受世人青睐。
风力发电是实现人类可持续发展的需要。
风力发电机组因其高度较高,基础重复承受360o方向荷载。
因此,对塔筒的垂直度的控制非常严格。
塔筒与基础的连接大部分使用基础环,天润莱西南墅风电场风机基础设计则在基础部埋置预应力锚栓组合件。
因为厂家供货均为散件,直接在现场拼装,难度较大,因此,保证螺栓安装位置的准确性、垂直度,控制螺栓顶标高误差以及上锚板(与塔筒连接台板)的安装精度是预应力地锚组合件的关键。
一、施工方案预应力锚栓组合架的安装主要依据国水风电《风力发电机组反向平衡法兰和预应力锚栓组合件安装、验收及检查技术条件》执行,施工过程中严格服从厂家指导安装。
安装主要以人工安装为主,25t汽车吊配合,人工找平、找正。
风力发电工程基础预应力锚栓组合件安装施工工法风力发电工程基础预应力锚栓组合件安装施工工法一、前言随着可再生能源的重要性日益突显,风力发电作为其中的一种代表,并且在近年来得到了广泛的应用和发展。
而风力发电工程中的预应力锚栓组合件安装施工工法作为一项重要的技术手段,对于保障风力发电设备的安全和稳定运行具有重要作用。
本文将对风力发电工程基础预应力锚栓组合件安装施工工法进行详细的介绍和分析,以期为实际工程提供参考。
二、工法特点风力发电工程基础预应力锚栓组合件安装施工工法具有以下几个特点:1. 采用预应力锚栓组合件进行基础施工可大幅提高结构的稳定性和抗风性能。
2. 工法灵活多样,可根据实际工程需求进行调整和优化,以适应不同情况下的施工要求。
3. 施工效率高,能够大幅度缩短施工周期。
4. 施工质量可靠,能够保证基础结构的强度和稳定性。
三、适应范围风力发电工程基础预应力锚栓组合件安装施工工法适用于各类风力发电项目中的基础施工,特别适合于土层较软或者地质条件较为复杂的场地。
该工法适用于各种基础形式,如钢筋混凝土基础、承台、桩基等。
四、工艺原理风力发电工程基础预应力锚栓组合件安装施工工法是基于预应力技术的基础施工方法。
通过在基础中安装预应力锚栓组合件,利用预应力作用将基础与土体牢固连接,并提高基础的稳定性和抗风性能。
在施工过程中,根据实际工程要求,采取相应的技术措施,如调整预应力锚栓的预应力大小、安装数量和位置,以确保工程的质量和安全。
五、施工工艺风力发电工程基础预应力锚栓组合件安装施工工法一般包括以下几个施工阶段:1. 基础准备:清理基础表面、进行基础验收和前期测量工作。
2. 钻孔施工:根据设计要求进行钻孔工作,确保预应力锚栓的安装位置和数量。
3. 预应力锚栓组合件安装:将预应力锚栓组合件安装到孔洞中,并进行固定和调整。
4. 预应力张拉:根据设计要求对预应力锚栓进行张拉,使其达到设计预应力数值。
5. 预应力锚栓灌浆:对预应力锚栓进行灌浆固化,增强与土体的连接性和稳定性。
风机锚栓基础设计管理论文栏目:设计管理论文更新时间:2015/6/19 15:37:26 2831前言风机基础与塔筒的连接形式有很多种,最具代表性的有基础环与锚笼环两种形式。
据不完全统计,目前国内已经建成风电场95%以上的风机塔筒与基础连接采用的基础环形式,该种连接方式被认为是安全可靠的。
随着部分风电场陆续出现基础环松动的问题,风机供应商、设计单位、施工单位等各方专家进行了多次会诊,目前已基本达成如下共识:基础环直径较大、埋深不足、基础环与周边混凝土连接不可靠,其受力特性相比锚栓差。
从设计角度来讲,单机容量1.5MW及以上容量的风机塔筒与基础连接宜采用锚栓[1][2][3]。
但是,由于当前用于风机塔架与基础连接的锚栓存在材质无相应规程规范、防腐难度大、锚栓断裂不易更换等问题,由此增加的风险成本,风机供应商和设计单位都在回避。
在此前提下,业主推出“风机锚栓基础设计及锚栓组件材料采购打捆”的招标采购形式,相当于EP承包,投标主体必须是设计院。
