梁板式預應力錨栓組件基礎在風電建設中的運用

高海燕

摘 ?要：從高海拔風電基礎建設角度分析，采用梁板式預應力錨栓組件，不僅能夠達到建設的要求，同時相比傳統(tǒng)基礎能夠降低建設成本，具有推廣應用價值。若想發(fā)揮梁板式預應力錨栓組件的價值與作用，要做好全過程質量控制。現(xiàn)根據高海拔風電建設實踐，分析梁板式預應力錨栓組件基礎的運用，總結組件的運用優(yōu)勢和效益，提出運用的策略，共享給相關人員參考。

關鍵詞：梁板式預應力 ?錨栓組件 ?高海拔 ?風電

中圖分類號：TM315 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2020）10（b）-0058-03

Abstract： From the perspective of high-altitude wind power infrastructure construction， the beam slab prestressed anchor bolt component can not only meet the construction requirements， but also reduce the construction cost compared with the traditional foundation， which has the value of popularization and application. If we want to give full play to the value and role of beam slab prestressed anchor bolt components， we should do a good job in the whole process of quality control. According to the construction practice of high-altitude wind power， this paper analyzes the application of beam slab prestressed anchor bolt component foundation， summarizes the application advantages and benefits of components， and puts forward the application strategy， which can be shared with relevant personnel for reference.

Key Words： Beam slab prestress; Anchor bolt assembly; High-altitude; Wind power

根據公開數(shù)據顯示，截止到2020年5月，國家電投裝機規(guī)模達到1.55億kW，清潔能源裝機占比達到50.8%。風電為發(fā)展的主要方向，未來風電建設規(guī)模將會繼續(xù)擴大，深度分析此課題，提出建設技術，有著重要的意義。

1 ?梁板式預應力錨栓組件基礎概述

風電機組建設中，基礎部分為固定機組的結構，既需要承受機組和塔筒的重量，同時要具備抵抗機組的最大傾覆載荷能力，保證機組處于安全狀態(tài)運行，關系著風場的安全性和可靠性。從建設實際分析，傳統(tǒng)的基礎制作，選擇承臺式基礎內布置基礎環(huán)，即塔筒，開展安裝作業(yè)時，實現(xiàn)塔筒法蘭與基礎法蘭的連接。采用的梁板式預應力錨栓組件基礎方案，基于傳統(tǒng)基礎上進行改造，將基礎承臺改造為梁板結合的混凝土承臺，對中間的基礎環(huán)，利用整體通長的預應力錨栓替代。

2 ?梁板式預應力錨栓組件基礎在風機建設中的應用實踐

以某風電場為例，對比分析梁板式預應力錨栓組件基礎方案和傳統(tǒng)方案的效益，做如下分析。

2.1 風電結構典型破壞案例

從建設實踐分析，風電機組塔架多設計為靜定結構。對于風機塔筒和基礎部分，利用基礎環(huán)進行連接;對于基礎環(huán)和塔筒連接位置，利用螺栓進行固定。設置的基礎環(huán)，作為塔筒與基礎連接的唯一部件，肩負著重要任務。受到隨機荷載的影響，基礎環(huán)法蘭螺栓需要承受拉壓循環(huán)作用，極易產生塑性變形，造成應力松弛，使得螺栓預拉力衰減，情況嚴重時會消失，引發(fā)安全事故。較為典型的事故為鶴頂山風電場機組受損事故。就基礎破壞產生的原因分析，位于基礎環(huán)下、底板上的豎向鋼筋要承擔全部外力，基礎環(huán)喪失作用，產生強度比多環(huán)節(jié)，受到荷載和裂縫等的作用，產生鋼筋銹蝕。

2.2 梁板式預應力錨栓組件基礎

借鑒發(fā)生的基礎典型破壞經驗，研發(fā)新型基礎方案，利用錨栓組合件，實現(xiàn)對塔架與基礎的連接。利用錨栓組合件，實現(xiàn)對塔筒和基礎之間的連接，采用錨栓式基礎，保障了整體性，沒有薄弱點，同時減少用鋼量，優(yōu)化施工流程，提升基礎的安全性。技術在優(yōu)勢如下：（1）使用錨栓式基礎，有效克服基礎環(huán)基礎的強度與剛度突變缺陷，避免脆性破壞的產生。（2）采用錨栓式基礎，混凝土始終保持受壓狀態(tài)，不會產生開裂，保障基礎結構的整體性。（3）對傳統(tǒng)的基礎進行改造，將單件重量很大的基礎環(huán)進行優(yōu)化，成為能夠分件組裝的錨栓，使得單件重量明顯減少，作業(yè)期間借助小型吊車便能夠完成作業(yè)，實現(xiàn)對施工成本的節(jié)約。（4）施工作業(yè)期間，采取有效的措施，能夠精準調整錨栓組合件，保證水平度與垂直度達標。（5）使用的錨栓組合件，具有采購周期短和工藝簡單的優(yōu)勢，相比傳統(tǒng)的基礎環(huán)能夠提前30天達到作業(yè)現(xiàn)場，為基礎施工爭取更多的時間。

2.3 經濟優(yōu)勢

相比傳統(tǒng)基礎，采用梁板式預應力錨栓組件基礎方案，有著突出的經濟效益優(yōu)勢。主要體現(xiàn)在：（1）每臺直接材料成本。使用梁板式預應力錨栓組件基礎，總造價78.14萬元;若采用傳統(tǒng)的基礎環(huán)基礎方案，總造價為60.67萬元。直接材料成本節(jié)約了17.47萬元，獲得突出的經濟效益。（2）每臺間接維護成本。從后期運行維護產生的成本分析，傳統(tǒng)的基礎方案，每半年要對螺栓進行緊固處理，成本大約為1200元，按照20年使用壽命計算需要4.8萬元。若螺栓松動造成更換或者風機倒塌，造成的損失將會更多。采用梁板式預應力錨栓組件，可以節(jié)省額外的螺栓緊固維修成本。

