CN117027044A - 一种基础结构和风力发电机 - Google Patents
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Abstract
本公开提出一种基础结构和风力发电机,其中,基础结构包括:第一预制基础,第一预制基础的周向上设置有多个扇形槽,且相邻扇形槽之间形成基础梁;多个第二预制基础和多个第三预制基础;其中,第二预制基础设置在扇形槽内并和基础梁可拆卸的相连;或第三预制基础的部分设置在扇形槽内并和基础梁可拆卸的相连,且相邻第三预制基础之间可拆卸的相连。在本公开的一种基础结构和风力发电机中,小功率风力发电机替换为大功率风力发电机时,能够利用第二预制基础在第一预制基础上的拆卸和第三预制基础在第一预制基础上的安装,实现基础的快速改造,从而有效降低了风力发电机基础改造的难度,进而有效提高了施工效率,保证了较高的施工质量。
Description
技术领域
本公开涉及风力发电机的基础技术领域,尤其涉及一种基础结构和风力发电机。
背景技术
随着风电技术的快速发展,对于风力发电机的性能要求越来越高,但由于可利用的风力发电机点位较少,且占据风力发电机点位的小功率风力发电机发电效率较低,因此需要将小功率发电机替换为大功率风力发电机,以提高发电性能。
其中,由于大功率风力发电机的重量远大于大功率风力发电机的重量,因此在替换过程中需要对基础进行改造,但目前的改造方式多是采用直接更换或在原有基础上植筋浇筑,施工难度较大,导致风力发电机基础改造的施工效率较低,且难以保证较高的施工质量。
发明内容
本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此,本公开的目的在于提供一种基础结构和风力发电机。
为达到上述目的,本公开第一方面提供一种基础结构,包括:第一预制基础,所述第一预制基础的周向上设置有多个扇形槽,且相邻所述扇形槽之间形成基础梁;多个第二预制基础和多个第三预制基础;其中,所述第二预制基础设置在所述扇形槽内并和所述基础梁可拆卸的相连;或所述第三预制基础的部分设置在所述扇形槽内并和所述基础梁可拆卸的相连,且相邻所述第三预制基础之间可拆卸的相连。
可选的,所述第三预制基础包括:第一扇形部分,所述第一扇形部分设置在所述扇形槽内并和所述基础梁可拆卸的相连;第一扇环部分,所述第一扇环部分设置在所述扇形槽外,且所述第一扇环部分和所述第一扇形部分相连,相邻所述第一扇环部分之间可拆卸的相连。
可选的,所述第一预制基础包括:相邻设置的第一基础梁和第二基础梁,所述第一基础梁和所述第二基础梁之间形成所述扇形槽;所述第三预制基础还包括:第一突起,所述第一突起设置在所述第一扇环部分的一侧,所述第一突起和所述第一基础梁可拆卸的相连,且所述第一突起和相邻的所述第三预制基础之间可拆卸的相连。
可选的,所述第三预制基础还包括:第二突起,所述第二突起设置在所述第一扇环部分远离所述第一突起的一侧,所述第二突起和所述第二基础梁可拆卸的相连,且相邻所述第三预制基础之间,所述第一突起和所述第二突起可拆卸的相连;其中,所述第一突起和所述第二突起沿所述第一扇环部分的对称轴对称分布。
可选的,所述第二预制基础包括:第二扇形部分,所述第二扇形部分设置在所述扇形槽内并和所述基础梁可拆卸的相连;第二扇环部分,所述第二扇环部分和所述第二扇形部分可拆卸的相连,且所述第二扇环部分设置在所述扇形槽内并和所述基础梁可拆卸的相连。
可选的,所述基础结构还包括:多个预应力装置,所述预应力装置的牵引端和所述第三预制基础相连,所述预应力装置用于在所述第三预制基础上施加预应力。
可选的,所述预应力装置包括:第四预制基础,所述第四预制基础和所述第一预制基础相邻设置;支撑梁,所述支撑梁设置在所述第四预制基础上;第一拉绳,所述第一拉绳的一端和所述第三预制基础相连,所述第一拉绳远离所述第三预制基础的一端和所述支撑梁相连,所述第一拉绳的张紧力大于第一设定阈值。
