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风力发电机组预应力锚栓基础安装
篇一:预应力锚栓基础
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风力发电机组预应力锚栓基础安装
作者：乔俊
来源：《城市建设理论研究》2013年第31期
摘要：风力发电机组基础，直接影响着风场的投资成本和安全可靠运行，基础安装一旦发生问题，损失就不可估计。本文介绍的新型预应力锚栓基础的安装，是进行了改进在国外锚栓基础上，相比传统的基础环基础，不仅改善了受力状况，还大大节材节能，使风电机组安全运行能够更好地保障。
关键词：风机基础；预应力锚栓基础；基础环；安装
中图分类号：TS737+.1 文献标识码：A
近几年，随着开发大规模风力发电，我国已经成为全球风电设备制造第一大国和风电装机容量第一大国。截至2012年年底，中国已突破62GW风力发电装机容量。在风电场大规模开发的同时，风场开发技术和风电设备技术也得到了发展和日臻完善。下面为大家介绍的是在风场建设中，我公司研发制造的新型风电机组基础-预应力锚栓基础，该技术的应用不仅缩短了施工工期，为业主方节约了大量投资，由于减少了钢筋用量和混凝土，还发挥了节能减排的作用。
在风的推动下风电机组是生产电力。风是不稳定的，众所周知，不仅有方向的变化，还有大小的变化，紊流相互影响。甚至转到不同位置的风轮上叶片，所经受的风的大小，不同的时间也不一样。风电机组的运行特点就是这种变化有时还非常大。
一、新型预应力锚栓基础
用于固定机组的混凝土结构是风电机组基础，它不仅要对机组的最大倾覆载荷进行抵抗，而且要承受塔筒及机组的重量，在各种载荷下确保机组的安全运行。作为风电场建设重要组成部分的风电机组基础，不仅关系风场的投资，还影响着风场的安全可靠运行。传统的风电机组基础（图1）是埋入一段塔筒（基础环）在承台式基础中，机组安装时，将基础环法兰和塔筒法兰连接。
图1 传统风电机组基础
改为预应力锚栓基础（图2）是典型的米字梁基础，通过载荷计算和受力分析将基础结构优化，使得整个基础的钢筋用量和混凝土用量减少了30%的，为业主节约了投资成本。 图2 新型梁板式预应力锚栓基础
风电锚栓基础特别注意事项
篇二:预应力锚栓基础
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。若混凝土振捣不足，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，直接表现是混凝土表面有大大小小的裂缝，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。若强度满足，则清除表面不密实处，作修补；若强度不满足，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，按施工规范要求认真振捣，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，若吊装后暴露出问题，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，避免发生类似的问题。
1、 混凝土浇筑不密实现场照片预应力锚栓基础。
2、高强灌浆料质量问题
预应力锚栓施工方案(利川)
篇三:预应力锚栓基础
目 录
一、人员、工器具、机械组织 ................................................................ 1 二、施工工期............................................................................................. 1 三、主要施工工序 .................................................................................... 2 四、施工工艺流程 .................................................................................... 2 五、验收表格............................................................................................. 5 六、安全注意事项 .................................................................................... 6