根据目前市场环境条件,设计单位应充分掌握锚栓式基础的市场前景,本着尽最大可能的占领市场份额和为业主服务的目标,积极参与投标。
只要做好锚栓材料市场调研,充分进行研究,详细设计,发现风险点,做好风险控制和转移,精工细作,做好设计优化工作,就能在新的市场条件下占据主动。
设计单位既要作为设计的主体,同时又是采购的主体,除了要保证结构设计的可靠以外,还应对所需采购锚栓及组件材料的市场情况有充分的了解,这样才能保证整个项目的风险可控,以使效益最大化。
因此,作者以下将针对该新的市场环境条件,对风电项目中“风机锚栓基础设计及锚栓组件材料采购打捆”的设计管理进行简单论述,为设计单位提供借鉴。
2产品调研锚笼环高度一般在3.0m以上,除外露30cm左右之外,其余部分埋入风机基础混凝土。
锚栓组件最重要的承力构件是高强预应力锚固螺栓及替代品,其不同于一般的高强预应力锚固螺栓,且国内没有专门针对风电机组的锚栓设计规程,造成目前市场材料供应良莠不齐。
预应力锚栓风机基础施工与质量控制摘要:某风电场工程位于安徽省来安县东北部,共布置24台风力风力发电机组。
工程基础形式为板式独立基础,底部法兰为T型法兰,其中预应力锚栓组合件由金海股份制造。
采用预应力锚栓连接塔筒和基础,具有基础整体性好、无刚度和强度突变。
预应力锚栓从张拉完毕直至使用的整个过程中,应力值的变化幅度小,因而其抗疲劳荷载作用性能优异等特点。
但其对施工质量要求也很高。
本文结合现现场的实际施工情况,对预应力锚栓风机基础施工与质量控制中重要的几点做以阐述。
【关键词】风机基础预应力锚栓质量控制引言:风电场工程风机基础开工前,项目技术部根据风机基础工程的特点,经过详细的技术论证,在厂家的指导下结合现场实际工作情况,编制了缜密、合理的施工组织设计和施工方案,总结出预应力锚栓基础施工质量控制中的关键节点,并在该工程取得了不错的施工效果。
风机锚栓基础施工顺序为:定位放线→土方开挖→清槽→验槽→预埋件坑混凝土浇筑→锚栓组合件安装→垫层混凝土浇筑→钢筋绑扎→模板安装(预埋管件、接地网等安装)→整体验收→浇筑基础主体混凝土→混凝土养护→拆模→混凝土工程验收→回填土→二次灌浆→风机基础交付安装在上述施工流程中有几点是保证施工质量的重中之重。
一、锚栓组合件安装中的注意事项1、上、下锚板的同心施工中采用经纬仪测定成90°的四个锚栓的垂直度以保证上下锚板同心。
锚栓垂直度超标时,用钢丝绳连接上锚板锚筋和基坑外钢桩,调节钢丝绳使锚栓垂直。
具体的调整方法是:在基础外侧每90°位置定一桩,然后使用φ10钢丝绳及手动电葫芦将上锚板与桩连接在一起,调节四个方向钢丝绳,使上下锚板垂直对齐(以上下锚板螺栓孔的中心线为基准,用经纬仪测垂直度,共测4个点,每90°一个点,使上下锚板中心对中,同心度允许偏差3mm)。
2、上锚板水平偏差在锚栓组合件安装完成后、混凝土浇筑后、二次灌浆前,要对上锚板平面的水平进行测量,水平偏差不满足要求时(标准:上锚板水平偏差≤2mm),用千斤顶顶起上锚板后调节尼龙螺母使水平偏差满足设计要求。
风力发电预应力锚栓基础施工的关键技术分析发布时间:2022-12-28T05:09:36.769Z 来源:《中国电业与能源》2022年第17期作者:杨册[导读] 随着我国风电场规模的扩大杨册华润新能源投资有限公司广西分公司工程部广西南宁 530029摘要:随着我国风电场规模的扩大,各类设施的数量持续增加,为确保整体运行成效最佳,还需在细节中加大监管力度,其中就包括预应力锚栓的基础施工,对该项施工内容与技术要点全面掌握,经完善的施工方案与管理机制实施,施工进度加快,质量与效率提高,增强结构可靠性与稳定性,在施工工艺方面加大管理力度,满足风力发电项目建设要求,创造更大的综合效益。