可选的,所述预应力装置还包括:第二拉绳,所述第二拉绳的一端和所述第四预制基础相连,所述第二拉绳远离所述第四预制基础的一端和所述支撑梁相连,所述第二拉绳和所述第一拉绳分别位于所述支撑梁的两侧,所述第二拉绳的张紧力大于第二设定阈值。
可选的,所述预应力装置还包括:预应力锚钩,所述预应力锚钩设置在所述第三预制基础上,所述预应力锚钩和所述第一拉绳远离所述支撑梁的一端可拆卸的相连。
本公开第二方面提供一种风力发电机,包括:如本公开第一方面提供的基础结构。
本公开提供的技术方案可以包括以下有益效果:
小功率风力发电机替换为大功率风力发电机时,能够利用第二预制基础在第一预制基础上的拆卸和第三预制基础在第一预制基础上的安装,实现基础的快速改造,从而有效降低了风力发电机基础改造的难度,进而有效提高了施工效率,保证了较高的施工质量。
本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本公开的实践了解到。
附图说明
本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本公开一实施例提出的基础结构中第一预制基础和第二预制基础配合的结构示意图;
图2是本公开一实施例提出的基础结构中第一预制基础和第三预制基础配合的结构示意图;
图3是本公开一实施例提出的基础结构中第一预制基础和第三预制基础配合的结构示意图;
图4是本公开一实施例提出的基础结构中第一预制基础和第二预制基础配合的结构示意图;
图5是本公开一实施例提出的基础结构中第一预制基础和第二预制基础配合的结构示意图;
图6是本公开一实施例提出的基础结构中第二预制基础的结构示意图;
图7是本公开一实施例提出的基础结构中预应力装置的结构示意图;
图8是本公开一实施例提出的基础结构的受力仿真图;
图9是本公开一实施例提出的基础结构的受力仿真图;
如图所示:1、第一预制基础,11、扇形槽,12、基础梁,13、第一基础梁,14、第二基础梁;
2、第二预制基础,21、第二扇形部分,22、第二扇环部分;
3、第三预制基础,31、第一扇形部分,32、第一扇环部分,33、第一突起,34、第二突起;
4、预应力装置,41、第四预制基础,42、支撑梁,43、第一拉绳,44、第二拉绳,45、预应力锚钩。
具体实施方式
下面详细描述本公开的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本公开,而不能理解为对本公开的限制。相反,本公开的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
如图1、图2、图3、图4和图5所示,本公开实施例提出一种基础结构,包括第一预制基础1、多个第二预制基础2和多个第三预制基础3,第一预制基础1的周向上设置有多个扇形槽11,且相邻扇形槽11之间形成基础梁12,其中,第二预制基础2设置在扇形槽11内并和基础梁12可拆卸的相连;或第三预制基础3的部分设置在扇形槽11内并和基础梁12可拆卸的相连,且相邻第三预制基础3之间可拆卸的相连。
可以理解的是,当第二预制基础2设置在扇形槽11内并和基础梁12可拆卸的相连时,第一预制基础1和第二预制基础2构成了整体的第一基础结构,从而在风力发电机的机体置于第一基础结构上时,能够保证风力发电机具有较高的稳定性;当第三预制基础3的部分设置在扇形槽11内并和基础梁12可拆卸的相连,且相邻第三预制基础3之间可拆卸的相连时,第一预制基础1和第三预制基础3构成了整体的第二基础结构,从而在风力发电机的机体置于第二基础结构上时,能够保证风力发电机具有较高的稳定性。
其中,由于第二预制基础2设置在扇形槽11内,使得第二预制基础2并未延伸出第一预制基础1,从而使得第一基础结构具有较小的直径,进而使得第一基础结构的承载力较小;由于第三预制基础3的部分设置在扇形槽11内,且相邻第三预制基础3之间相连,使得第三预制基础3的部分延伸出了第一预制基础1,从而使得第二基础结构具有较大的直径,进而使得第二基础结构的承载力较大。由此,使得第一基础结构能够用于小功率风力发电机的支撑,第二基础结构能够用于大功率风力发电机的支撑。