三峡新能源利川汪营风电场风机及箱变基础
预应力锚栓施工方案
预应力锚栓组合架的安装主要依据国水包头风电《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，16t汽车吊配合，人工找平、找正。在施工完成后经过厂家指导安装人员、监理公司人员、业主方验收，在钢筋绑扎过程中，时刻注意组合架的稳定性和各项指标的准确性，并在混凝土浇筑前进行重复验收，浇筑混凝土过程中密切注意螺栓安装的精确度，确保混凝土浇筑完成，各项数据不变。
一、人员、工器具、机械组织
二、施工工期
单台风机基础预应力地锚组合架安装工期为1个工作日。
三、主要施工工序预应力锚栓基础。
四、施工工艺流程
4.1锚栓组合件的清点。施工前，根据预应力锚栓基础图纸中锚栓组合件清单（附表 锚栓组合件清单），清点各部件数量，对各部件进行外观检查。查看上、下锚板是否变形；锚栓螺纹是否损伤、锚栓是否弯曲，将不合格品剔除，严禁使用。 4.2将所需部件运至现场后放置在平整的地方，用软木支垫，以防上、下锚板变形和螺栓螺纹的损坏。
4.3预埋件留置:根据预应力锚栓基础图要求，核对安装下锚板的预埋件数量、尺寸和位置是否正确。在浇筑地基混凝土时预留置埋件8块，
4.4下锚板的安装:使用16t汽车吊，将下锚板吊起后缓缓移动到预埋件上方300mm处停住，先将下锚板支撑螺栓对应穿入下锚板上的螺孔内，下锚板上下各放一个螺母，在下锚板下面的螺母上加一垫片。内外支撑螺栓对准预埋件后，吊车将下锚板放置在预埋件上。
4.4.1将下锚板的中心对应基础中心，将下锚板支撑螺栓与对应的预埋件焊接牢固，焊脚高度不小于6mm。
4.4.2调整下锚板的平整度，调节支撑螺栓，使下锚板达到图纸设计标高，且下锚板的水平度不超过3mm。
4.4.3定位锚栓的安装:基础锚栓分为定位锚栓（套两段热缩管）和普通锚栓（套一段热缩管）。预应力锚栓基础。
4.4.3.1用吊车将上锚板吊起到一定高度，然后在上锚板的内外螺栓孔上均布对称穿上定位锚栓，锚栓穿入上锚板后带上临时钢螺母。在锚栓的下端（平头端）拧上发黑的半螺母,然后将PVC套管（长度按图纸要求）套入锚栓，再把热缩管套在PVC套管上（定位锚栓套两段热缩管）。在定位锚栓的上端（锥头端）拧入尼龙调节螺母（不允许用钢螺母）。
4.4.3.2定位锚栓穿好后，吊车慢慢吊起锚板和定位锚栓，移动至下锚板正上方，把定位锚栓穿入对应的下锚板螺栓孔内，在下锚板下方垫上垫片后拧紧发黑整螺母（不得错用达克罗螺母）。螺母拧紧力矩要求为300N2m。
4.4.4普通螺栓的安装:在定位锚栓安装完毕并，找平、找正后，将普通锚栓按照对角顺序安装原则，锚栓上端（锥头端）先穿入上锚板，另一端（已安装半螺母）穿入下锚板，同样的方法将剩余锚栓逐步安装就位。并在锚栓的下端（平头端）拧上发黑的半螺母，锚栓的下端至半螺母的下平面距离L2,然后将PVC套管套入锚栓，再把热缩管套在PVC套管上（普通锚栓套一段热缩管），普通锚栓上端（锥头端）螺纹长度为120-130mm。加好垫片拧紧螺母（发黑螺母）。螺母拧紧力矩要求为300N2m，不得遗漏。
4.4.5下锚板下方局部垫层浇筑前进行隐蔽工程验收，经监理验收签证、确认合格（无遗漏且拧紧）后方可进行下一步的施工。 4.4.6锚栓组合件的调整
4.4.6.1在风机基础外侧（自然地坪面）每90°位置定一桩，然后用装有花篮螺栓的拖拉绳将上锚板与桩连接，调节四个方向的花篮螺栓，使上、下锚板同心（以上、下锚板螺栓孔的中心线为基准，同心度允许偏差满足≤3mm）。
4.4.6.2上、下锚板同心后，调整上锚板的水平度：测量定位锚栓处上锚板平面筒节对接区域的水平度，调节尼龙螺母和临时钢螺母使上锚板平面达到图纸设计标高，上锚板水平度满足≤1.5mm左右（严禁将PVC套管穿出上锚板上平面），然后用酒精喷灯加热PVC套管端口处的热缩管，使其收缩封堵PVC套管和锚栓的间隙。
风机锚栓基础设计管理
篇四:预应力锚栓基础
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