适于低温环境的风力发电机组的基础结构

摘要

本发明公开了一种适于低温环境的风力发电机组的基础结构，包括基础承台、基础环和基础柱桩，基础承台内具有容置腔，所述基础承台与所述基础柱桩连接的底部为外直径从下至上逐渐增大的圆锥台形，基础柱桩上套设有圆柱形的套管。本发明的风力发电机组的基础结构，沉入基坑中的基础承台底部为倒置的圆锥台形，具有倒置的圆锥面，利用了土的抗侧推能力和基础结构及埋填土的自重，来抵抗风力发电塔产生的工作荷载，并通过增加混凝土倒锥台与土体的接触面积，达到减少基础底部水平位移和所受极限荷载的作用，从而可以提高稳定性。

权利要求

1.适于低温环境的风力发电机组的基础结构，包括基础承台、基础环和基础柱桩，基础承台内具有容置腔，其特征在于：所述基础承台与所述基础柱桩连接的底部为外直径从下至上逐渐增大的圆锥台形，基础柱桩上套设有圆柱形的套管，基础承台的外表面从上至下依次为顶面、上外圆面、上圆锥面、下外圆面、下圆锥面和底面，顶面和底面相平行，上外圆面的直径小于下外圆面的直径，上圆锥面的大径端与上圆锥面的下端边缘连接，上圆锥面的小径端与下圆锥面的上端边缘连接，下圆锥面的大径端与下圆锥面的下端边缘连接，下圆锥面的小径端与底面的边缘连接；基础柱桩与基础承台的底面固定连接，基础柱桩与基础承台同轴，基础柱桩为采用钢筋混凝土材质制成的圆柱体，安装时基础承台和基础柱桩沉入基坑内；基础柱桩上套设的套管为圆柱形的波纹钢筒，安装后套管的外表面与基坑内的混凝土接触；

基础环的下部嵌入基础承台内与基础承台同轴固定连接，基础环的上部向上伸出且用于与发电机塔筒连接；在基础环与基础承台之间连接有加强装置，该加强装置包括第一加强板和第二加强板，第一加强板与基础环的侧面和基础承台固定连接，第二加强板位于相邻两个第一加强板之间，第二加强板与两个第一加强板固定连接，第一加强板的下部嵌入基础承台内；

所述容置腔为沿纵向从所述基础承台的顶面延伸至底面，基础承台的顶面开口处设有用于封闭的盖板，盖板上设有让操作人员通过的孔；

所述基础承台的底面开口处设有用于防止地下水渗入基础承台中的垫板，垫板位于所述基础柱桩的上方，垫板的直径与基础承台的底面开口的直径大小相等；

所述适于低温环境的风力发电机组的基础结构还包括嵌入地基内的加固柱桩，加固柱桩的上端与基础承台固定连接，加固柱桩的下端套设有限位块，加固柱桩在基础柱桩的外侧沿周向均布有多个；

限位块的中心处设有让加固柱桩穿过的圆形通孔，限位块内设有与加固柱桩的长度方向相垂直的顶杆且顶杆在加固柱桩外沿周向布置有多个，顶杆的一端插入限位块的中心孔中与加固柱桩接触，顶杆的另一端伸出于限位块外并嵌入地基中且顶杆的伸出端为圆锥形。

2.根据权利要求1所述的适于低温环境的风力发电机组的基础结构，其特征在于：所述基础环的下部嵌入所述基础承台内与基础承台连接。

说明书

适于低温环境的风力发电机组的基础结构

技术领域

[0001] 本发明属于风力发电技术领域，具体地说，本发明涉及一种适于低温环境的风力发电机组的基础结构。

背景技术

[0002] 目前陆上的风力发电机组的基础结构大多包括基础承台和基础环，安装时基础承台沉入基坑内，由于缺乏考虑地基土侧面的被动土压力对基础承台的作用，需要基础承台具有较大的底面直径来抵抗倾覆力矩，因此基础结构的稳定性会受到影响。