3 ?梁板式預應力錨栓組件基礎在風機建設中的應用策略

3.1 做好施工的質量把控

從采用的梁板式預應力錨栓組件基礎施工角度分析，其采用的工藝，相比傳統(tǒng)的承臺+基礎環(huán)方案，在鋼筋綁扎和支模板方面更加復雜，尤其是模板的支搭，模板材料需求量很大，而且比較費工，部分位置需要特殊模板。組織開展基礎施工作業(yè)，要做好以下要點的把控：（1）組織上下錨板的加工作業(yè)，制作的穿錨栓孔必須達到圖紙要求，尺寸大小要精準，以免給塔筒安裝作業(yè)造成影響。上錨板要平整，不可以存在死彎。（2）開展錨栓生產作業(yè)前，使用的材料要經過無損探傷檢測，保證質量達標后再使用。對于螺紋利用滾絲機滾制。利用吊爐，開展熱處理。將螺栓以豎直形式掛在吊爐內，避免熱處理期間產生彎曲變形。實施熱處理操作前，組織開展工藝試驗，獲得處理參數(shù)。實施熱處理，必須遵循工藝流程和要求操作。需要注意的是，要對錨栓進行整體拉斷試驗，分析強度是否達標，篩選存在裂紋缺陷和其他缺陷的材料。（3）錨栓安裝作業(yè)。對上模板的平整度開展調整，按照圖紙要求，控制錨栓露出模板的長度，確保高度相同。將錨栓和下模板連接的螺母擰緊，使用PVC管以及熱塑管進行密封處理。完成錨栓組件找正后，使用鋼索進行拉固。（4）澆筑作業(yè)。組織開展混凝土澆筑作業(yè)，要防范對錨栓組合件造成沖擊，防止位移與變形的發(fā)生。做好振搗處理，以免空洞或者不實情況的發(fā)生。

3.2 做好現(xiàn)場管理

梁板式預應力錨栓組件基礎施工作業(yè)，若想實現(xiàn)對技術應用效果的有效把握，要注重做好現(xiàn)場管理，把關工程建設的質量和安全。作業(yè)前落實梁板式預應力錨栓組件基礎施工技術交底和現(xiàn)場安全檢查，營造安全有序的施工現(xiàn)場。

現(xiàn)場管理措施：（1）制定完善的質量控制制度。圍繞梁板式預應力錨栓組件施工特點，針對極易產生的質量問題和安全風險，做好全面的分析，提出相應的質量把控措施以及安全生產管理方法。落實到實踐中，對作業(yè)質量和安全進行全面把控，保障工程效益目標的實現(xiàn)。認真落實管理制度，圍繞施工作業(yè)現(xiàn)場，采取嚴格把控措施，減少各類因素對作業(yè)質量的影響。（2）作業(yè)前要認真落實技術交底。針對錨栓安裝和澆筑等環(huán)節(jié)存在的技術重難點，以動畫三維形式或者其他方式落實技術交底，使得施工作業(yè)人員能夠掌握要點，進而減少不規(guī)范作業(yè)情況的發(fā)生，最大程度上保證梁板式預應力錨栓組件施工質量。根據風機機組施工作管理的需求，配置充足的管理人員，深入到梁板式預應力錨栓組件施工作業(yè)現(xiàn)場，進行全面監(jiān)督與把控，最大程度上排查工作存在的質量問題和風險，保證施工作業(yè)安全效益以及質量達標。（3）落實巡視檢查。風機建設施工作業(yè)現(xiàn)場的管理要緊密圍繞各個工序和生產要點，采取巡視監(jiān)督檢查的方式，做好全面的把控。在實踐中充分利用現(xiàn)代化管理平臺和系統(tǒng)，例如工地管理APP。采取信息化管理方式，加強各個部門之間的溝通，及時傳遞現(xiàn)場生產和安全信息，為各項工作的落實提供有力的支持與幫助，最大程度上把關施工作業(yè)的安全性和質量，促使風機建設目標的實現(xiàn)，把關建設的效益。（4）做好質量檢驗。現(xiàn)場安全與質量的控制，要對梁板式預應力錨栓組件基礎施工進行質量檢驗，分析是否能夠達到作業(yè)的要求。對發(fā)現(xiàn)的組件施工問題，要組織技術人員進行整改，消除質量問題與隱患，保障風機建設的質量達標，確保質量達標。

4 ?結語

綜上所述，風機建設實踐中，梁板式預應力錨栓組件基礎的運用有著很大的優(yōu)勢，能夠獲得不錯的建設效益。該文結合實踐，總結了梁板式預應力錨栓組件基礎施工技術要點，提出強化技術應用質量把控的策略。

參考文獻

[1] 宋歡，叢歐，郝華庚，等.預制裝配式風機基礎受力特性研究[J].建筑結構，2018，48（13）：96-100.

[2] 盧婧，黃梁.風機基礎連接方案及新型基礎比選[J].建材與裝飾，2017（42）：168-169.

[3] 楊文.橫梁風電場風機基礎選型研究[J].水電與新能源，2017（6）：64-66.

[4] 肖金金，錢康，聶玉波.國產高強灌漿料在梁板式預應力錨栓基礎的應用[J].云南水力發(fā)電，2016，32（6）：166-169.

[5] 李建偉.預應力錨栓風機基礎優(yōu)化設計研究[J].時代農機，2019，46（4）：96-98.

[6] 余波.不確定環(huán)境下分布式風電項目投資決策研究[D].重慶大學，2017.