同时,由于第二预制基础2和基础梁12可拆卸的相连,且第三预制基础3的部分和基础梁12可拆卸的相连,相邻第三预制基础3之间可拆卸的相连,使得小功率风力发电机替换为大功率风力发电机时,能够利用第二预制基础2在第一预制基础1上的拆卸和第三预制基础3在第一预制基础1上的安装,实现基础的快速改造,从而有效降低了风力发电机基础改造的难度,进而有效提高了施工效率,保证了较高的施工质量。
需要说明的是,大功率风力发电机是指发电功率较大的风力发电机,由于大功率风力发电机的发电功率较大,使得其使用的器件较多,整体的重量较大,因此,大功率风力发电机适用于具有较大承载力的第二基础结构;小功率风力发电机是指发电功率较小的风力发电机,由于小功率风力发电机的发电功率较小,使得其使用的器件较少,整体的重量较小,因此,小功率风力发电机适用于具有较小承载力的第一基础结构。其中,小功率风力发电机在安装时使用第一基础结构,当需要替换为大功率风力发电机时,则将第一基础结构改造为第二基础结构。
其中,在小功率风力发电机替换为大功率风力发电机时,需要拆除第一基础结构上的机体、构件等,并在第一基础结构改造为第二基础结构后将拆除的机体、构件等再次安装到第二基础结构上,而且,在第一基础结构改造为第二基础结构前,需要在第一基础结构的四周放坡开挖,以预留出扩展空间,并在第一基础结构改造为第二基础结构后将第二基础结构的四周进行回填夯实。
扇形槽11用于容纳第二预制基础2,或用于容纳第三预制基础3的部分,扇形槽11的具体类型可以根据实际需要进行设置,对此不作限制,示例的,扇形槽11的中心轴和第一预制基础1的中心轴重合,多个扇形槽11沿第一预制基础1的周向均匀分布,扇形槽11的角弧度可以是120度、90度、60度、45度、30度等。
第一预制基础1作为风力发电机基础结构的主体部分,其由多个基础梁12构成,第一预制基础1的具体形状由扇形槽11的角弧度决定,示例的,如图4所示,当扇形槽11的角弧度为120度时,则扇形槽11为三个,第一预制基础1为三角星的预制结构;如图1、图2和图3所示,当扇形槽11的角弧度为90度时,则扇形槽11为四个,第一预制基础1为十字型的预制结构;如图5所示,当扇形槽11的角弧度为60度时,则扇形槽11为六个,第一预制基础1为六角星的预制结构;当扇形槽11的角弧度为45度时,则扇形槽11为八个,第一预制基础1为米字型的预制结构。扇形槽11的角弧度可以根据实际需要进行设置。
其中,当扇形槽11的角弧度越大时,则扇形槽11的数量越多,同时与扇形槽11对应的第二预制基础2和第三预制基础3的数量也越多,相应的,第二预制基础2和第三预制基础3的体积也越小,因此,当扇形槽11的角弧度越大时,基础结构的运输更为便捷;当扇形槽11的角弧度越小时,则扇形槽11的数量越少,同时与扇形槽11对应的第二预制基础2和第三预制基础3的数量也越少,因此,当扇形槽11的角弧度越小时,基础结构的拆装更为便捷。
第一预制基础1的具体类型可以根据实际需要进行设置,对此不作限制,示例的,第一预制基础1可以是和扇形槽11相适配的一体式装配件,也可以是由多个部分构成的分体式装配件。
第二预制基础2用于和第一预制基础1相配合构成第一基础结构,以提供较小的承载力,第二预制基础2的具体类型可以根据实际需要进行设置,对此不作限制,示例的,第二预制基础2可以是和扇形槽11相适配的一体式装配件,也可以是由多个部分构成的分体式装配件。
第三预制基础3用于和第一预制基础1相配合构成第二基础结构,以提供较大的承载力,第三预制基础3的具体类型可以根据实际需要进行设置,对此不作限制,示例的,第三预制基础3可以是一端和扇形槽11相适配的一体式装配件,也可以是由多个部分构成的分体式装配件。
其中,可以设置多组直径不同的第三预制基础3,以根据实际需要将合适尺寸的第三预制基础3替换到扇形槽11中。
第一预制基础1、第二预制基础2和第三预制基础3均可以是由钢筋、混凝土等构成的浇筑件,且基础结构的下方可以依次为粉质粘土层和多个粘土层。