关键词:风力发电;预应力锚栓;基础施工;关键技术引言:风能是一种清洁型、环保型新能源,以可持续发展理念为主,在多个领域中发挥着重要作用。
由于自然因素、人为因素等影响,风力发电机在长时间使用过程中会出现故障问题,为消除隐患,还需加大预应力锚栓基础施工质量的控制力度,依据施工技术要点在细节上严谨检测、验收、管理等,最大程度地保证风电机组运行稳定性。
一、实例分析某风电场使用的是板式独立基础的风机,直径为17m,深埋32m,作业中应用预应力锚栓技术,经组合、安装、验收等,保证各项工作进度与质量均符合项目验收标准。
尤其是对上锚板平整度的误差处理,在二次灌浆后会面临众多因素影响出现质量或误差问题,建议工作人员能把各环节中所产生的信息数据详细记录,对比各环节中的信息数据,误差要控制在2mm以内,提升综合成效。
其中,在预应力锚栓基础施工阶段,依据工艺流程标准作业。
准备→留置→定位→组对→组装→安装→调整→施工→验收。
二、风力发电预应力锚栓基础施工的关键技术(一)准备一方面,是对锚栓组合件数量清点,检查上、下锚栓及螺纹无损坏,也能在此环节中把不合格的产品及时剔除,避免影响后续工作质量与进度。
另一方面,把确定后的锚栓组合件运输到作业现场中,为避免在运输过程中对锚栓组合件造成损坏,建议使用软木支垫进行保护。
风力发电预应力锚栓基础施工技术发布时间:2023-01-03T09:31:10.990Z 来源:《新型城镇化》2022年23期作者:刘晓帅[导读] 近些年,我国风力发电规模不断增长,风力发电技术日渐成熟,风电场均基本安全稳定运行,但也有风电场发生塔架倒塌等严重质量事故,对人们生命财产安全和风力发电行业的发展造成了较大的阻碍。
平顶山姚孟发电有限责任公司河南平顶山 467000摘要:近些年,我国风力发电规模不断增长,风力发电技术日渐成熟,风电场均基本安全稳定运行,但也有风电场发生塔架倒塌等严重质量事故,对人们生命财产安全和风力发电行业的发展造成了较大的阻碍。
究其原因多与风机基础施工质量不符合相关标准要求有关,所以分析和研究风力发电场预应力锚栓基础施工技术有重要的实践意义。
关键词:风力发电机组;预应力锚栓;基础施工技术引言:在节能日益增加的今天,可循环利用的价值日益受到重视,而对环境保护的认识也日益加深。
因此,如何合理地开发和使用可持续发展的能源已成为当前的热点问题。
风力发电不但清洁、环境友好,而且可以减少能耗。
风电机组建设是风电机组建设中的重中之重,特别是预应力锚杆的施工技术,对此进行深入的探讨,可以防止出现的各种不良因素对整体工程的影响,从而使风电机组的安全性能得到进一步的提高。
一、预应力锚栓安装的难点分析在进行风机基础施工的一系列操作中,使用预应力锚栓技术对整体施工都有非常重要的积极影响,但是在采取此方法的时候要对预应力锚栓进行精确的测量,这样才能够在使用的过程中物尽其用,但是在对预应力锚栓进行测量的时候会有一定的困难,为了能够让预应力发挥其做大的作用,需要相关技术人员积极对这些难点进行发现和克服。
其主要的难点有:其一是在锚栓的安装及调整方面,因为经常会有一些超高的预应力锚栓基础混凝土浇筑之后,其顶部会出现偏斜的情况,这就为后期的安装造成了一定的困难。
不仅如此,技术人员都需要了解的一点是当锚栓调整检测、安装钢筋这一系列操作结束之后就不能够再次对同心度以及其垂直高度进行比较和调整,因此在混凝土进行浇筑之后,一旦锚栓发生形状上的改变以及出现同心度设计要求并没有达到相应标准的时候,风机将面临无法进行安装的情况,一旦出现这种情况,有两种结果,其一就是,如果其形状的改变不是非常大,相关技术人员积极对其锚颈进行相应的处理之后就能够进行正常的安装;另外一种就是,其形状改变较为严重,不能够进行安装,造成不可逆转的后果,最终不能够投入使用,最终造成经济损失。