[0003] 现有的础环上端通过法兰与发电机塔筒的底部连接，基础环下部埋入基础承台中。由于风机叶轮在风荷载作用下会产生各个方向、不同幅度的摆动，这种摆动会带着基础环一起摆动，长期往复摆动下会导致基础环与基础承台之间的接触连接被逐步破坏，基础环与混凝土基础之间产生相对位移。

发明内容

[0004] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种适于低温环境的风力发电机组的基础结构，目的是提高稳定性。

[0005] 为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：适于低温环境的风力发电机组的基础结构，包括基础承台、基础环和基础柱桩，基础承台内具有容置腔，所述基础承台与所述基础柱桩连接的底部为外直径从下至上逐渐增大的圆锥台形，基础柱桩上套设有圆柱形的套管。

[0006] 所述容置腔为沿纵向从所述基础承台的顶面延伸至底面，基础承台的顶面开口处设有用于封闭的盖板。

[0007] 所述基础承台的底面开口处设有垫板，垫板并位于所述基础柱桩的上方。

[0008] 所述基础环的下部嵌入所述基础承台内与基础承台连接。

[0009] 风力发电机组的基础结构还包括嵌入地基内的加固柱桩，加固柱桩的上端与所述基础承台连接，下端设有限位块。

[0010] 所述限位块套设于所述加固柱桩上，限位块内设有与加固柱桩长度方向相垂直的顶杆，顶杆在加固柱桩外沿周向布置有多个。

[0011] 所述限位块内设有让所述加固柱桩穿过的孔，所述顶杆的一端插入该孔中与加固柱桩接触，另一端伸出于限位块外并嵌入地基中。

[0012] 本发明适于低温环境的风力发电机组的基础结构，沉入基坑中的基础承台底部为倒置的圆锥台形，具有倒置的圆锥面，利用了土的抗侧推能力和基础结构及埋填土的自重，来抵抗风力发电塔产生的工作荷载，并通过增加混凝土倒锥台与土体的接触面积，达到减少基础底部水平位移和所受极限荷载的作用，从而可以提高稳定性，尤其适合于低温环境的风力发电机组的施工安装。

附图说明

[0013] 本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

[0014] 图1是本发明风力发电机组的基础结构的剖视图；

[0015] 图2是限位块与加固柱桩的配合示意图；

[0016] 图3是加强装置与基础环的连接示意图；

[0017] 图中标记为：

[0018] 1、基础环；2、基础承台；21、容置腔；22、限位环；23、顶面；24、上外圆面；25、下外圆面；26、上圆锥面；27、下圆锥面；28、底面；3、盖板；4、垫板；5、基础柱桩；6、套管；7、限位块；8、顶杆；9、加固柱桩；10、第一加强板；11、第二加强板；12、混凝土垫层。

具体实施方式

[0019] 下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

[0020] 如图1至图3所示，本发明提供了一种适于低温环境的风力发电机组的基础结构，包括基础承台2、基础环1和基础柱桩5。基础承台2内具有容置腔21，基础承台2与基础柱桩5连接的底部为外直径从下至上逐渐增大的圆锥台形，基础柱桩5上套设有圆柱形的套管6。

[0021] 具体地说，基础承台2的材质为钢筋混凝土，其是风力发电机组的主要承重部分。如图1所示，基础承台2为内部中空的结构，其内部设置的容置腔21为沿纵向从基础承台2的顶面23延伸至底面28，容置腔21是用于为操作人员在对基础承台2内的部件进行检修或更换时提供操作空间。在基础承台2的顶面23开口处设有用于封闭的盖板3，盖板3上并设有让操作人员通过的孔。在基础承台2的容置腔21内的靠近上部开口处设有一个圆环形的限位环22，限位环22是用于对盖板3进行限位，托住盖板3，并使盖板3的顶面与基础承台2的顶面
23齐平。