基础结构中的可拆卸式相连方式可以根据实际需要进行设置,对此不作限制,示例的,以第二预制基础2和基础梁12之间的相连为例,第二预制基础2和基础梁12贴合后,两个钢板夹持在第二预制基础2和基础梁12的两侧,且两个钢板均覆盖第二预制基础2和基础梁12之间的连接缝,两个钢板以及第二预制基础2和基础梁12通过螺栓、锚栓等固定,由此实现第二预制基础2和基础梁12的可拆卸相连结构。
本公开实施例提出的基础结构可以应用于风力发电机,也可以应用于其他设备,对此不作限制。
如图2和图3所示,在一些实施例中,第三预制基础3包括第一扇形部分31和第一扇环部分32,第一扇形部分31设置在扇形槽11内并和基础梁12可拆卸的相连,第一扇环部分32设置在扇形槽11外,且第一扇环部分32和第一扇形部分31相连,相邻第一扇环部分32之间可拆卸的相连。
可以理解的是,由于第一扇环部分32和第一扇形部分31相连,且第一扇形部分31设置在扇形槽11内并和基础梁12可拆卸的相连,使得第一预制基础1和第三预制基础3构成了整体的第二基础结构,从而在风力发电机的机体置于第二基础结构上时,能够保证风力发电机具有较高的稳定性,同时,由于相邻第一扇环部分32之间可拆卸的相连,使得多个第三预制基础3构成了牢固的整体结构,从而有效提高了第二基础结构的结构强度,进一步提高了风力发电机的稳定性。
需要说明的是,第一扇形部分31用于设置在扇形槽11内,以使第一预制基础1和第三预制基础3相配合形成整体的第二基础结构,第一扇形部分31的具体类型可以根据实际需要进行设置,对此不作限制,示例的,第一扇形部分31和第二预制基础2的形状相同,第一扇形部分31可以是一体式装配件,也可以是由多个部分构成的分体式装配件。
第一扇环部分32用于从第一扇形部分31延伸出扇形槽11,以增大第二基础结构的直径,进而提高第二基础结构的承载力,第一扇环部分32的具体类型可以根据实际需要进行设置,对此不作限制,示例的,第一扇环部分32可以是一体式装配件,也可以是由多个部分构成的分体式装配件。
如图2和图3所示,在一些实施例中,第一预制基础1包括相邻设置的第一基础梁13和第二基础梁14,第一基础梁13和第二基础梁14之间形成扇形槽11,第三预制基础3还包括第一突起33,第一突起33设置在第一扇环部分32的一侧,第一突起33和第一基础梁13可拆卸的相连,且第一突起33和相邻的第三预制基础3之间可拆卸的相连。
可以理解的是,由于第一突起33和第一基础梁13相连,且第一突起33和相邻的第三预制基础3之间相连,使得相邻第一扇环部分32之间以及第一扇环部分32和第一预制基础1之间实现了稳定相连,从而保证第二基础结构较大的承载力,进而风力发电机较高的稳定性。
同时,由于第一突起33和相邻的第三预制基础3相连,使得第一突起33填补了基础梁12在相邻第一扇环部分32之间的空缺,从而保证第二基础结构承载面的稳定形成,进而保证了风力发电机较高的稳定性。
需要说明的是,第一突起33的具体类型可以根据实际需要进行设置,对此不作限制,示例的,第一突起33为扇环结构,第一突起33的中心轴和第一预制基础1的中心轴重合,第一突起33的外弧面和第一扇环部分32的外弧面处于同一圆周面上,第一突起33的内弧面和第一基础梁13的弧面紧密贴合,第一突起33的弧长等于相邻第一扇环部分32之间的弧形间距。
如图3所示,在一些实施例中,第三预制基础3还包括第二突起34,第二突起34设置在第一扇环部分32远离第一突起33的一侧,第二突起34和第二基础梁14可拆卸的相连,且相邻第三预制基础3之间,第一突起33和第二突起34可拆卸的相连。
可以理解的是,由于相邻第三预制基础3之间的第一突起33和第二突起34相连,且第二突起34和第二基础梁14相连,使得相邻第一扇环部分32之间以及第一扇环部分32和第一预制基础1之间实现了稳定相连,从而保证第二基础结构较大的承载力,进而风力发电机较高的稳定性。
同时,由于相邻第三预制基础3之间的第一突起33和第二突起34相连,使得第一突起33和第二突起34填补了基础梁12在相邻第一扇环部分32之间的空缺,从而保证第二基础结构承载面的稳定形成,进而保证了风力发电机较高的稳定性。