目录1 编制依据 (1)2 工程概述 (1)3 施工工期 (1)4 人员的组织及机械的配备 (1)5 施工程序 (2)6 施工方法 (2)7 质量保证措施及质量目标 (3)8 安全保证措施及危险点的预控措施 (5)1编制依据1.1.1《施工组织设计导则》1.1.2《建筑施工手册》第五版1.1.3《电力建设安全健康与环境管理工作规定》1.1.4《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB/T 50204-20151.1.5《电力建设施工质量验收及评价规程》第一部分:土建工程DL/T5210.1--20121.1.6《风力发电机组》安全要求GB 18451.11.1.7《风力发电机组装配和安装规范》GB/T 195681.1.8《电力建设安全工作规程》DL 5009.1-921.1.9 《汽车起重机安全操作规程》DL/T 52501.1.10《钢结构高强度螺栓连接技术规程》JGJ 821.1.11 《风机基础结构图》施工设计图纸;1.1.12 《施工项目部标准化管理手册》2014版京能集团1.1.13 《施工组织设计》1.1.14 厂家提供锚栓组件安装指导手册2工程概述京能宁东风电场(灵武新立)五期50MW风电项目安装17台单机容量3000kW的风力发电机组,总装机容量为50MW,风电项目场址位于宁夏回族自治区灵武市石沟驿煤矿南面,新火村境内,西北距灵武市距离约70km。
交通运输便利,周边西邻G25高速公路,东连国道G211、307、省道302(盐兴)、203(惠平)、101等主要公路干线。
海拔高程约1300m。
风电场占地约16.97平方公里,新建道路长约12.5km。
本项目17台风机基础采用重力大板式基础,风机基础与塔筒连接形式为预应力锚栓连接。
风机基础上沿环向布置4个沉降观测点,应避开塔筒门及主导风向。
在每台风机沉降观测点附近设置一个沉降观测控制点。
3 施工工期基础土方工程施工从二O一九年五月二十日开始到二O一九年七月三十一日完成,实际开工日期以监理工程师签发的“开工报告”为准。
浅谈预应力锚栓风机基础的结构设计作者:沈永强来源:《中国科技纵横》2016年第20期【摘要】近年来,预应力锚栓系统越来越多的应用在陆上风电的风机基础中;相较于传统的基础环,预应力锚栓的受力机理方面完全不同。
本文通过对传统基础环及预应力锚栓系统的受力分析,并结合两者分别与风机基础之间的力学分析,进而对两者从技术角度形成对比,从而为风电同行对风机塔筒与风机基础的连接方式的选择提供参考。
【关键词】传统基础环预应力锚栓风机基础1 概述风机塔筒与风机基础的连接方式很长一段时间在我国都是采用传统的基础环连接,近几年出现预应力锚栓连接。
针对基础环基础刚度、强度突变以及耐久性问题,用预应力锚栓来连接塔筒和风机基础,其受力方式与基础环连接的受力方式完全不同,避免了基础环连接在风机运行中风机基础可能出现的不利情况。
2 预应力锚栓基础的力学分析对于采用传统基础环连接方式的风机基础,基础环埋入混凝土中的部分是一个刚性结构,而露出部分以及整个塔筒又是一个柔性体,在基础环和混凝土基础最上面的交线,就形成了一个应力集中部位,如果基础环在这个部位材料有缺陷或承受的应力过大,就很容易在这个部位造成疲劳破坏。
在实际运行的风电场中,有部分风电场的风机基础已经出现了基础环两侧混凝土出现疲劳破环,基础环与两侧混凝土直接出现肉眼可见的脱开缝隙,在风机运行时基础环有明显的晃动,直接影响风机设备的安全。
如下图1。
预应力锚栓的出现,则完全避免了风机基础出现以上问题的可能。
为什么预应力锚栓可以避免这一问题呢?下面就从预应力锚栓基础的受力分析来解答这个问题。
由上图2可以看出,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。