[0022] 如图1所示，在基础承台2的底面开口处设有一个垫板4，该垫板4并位于基础柱桩5的上方，垫板4的直径与基础承台2的底面开口的直径大小相等。当操作人员在基础承台2内的容置腔21中作业时，垫板4能够为操作人员提供作业平面，并且底板还能够防止地下水渗入基础承台2中。

[0023] 如图1所示，基础承台2的顶部和底部均为圆锥台形，其外表面从上至下依次为顶面23、上外圆面24、上圆锥面26、下外圆面25、下圆锥面27和底面28，顶面23、上外圆面24、上圆锥面26、下外圆面25、下圆锥面27和底面28并为同轴。顶面23和底面28相平行，上外圆面24的直径小于下外圆面25的直径，上圆锥面26的大径端与上圆锥面26的下端边缘连接，上圆锥面26的小径端与下圆锥面27的上端边缘连接，下圆锥面27的大径端与下圆锥面27的下端边缘连接，下圆锥面27的小径端与底面28的边缘连接。

[0024] 如图1所示，基础柱桩5与基础承台2的底面28固定连接，基础柱桩5与基础承台2同轴。基础柱桩5为采用钢筋混凝土材质制成的圆柱体，安装时基础承台2和基础柱桩5沉入基坑内。基础柱桩5外套设的套管6为圆形钢管，优选为圆柱形的波纹钢筒，安装后套管6的外表面与基坑内的混凝土接触，提高基础柱桩5的强度；而且基础柱桩5与基础承台2相配合，进一步提高了稳定性。

[0025] 如图1所示，基础环1的下部嵌入基础承台2内与基础承台2同轴固定连接，基础环1的上部向上伸出，用于与发电机塔筒连接。为了提高基础环1与基础承台2的连接可靠性，如图3所示，在基础环1与基础承台2之间连接有加强装置，加强装置包括第一加强板10和第二加强板11，第一加强板10与基础环1的侧面和基础承台2固定连接，第二加强板11位于相邻两个第一加强板10之间，第二加强板11且与两个第一加强板10固定连接。作为优选的，第一加强板10的下部可以嵌入基础承台2内，提高连接强度。

[0026] 如图3所示，第一加强板10和第二加强板11在基础环1的外侧沿周向均布有多个，相邻两个第一加强板10之间均具有一个第二加强板11。第一加强板10的形状为三角形，第二加强板11的形状为圆弧形，且与基础环1同轴。

[0027] 如图1所示，本发明风力发电机组的基础结构还包括嵌入地基内的加固柱桩9，加固柱桩9的上端与基础承台2连接，下端设有限位块7。加固柱桩9在基础柱桩5的外侧沿周向均布有多个，相应在基础承台2内设有让加固柱桩9穿过的通孔，通过设置加固柱桩9，可以提高基础结构的抗倾覆弯矩能力。

[0028] 如图1所示，加固柱桩9的上端与基础承台2固定连接，限位块7套设于加固柱桩9的下端。如图2所示，限位块7优选为圆形，限位块7的中心处设有让加固柱桩9穿过的圆形通孔，限位块7内设有可沿与加固柱桩9长度方向相垂直的方向移动的顶杆8，相应在限位块7内设有沿径向延伸的滑槽，顶杆8位于滑槽中，滑槽并在限位块7的外圆面上形成让顶杆8伸出的开口，滑槽另一端与限位块7的中心孔连通。滑槽在限位块7内沿周向均布有多个，各个滑槽中分别设置一个顶杆8，顶杆8的一端插入限位块7的中心孔中与加固柱桩9接触，另一端伸出于限位块7外并嵌入地基土中。

[0029] 如图2所示，顶杆8的伸出端为圆锥形，便于嵌入地基土中，限位块7和顶杆8的设置加强了单个加固柱桩9的稳定性，从而进一步提高了整个基础结构的稳定性。

[0030] 以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。