需要说明的是,第二突起34的具体类型可以根据实际需要进行设置,对此不作限制,示例的,第二突起34为扇环结构,第二突起34的中心轴和第一预制基础1的中心轴重合,第二突起34的外弧面和第一扇环部分32的外弧面处于同一圆周面上,第二突起34的内弧面和第二基础梁14的弧面紧密贴合,第一突起33的弧长和第二突起34的弧长之和等于相邻第一扇环部分32之间的弧形间距。
其中,第一突起33的弧长和第二突起34的弧长可以相等,也可以根据相邻第一扇环部分32之间的弧形间距按比例划分,对此不作限制。
如图3所示,在一些实施例中,第一突起33和第二突起34沿第一扇环部分32的对称轴对称分布。
可以理解的是,由于第一突起33和第二突起34沿第一扇环部分32的对称轴对称分布,使得第一突起33和第二突起34的结构相同,由此便于第三预制基础3的加工和安装,从而降低风力发电机基础改造的难度,进而有效提高了施工效率,保证了较高的施工质量。
需要说明的是,由于第一突起33和第二突起34沿第一扇环部分32的对称轴对称分布,使得第一突起33的弧长等于第二突起34的弧长,且第一突起33的弧长和第二突起34的弧长分别为相邻第一扇环部分32之间弧形间距的二分之一。
如图6所示,在一些实施例中,第二预制基础2包括第二扇形部分21和第二扇环部分22,第二扇形部分21设置在扇形槽11内并和基础梁12可拆卸的相连,第二扇环部分22和第二扇形部分21可拆卸的相连,且第二扇环部分22设置在扇形槽11内并和基础梁12可拆卸的相连。
可以理解的是,由于第二扇环部分22和第二扇形部分21相连,且第二扇形部分21和第二扇环部分22均设置在扇形槽11内并和基础梁12可拆卸的相连,使得第一预制基础1和第二预制基础2构成了整体的第一基础结构,从而在风力发电机的机体置于第一基础结构上时,能够保证风力发电机具有较高的稳定性。
同时,由于第二预制基础2包括了可拆卸相连的第二扇形部分21和第二扇环部分22,使得第二预制基础2形成了分体式结构,从而使得在多个风力发电机中,直径较小的第二预制基础2可以用于配合第二扇环部分22形成直径较大的第二预制基础2,由此实现了第二预制基础2的重复利用,进而降低了风力发电机基础改造的成本。
需要说明的是,第二扇形部分21和第二扇环部分22用于形成扇形的第二预制基础2,第二扇形部分21和第二扇环部分22的具体类型可以根据实际需要进行设置,对此不作限制,示例的,第二扇形部分21和第二扇环部分22的中心轴与第一预制基础1的中心轴重合,第二扇形部分21可以是其他风力发电机中替换掉的第二预制基础2,也可以是单独加工出的扇形装配件。
其中,第一扇环部分32远离第一扇形部分31的弧面上以及第二扇环部分22远离第二扇形部分21的弧面上均可以设置有牵引挂钩,以利用牵引挂钩进行第二预制基础2和第三预制基础3的吊装、拖拽等,从而进一步提高了风力发电机基础改造的施工效率。而且,在第二预制基础2配合第二扇环部分22形成直径较大的第二预制基础2时,第二预制基础2上的牵引挂钩可以切除,以保证第二预制基础2和第二扇环部分22之间的紧密贴合。
如图7所示,在一些实施例中,基础结构还包括多个预应力装置4,预应力装置4的牵引端和第三预制基础3相连,预应力装置4用于在第三预制基础3上施加预应力。
可以理解的是,由于预应力装置4在第三预制基础3上施加预应力,使得第三预制基础3具有更大的承载能力,从而有效提高了第一预制基础1和第三预制基础3构成的第二基础结构的承载力,进而保证风力发电机具有较高的稳定性。
同时,当小功率风力发电机替换为大功率风力发电机时,能够利用预应力装置4增加第二基础结构的承载力,从而避免对风力发电机的基础进行改造,进而有效节省了施工时间,提高了施工效率和施工质量,同时降低了施工成本。
需要说明的是,小功率风力发电机在安装时使用第一基础结构,当需要替换为大功率风力发电机时,则将第一基础结构改造为第二基础结构,且当大功率风机发电机需要替换为更大功率的风力发电机时,除了更换第二基础结构中第三预制基础3的情况,还可以通过增加预应力装置4实现更大功率风力发电机的承载,由此避免了第二基础结构的改造。