风机基础预应力锚栓组合件安装技术摘要:近几年,新能源发展迅速,其中风力发电位居各类能源之首。
在基础结构中,通常采用预应力锚栓组合件和基础环两种形式。
基础环与基础主体混凝土连接部位在长期交变荷载的作用下存在疲劳破坏和刚度突变的风险。
而预应力锚栓组合件中,锚栓从上至下贯穿整个风机基础,受力均匀无强度、刚度突变,且通过锚栓组合件受拉力作用使基础混凝土长期处于受压状态,不会产生裂缝,耐久性得到提高。
关键词:风机基础;预应力锚栓;安装技术;引言预应力锚栓组合件应用于风机塔筒与基础之间的联结,以重力扩展基础为原型,采用锚栓结构代替基础环,整体性能优良,没有薄弱环节,既能保证塔身与基础的刚性结合,又能降低钢筋用量,简化这部分的施工,提高了安全性能。
此外,该产品具有很好的适应性,可以根据不同的风场类型适配合适的基础结构形式,以减少混凝土用量,节约社会资源。
1工艺原理锚索施工技术是利用新型锚索与支挡结构共同作用维持边坡稳定的技术,新型锚索主要由夹紧机构、无级调压保险机构、承压板、撞环拆分机构、防护罩、新型锚具等组成。
锚索组安装时,锚索进入前端的锚固头内,锚固头设有可解锁的承载体,注浆并养护完成后在支护排桩冠梁处安装新型锚具,新型锚具可以简单有效的锁定锚索的预应力。
锚索拆除时,利用新型锚具的结构特性,人工操作锚具装置将新型锚具体系限制解除后将锚索进行转动,此时解锁结构就将锚索和锚固段拆开,凭借人力即可将其轻松抽出。
2预应力锚栓组合件安装要点2.1准备工作(1)吊装组装前,混凝土垫层验收完成。
风机中心点通过控制网引回,并经过测绘确认。
(2)按照风机基础施工图纸中机型锚栓布置图锚栓组件明细,清点已进场各组件数量,并检查其外观。
查看上、下锚板有无变形,锚栓螺纹有无损伤、锚栓有无弯曲。
(3)不合格产品严禁使用。
操作人员必须经技术交底。
(4)将锚栓笼组装所需组件运至施工现场后,放置在相对平坦的地方,并用方木垫起垫平,避免上、下锚板变形以及锚栓滚落导致锚栓螺纹损坏。
风机基础预应力锚栓结构应用技术(三门峡渑池荆庄100MW风电项目)一、前言我国风电基础现在正在朝着大型化方向发展,我们面临的一个比较重要的选择就是塔筒和基础的连接方式,应当采用基础环连接还是采用预应力锚栓连接就成为重中之重。
风机塔筒与风机基础的连接方式很长一段时间在我国都是采用传统的基础环连接,是在近几年出现预应力锚栓连接。
针对基础环基础刚度、强度突变以及耐久性问题,用预应力锚栓来连接塔筒和风机基础,其受力方式与基础环连接的受力方式完全不同,避免了基础环连接在风机运行中风机基础可能出现的不利情况。
二、主要用途预应力锚栓作为连接风机塔筒与风机基础的重要纽带,代替原来传统的的基础环,预应力锚栓结构顾名思义就是一根一根的锚栓穿于上锚板和下锚板之间形成固定结构从而与塔筒相连接;预应力锚栓结构减少了钢筋的使用量,并且简化了施工过程,增强了结构安全性。
三、技术原理预应力锚栓结构替代了基础环结构,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。
四、关键技术和创新点1. 锚栓贯穿基础整个高度并通过下锚板将锚栓锚固在基础底板,结构连续、无刚度和强度突变;2.钢筋和锚栓交叉架设,互不影响,施工便利,基础整体性好;3.采用液压双缸高强螺栓张拉器对锚栓施加准确的预拉力,使上、下锚板对钢筋混凝土施加压力,基础受弯作用时,迎风侧混凝土压应力有所释放但始终处于受压状态,混凝土不产生裂缝,其耐久性得到提高;4.基础柱墩中竖向钢筋几乎不受力,仅需按构造配置预应力钢筋混凝土中的非预应力钢筋,基础更为经济;5.锚栓组合件生产供应周期短,可大大降低业主的建设周期,加快投资回报。
预应力锚栓式风机基础施工方法咱今儿个就唠唠预应力锚栓式风机基础施工这事儿。