预应力装置4的具体类型可以根据实际需要进行设置,对此不作限制。
预应力装置4的具体数量可以根据实际需要进行设置,对此不作限制。其中,多个预应力装置4可以均匀设置在第二基础结构的四周,以使第二基础结构上平衡受力。
如图7所示,在一些实施例中,预应力装置4包括第四预制基础41、支撑梁42和第一拉绳43,第四预制基础41和第一预制基础1相邻设置,支撑梁42设置在第四预制基础41上,第一拉绳43的一端和第三预制基础3相连,第一拉绳43远离第三预制基础3的一端和支撑梁42相连,第一拉绳43的张紧力大于第一设定阈值。
可以理解的是,由于第四预制基础41和第一预制基础1相邻设置,且支撑梁42设置在第四预制基础41上,第一拉绳43远离第三预制基础3的一端和支撑梁42相连,使得第四预制基础41在不影响第二基础结构的同时实现对支撑梁42和第一拉绳43的承载,而且,由于第一拉绳43的一端和第三预制基础3相连,且第一拉绳43远离第三预制基础3的一端和支撑梁42相连,第一拉绳43的张紧力大于第一设定阈值,使得第一拉绳43能够在第三预制基础3上施加预应力,从而有效提高了第二基础结构的承载力,进而保证风力发电机具有较高的稳定性。
需要说明的是,第四预制基础41用于承载支撑梁42等部件,第四预制基础41的具体类型可以根据实际需要进行设置,对此不作限制,示例的,第四预制基础41可以是钢筋、混凝土等浇筑的一体式装配件,也可以是由多个部分构成的分体式装配件。
支撑梁42用于支撑第一拉绳43,支撑梁42的具体类型可以根据实际需要进行设置,对此不作限制,示例的,支撑梁42可以是钢结构的梁体结构,支撑梁42的长度方向和第一预制基础1的中心轴平行。
第一拉绳43用于利用其张紧力在第三预制基础3上施加预应力,第一拉绳43的具体类型可以根据实际需要进行设置,对此不作限制,示例的,第一拉绳43可以是钢绞线,第一拉绳43可以倾斜设置在第二基础结构靠近风力发电机的一侧,第一拉绳43利用其在第二基础结构轴向上的分力和径向上的分力实现预应力的施加。
第一拉绳43的张紧力设置可以根据实际需要进行设置,对此不作限制,示例的,支撑梁42上设置有固定夹具,利用液压拉拔机的拉拔使第一拉绳43的张紧力大于第一设定阈值后利用固定夹具夹持住第一拉绳43,同时减除第一拉绳43多余的部分。
如图7所示,在一些实施例中,预应力装置4还包括第二拉绳44,第二拉绳44的一端和第四预制基础41相连,第二拉绳44远离第四预制基础41的一端和支撑梁42相连,第二拉绳44和第一拉绳43分别位于支撑梁42的两侧,第二拉绳44的张紧力大于第二设定阈值。
可以理解的是,由于第二拉绳44和第一拉绳43分别位于支撑梁42的两侧,且第二拉绳44的张紧力大于第二设定阈值,使得第二拉绳44能够平衡第一拉绳43在支撑梁42上施加的拉力,从而有效减小了支撑梁42一侧的受力,保证支撑梁42对第一拉绳43的稳定支撑。
需要说明的是,第二拉绳44的具体类型可以根据实际需要进行设置,对此不作限制,示例的,第二拉绳44可以是钢丝绳,第二拉绳44可以倾斜设置在第四预制基础41靠近支撑梁42的一侧。
第一设定阈值和第二设定阈值的具体取值可以根据实际需要进行设置,对此不作限制。
如图7所示,在一些实施例中,预应力装置4还包括预应力锚钩45,预应力锚钩45设置在第三预制基础3上,预应力锚钩45和第一拉绳43远离支撑梁42的一端可拆卸的相连。
可以理解的是,通过预应力锚钩45的设置,便于第一拉绳43和第三预制基础3的相连,进而保证预应力装置4在第三预制基础3上稳定施加预应力的同时有效提高了风力发电机基础改造的施工效率。
需要说明的是,预应力锚钩45用于和第一拉绳43相连,预应力锚钩45的具体类型可以根据实际需要进行设置,对此不作限制,示例的,预应力锚钩45为锚固在第三预制基础3上的环状结构,第一拉绳43可以利用挂扣和预应力锚钩45相连。
第三预制基础3利用预应力锚钩45连接第一拉绳43时,可以在第三预制基础3预制时利用配置的钢筋适配其顶部承受的负弯矩。
基于本实施例的基础结构进行受力仿真,获得如图8和图9所示的受力图,图8为第一基础结构的受力仿真图,图9为第二基础结构的受力仿真图,由图8和图9可以看出,第一基础结构的竖向应力为2.020MPa,第二基础结构的竖向应力为0.550MPa,第一基础结构替换为第二基础结构后,能够有效降低基础结构受到的力,进而有效提高了整体的承载力。
本公开实施例还提出一种风力发电机,包括如本公开实施例的基础结构。
可以理解的是,当第二预制基础2设置在扇形槽11内并和基础梁12可拆卸的相连时,第一预制基础1和第二预制基础2构成了整体的第一基础结构,从而在风力发电机的机体置于第一基础结构上时,能够保证风力发电机具有较高的稳定性;当第三预制基础3的部分设置在扇形槽11内并和基础梁12可拆卸的相连,且相邻第三预制基础3之间可拆卸的相连时,第一预制基础1和第三预制基础3构成了整体的第二基础结构,从而在风力发电机的机体置于第二基础结构上时,能够保证风力发电机具有较高的稳定性。
其中,由于第二预制基础2设置在扇形槽11内,使得第二预制基础2并未延伸出第一预制基础1,从而使得第一基础结构具有较小的直径,进而使得第一基础结构的承载力较小;由于第三预制基础3的部分设置在扇形槽11内,且相邻第三预制基础3之间相连,使得第三预制基础3的部分延伸出了第一预制基础1,从而使得第二基础结构具有较大的直径,进而使得第二基础结构的承载力较大。由此,使得第一基础结构能够用于小功率风力发电机的支撑,第二基础结构能够用于大功率风力发电机的支撑。
同时,由于第二预制基础2和基础梁12可拆卸的相连,且第三预制基础3的部分和基础梁12可拆卸的相连,相邻第三预制基础3之间可拆卸的相连,使得小功率风力发电机替换为大功率风力发电机时,能够利用第二预制基础2在第一预制基础1上的拆卸和第三预制基础3在第一预制基础1上的安装,实现基础的快速改造,从而有效降低了风力发电机基础改造的难度,进而有效提高了施工效率,保证了较高的施工质量。
需要说明的是,风力发电机的具体类型可以根据实际需要进行设置,对此不作限制。
基于本实施例的风力发电机,进行仿真分析如下:
在仿真软件中设置混凝土的型号为C40,地基设置为三层,第一层为粉质粘土层,第二层为粘土层,第三层为粘土层。
采用第一基础结构时,第一基础结构的直径为21m,4MW风力发电机的正常运行荷载工况为:Fr=852.6kN、Fz=4409kN、Mr=85404kN×m、Mz=2529.9kN×m,其中,Fr为4MW风力发电机在第一基础结构上施加的径向力,Fz为4MW风力发电机在第一基础结构上施加的轴向力,Mr为第一基础结构上的径向弯矩,Mz为第一基础结构上的轴向弯矩。
地震荷载为:地区基本地震烈度为6度,基本地震加速度为0.05g,地震分组为第二组,场地类型为Ⅱ类,水平地震影响增大系数为1.1。
正常运行荷载工况下,第一基础结构对地基的最大承载力为Pkmax=200.305kPa,第一基础结构的地基承载力特征值fa=180kPa,Pkmax≤1.2×fa,满足使用要求。
采用第一基础结构时,4MW的风力发电机更换为5.0MW的风力发电机,第一基础结构的直径仍为21m,其正常运行荷载工况为:Fr=1285.7kN、Fz=12566kN、Mr=95400kN×m、Mz=2530kN×m,且地震荷载不变。
正常运行荷载工况下,第一基础结构对地基的最大承载力为Pkmax=237.065kPa,第一基础结构的地基承载力特征值fa=180kPa,Pkmax>1.2×fa,不满足使用要求。
将第一基础结构替换为第二基础结构时,4MW的风力发电机更换为5.0MW的风力发电机,第二基础结构的直径为28m,其正常运行荷载工况为:Fr=1285.7kN、Fz=12566kN、Mr=95400kN×m、Mz=2530kN×m,且地震荷载不变。
正常运行荷载工况下,第二基础结构对地基的最大承载力为Pkmax=155.073kPa,第二基础结构的地基承载力特征值fa=180kPa,Pkmax<1.2×fa,满足使用要求。