一、施工准备。
这就像要打仗先得把家伙事儿都准备好一样。
咱得先把施工场地给平整喽,可不能坑坑洼洼的。
材料那必须得备齐,像预应力锚栓组件,这可是关键的东西,得好好检查,有一点毛病都不行。
还有钢筋、混凝土啥的,都得是质量杠杠的。
施工设备也得提前调试好,那些个起重机啊、搅拌机啊,都得乖乖听话才行。
二、锚栓安装。
这锚栓安装可是个精细活。
先得按照设计要求在基础里把锚栓的位置给确定好,就像给每个锚栓找个合适的小窝一样。
然后把锚栓小心翼翼地放进去,可不能把它弄歪了,要是歪了,那风机站在上面可就不稳当了。
在安装过程中,还得不断地测量检查,确保每个锚栓的垂直度和间距都符合标准,这就跟给一群小娃娃排队似的,得整整齐齐。
三、钢筋绑扎。
钢筋就像基础的骨架一样。
把一根根钢筋按照设计的形状和位置摆好,然后用铁丝把它们紧紧地绑在一起。
这时候工人师傅就得像个艺术家一样,把钢筋绑扎得既牢固又美观。
要注意的是,钢筋的接头得处理好,可不能让它成为薄弱环节,就像给骨架的关节处加固一样。
四、模板安装。
模板就是给混凝土塑形的模具。
把模板一块一块地拼接好,要保证模板之间严丝合缝,要是有缝儿,那混凝土可就会偷偷溜出来,到时候基础就不漂亮了。
在安装模板的时候,还得把支撑做好,就像给模板找几个小拐杖一样,让它稳稳地立在那儿。
五、混凝土浇筑。
这混凝土浇筑可是个大工程。
把搅拌好的混凝土慢慢地倒进模板里,就像给基础这个大容器里装东西一样。
在浇筑的时候,得用振捣棒把混凝土振捣密实,让混凝土里没有气泡,就像给蛋糕里的面糊搅拌均匀一样。
而且还得一层一层地浇筑,不能一股脑儿全倒进去。
六、预应力施加。
等混凝土达到一定强度之后,就可以施加预应力了。
这就像给基础再加上一道保险一样。
通过专用的设备,给锚栓施加预应力,让锚栓紧紧地拉住基础,这样风机在上面就更稳当了。
在施加预应力的时候,得严格按照设计要求来操作,不能太大也不能太小。
锚栓基础注意事项风机预应力锚栓基础施工中应特别注意混凝土振捣和高强灌浆料质量问题这两方面。
与传统基础环基础不同,预应力锚栓基础在塔筒吊装、锚栓张拉时,混凝土受比较大的预压力。
假设混凝土振捣不足,尤其是上锚板下方和下锚板上方振捣不足,混凝土疏松或强度不足,会引起锚栓张拉之后,锚板发生较大的变形,直接表现是混凝土外表有大大小小的裂缝,间接表现是锚栓张拉之后锚栓的伸长量参差不齐,锚栓预拉力难以稳定,无法验收,上锚板水平度变大等。
此类施工不利发生后,需要钻芯测混凝土内部强度,然后根据强度决定处理方法。
假设强度满足,则清除外表不密实处,作修补;假设强度不满足,则需要钻孔开槽压力灌浆,或减小预压力,或与主机厂协调降低风机功率。
此类问题一旦发生,将带来较大的直接经济损失和其他间接损失〔如发电量等〕。
此类问题,只要用合适的振捣设备,按施工标准要求认真振捣,则不会发生。
高强灌浆料要求为无收缩、自流平、微膨胀,施工较容易保证,一般不存在施工问题,出现问题均是因为采用国产品牌灌浆料带来的施工质量不稳定问题。
风机锚栓基础中的高强灌浆料,不同于一般的加固用高强灌浆料,其直接承受上锚板传来的巨大压力,再传递到混凝土中,且受风机往复疲劳荷载作用。
根据以往的经验,国产不适用,表现在吊装前分层开裂,或吊装后破坏,而采用国外的成熟品牌,只要施工得当,就不会出现此类问题。
灌浆料吊装前出问题尚可补救,假设吊装后暴露出问题,则难以补救,严重的要拆下风机处理。
以下为个别项目施工质量问题照片,供警示,望能引起业主、施工、监理单位的足够重视,防止发生类似的问题。
1、混凝土浇筑不密实现场照片环壁振捣不足梁振捣不足下锚板上方振捣不足,下方混凝土漏打2、高强灌浆料质量问题吊装之前开裂吊装之前分层、不密实吊装之前脱落不密实吊装前断裂吊装后开裂。