基于上述仿真可知,采用本实施例的风力发电机,可以有效减小基础结构对地基的最大承载力,从而提高基础结构对风力发电机机体的承载能力。
需要说明的是,在本公开的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本公开的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本公开的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本公开的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本公开的限制,本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种基础结构,其特征在于,包括:
第一预制基础,所述第一预制基础的周向上设置有多个扇形槽,且相邻所述扇形槽之间形成基础梁;
多个第二预制基础和多个第三预制基础;
其中,所述第二预制基础设置在所述扇形槽内并和所述基础梁可拆卸的相连;
或
所述第三预制基础的部分设置在所述扇形槽内并和所述基础梁可拆卸的相连,且相邻所述第三预制基础之间可拆卸的相连。
2.根据权利要求1所述的基础结构,其特征在于,所述第三预制基础包括:
第一扇形部分,所述第一扇形部分设置在所述扇形槽内并和所述基础梁可拆卸的相连;
第一扇环部分,所述第一扇环部分设置在所述扇形槽外,且所述第一扇环部分和所述第一扇形部分相连,相邻所述第一扇环部分之间可拆卸的相连。
3.根据权利要求2所述的基础结构,其特征在于,
所述第一预制基础包括:相邻设置的第一基础梁和第二基础梁,所述第一基础梁和所述第二基础梁之间形成所述扇形槽;
所述第三预制基础还包括:第一突起,所述第一突起设置在所述第一扇环部分的一侧,所述第一突起和所述第一基础梁可拆卸的相连,且所述第一突起和相邻的所述第三预制基础之间可拆卸的相连。
4.根据权利要求3所述的基础结构,其特征在于,所述第三预制基础还包括:
第二突起,所述第二突起设置在所述第一扇环部分远离所述第一突起的一侧,所述第二突起和所述第二基础梁可拆卸的相连,且相邻所述第三预制基础之间,所述第一突起和所述第二突起可拆卸的相连;
其中,所述第一突起和所述第二突起沿所述第一扇环部分的对称轴对称分布。
5.根据权利要求1所述的基础结构,其特征在于,所述第二预制基础包括:
第二扇形部分,所述第二扇形部分设置在所述扇形槽内并和所述基础梁可拆卸的相连;
第二扇环部分,所述第二扇环部分和所述第二扇形部分可拆卸的相连,且所述第二扇环部分设置在所述扇形槽内并和所述基础梁可拆卸的相连。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的基础结构,其特征在于,所述基础结构还包括:
多个预应力装置,所述预应力装置的牵引端和所述第三预制基础相连,所述预应力装置用于在所述第三预制基础上施加预应力。
7.根据权利要求6所述的基础结构,其特征在于,所述预应力装置包括:
第四预制基础,所述第四预制基础和所述第一预制基础相邻设置;
支撑梁,所述支撑梁设置在所述第四预制基础上;
第一拉绳,所述第一拉绳的一端和所述第三预制基础相连,所述第一拉绳远离所述第三预制基础的一端和所述支撑梁相连,所述第一拉绳的张紧力大于第一设定阈值。
8.根据权利要求7所述的基础结构,其特征在于,所述预应力装置还包括:
第二拉绳,所述第二拉绳的一端和所述第四预制基础相连,所述第二拉绳远离所述第四预制基础的一端和所述支撑梁相连,所述第二拉绳和所述第一拉绳分别位于所述支撑梁的两侧,所述第二拉绳的张紧力大于第二设定阈值。
9.根据权利要求7所述的基础结构,其特征在于,所述预应力装置还包括:
预应力锚钩,所述预应力锚钩设置在所述第三预制基础上,所述预应力锚钩和所述第一拉绳远离所述支撑梁的一端可拆卸的相连。
10.一种风力发电机,其特征在于,包括:如权利要求1-9中任一项所述的基础结构。
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