风机锚栓基础设计管理
论文栏目:设计管理论文更新时间:2015/6/19 15:37:26 283 1前言
风机基础与塔筒的连接形式有很多种,最具代表性的有基础环与锚笼环两种形式。
据不完全统计,目前国内已经建成风电场95%以上的风机塔筒与基础连接采用的基础环形式,该种连接方式被认为是安全可靠的。
随着部分风电场陆续出现基础环松动的问题,风机供应商、设计单位、施工单位等各方专家进行了多次会诊,目前已基本达成如下共识:基础环直径较大、埋深不足、基础环与周边混凝土连接不可靠,其受力特性相比锚栓差。
从设计角度来讲,单机容量1.5MW及以上容量的风机塔筒与基础连接宜采用锚栓[1][2][3]。
但是,由于当前用于风机塔架与基础连接的锚栓存在材质无相应规程规范、防腐难度大、锚栓断裂不易更换等问题,由此增加的风险成本,风机供应商和设计单位都在回避。
在此前提下,业主推出“风机锚栓基础设计及锚栓组件材料采购打捆”的招标采购形式,相当于EP承包,投标主体必须是设计院。
根据目前市场环境条件,设计单位应充分掌握锚栓式基础的市场前景,本着尽最大可能的占领市场份额和为业主服务的目标,积极参与投标。
只要做好锚栓材料市场调研,充分进行研究,详细设计,发现风险点,做好风险控制和转移,精工细作,做好设计优化工作,就能在新的市场条件下占据主动。
设计单位既要作为设计的主体,同时又是采购的主体,除了要保证结构设计的可靠以外,还应对所需采购锚栓及组件材料的市场情况有充分的了解,这样才能保证整个项目的风险可控,以使效益最大化。
因此,作者以下将针对该新的市场环境条件,对风电项目中“风机锚栓基础设计及锚栓组件材料采购打捆”的设计管理进行简单论述,为设计单位提供借鉴。
2产品调研
锚笼环高度一般在3.0m以上,除外露30cm左右之外,其余部分埋入风机基础混凝土。
锚栓组件最重要的承力构件是高强预应力锚固螺栓及替代品,其不同于一般的高强预应力锚固螺栓,且国内没有专门针对风电机组的锚栓设计规程,造成目前市场材料供应良莠不齐。
经资料收集整理,目前市场上较有名的主要有中船重工713研究所、江苏金海公司、青海金阳光生产的高强预应力锚固螺栓,以及天津二轧生产的精轧钢筋。
通过掌握资料,首先应由项目负责人通过电话向供货商了解其产品基本性能,产品应用业绩,目前市场价格等,并初步了解其合作意向。
其次,以公司名义向有意向参与合作的供应商发正式询价函件,由供货
商按要求填写供货清单,各组件单价,锚栓组件总价,并签字盖章正式回函,承诺只要中标后合作,且价格不会上浮。
各供应商随同正式回函附带产品性能说明,试验证明材料,认证证明材料,同类业绩证明材料等。
最后,整理供货商回函,对比分析各家业绩及产品性能、价格,以百分制形式进行排序,选出合适的合作单位。
由于时间较紧,无法做到对每家供货公司进行实地考察,只能采取有选择性的进行考察调研,落实其公司实力、生产能力、供货能力等。
同时,采取与材料供应公司技术人员就设计过程中关注的重点、难点,像螺杆工程面积、屈服强度、抗拉强度、伸长率、材料主要组成成分、防腐措施等进行面对面交流,由技术人员当面进行解答,并反复沟通,做到心中有数。
再就是与供货厂家主要负责人当面沟通,表达合作的诚意,落实联络人员,提高后续工作效率和力度。
3风险控制与转移
3.1要求共同设计
目前,高强预应力锚固螺栓供应商均具有设计计算的能力,有些厂家甚至有着十分丰富的经验。
因此,设计单位根据风机荷载资料和风电场地形地质条件拟定合理的基础体型,作为锚栓组件设计的依据,要求各家材料供应厂家进行锚栓组件设计,并提供计算分析报告,报告中应包括高强预应力锚栓等级、长度、公称直径、预张拉力级别及取值标准、材料性能、防腐措施等。
由于国内目前没有专门用于风力发电机组超长高强预应力锚固螺栓的荷载规范和设计规程,缺乏统一指导,单独一家设计容易出现偏颇。
通过多家进行设计,充分展示各自设计理念,设计单位对所提供计算分析成果进行复核对照,查漏补缺,取长补短,更能保证设计安全可靠,经济合理,以降低风险。
3.2严把材料性能关
根据国内外相关应用经验以及相关规范,对采购的锚栓材料等要有详细严格的要求,主要包括锚栓的外形尺寸、外观质量、材料性能、互换性能、防腐性能等。
对于采购的锚栓组件,应参考GB/T20123-2006、GB/T20125-2006、GB/T228.1-2010、GB/T10120-1996、
GB/T3075-2008、GB/T229-2007等相关要求对材料进行无损检测试验、力学性能试验、静载张拉试验、满载张拉试验、应力松弛试验、疲劳荷载试验和低温冲击试验,满足要求的才能够采购加工,这样从源头上保证的锚栓组件的安全性能[4~9]。
3.3要求百分之百出厂检验
锚栓组件中的主要构件无疑是超长高强预应力锚固螺栓,其具有应力高、应变大、张拉困难、断裂补救困难大的特点,给设计工作带来高风险。
最近几年,也就是2011年至2013年期间,国内已经发生多个风电场同类受力构件断裂的事故,给设计市场带来巨大冲击。
但是,经综合分析,发生事故的风电场无一例外都是材料采用不当(此类材料目前基本已经退出风电市场),且事故发生在张拉过程中的占多数。
鉴于此,为降低和规避风险,要求材料供应厂商做到材料在出厂前做百分之百无损探伤,高强预应力锚固螺栓做到百分之百现场同等条件预张拉,并组织建设方和设计单位联合建造,保证出厂产品安全可靠。
3.4要求业绩证明
业绩证明主要有两个目的,其一是证明其市场认可度,侧面证明其材料质量的可靠性,价格合理;其二是附带提供工程经验,包括施工安装流程、张拉器选择、加载措施、伸长量统计、多年运行应力损失统计、螺杆腐蚀破坏情况和补救措施等,为设计提供参考,降低设计及施工过程中的风险。
3.5认证证明
锚杆需要经过行业内第三方认证。
这样能进一步规避风险,保证项目的安全性。
4优化设计
“风机锚栓基础设计及组件材料采购打捆”的招标采购形式,相当于EP承包,其本身就是业主通过竞价控制投资和风险转移所采取的策略。
高风险就要有高回报,也就是追求利润最大化。
EP承包形式,利润来自设计和采购,设计费数额较小,重在设计优化,在安全可靠的前提下降低工程量;采购主要是经过合同谈判达到材料供应方让利。
两者相比,重在设计优化。
首先,应根据荷载资料和地形地质条件,拟定切实可行的基础体型,包括基础埋置深度、基础直径、底板边缘厚度、基础上台柱直径等,保证基础设计国内领先,具有降低工程造价的竞争优势,提高投标中标的可能性。
拟定安全可靠、经济合理的基础体型不是一蹴而就的,需要进行多方案比选。
在厂家确定螺杆数量和公称法兰开孔尺寸的前提下,基础埋置深度会带动基础混凝土总量、螺杆长度(影响重量)、基础配筋等多方面变化,投资随之变化,需要进行重复计算以确定最优基础体型,既增加投标竞争优势,同时又要保证中标总价的利润空间。
其次,重点研究螺杆设计,在保证基本遵守国内相关规范的前提下,认真分析国内规范和国外规范的相同和不同之处,求同存异,借助招标文件中关于国外规范使用的说明,在参数取值方面寻找平衡点,在做到基础设计安全可靠的前提下,争取最大利润空间。
5小结
风电设计市场准入门槛较低,竞争非常激烈,对于常规设计各设计单位之间已经无优势可言,只有不断创新和勇于承担风险才能争取更大的市场份额。
风险是可控的,风险与利润同在,只要加强设计管理,精心组织,精心设计,就能做到风险可控,就能争取最大的利益,就能保证设计单位在新的市场条件之下,在竞争中处于优势地位。
作者:田伟辉单位:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司。