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1、風力發(fā)電機組基礎的設計與施工一、基礎的結構與類型1.根據(jù)風力發(fā)電機組型號與容量自身特性，要求基礎承載載荷也各不相同，表10-1列出幾種大型風力發(fā)電機基礎載荷。2.風力發(fā)電機基礎均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土獨立基礎。根據(jù)風電場場址工程地質條件和地基承載力以及基礎荷載、尺寸大小不同，從結構的形式看，常用的可分為塊狀基礎和框架式基礎兩種。塊狀基礎，即實體重力式基礎，應用廣泛，對基礎進行動力分析時，可以忽略基礎的變形，并將基礎作為剛性體來處理，而僅考慮地基的變形。按其結構剖面又可分為“ 凹”形和“凸”形兩種；前者如圖10-5所示，基礎整個為方形實體鋼筋混凝土后者如圖10-6型式；后者與前者相比，均屬實體基礎，區(qū)
2、別在于擴展的底座盤上回填土也成了基礎重力的一部分，這樣可節(jié)省材料降低費用。 框架式基礎實為樁基群與平面板梁的組合體，從單個樁基持力特性看，又分為摩擦樁基和端承樁基兩種：樁上的荷載由樁側摩擦力和樁端阻力共同承受的為摩擦樁基礎；樁上荷載主要由樁端阻力承受的則為端承樁基礎。3. 根據(jù)基礎與塔架（機身）連接方式又可分為地腳螺栓式和法蘭式筒式兩種類型基礎。前者塔架用螺母與尼龍彈墊平墊固定在地肢螺栓上，后者塔架法蘭與基礎段法蘭用螺栓對接。地腳螺栓式又分為單排螺栓、雙排螺栓、單排螺栓帶上下法蘭圈等。二、風力發(fā)電機組基礎設計的前期準備工作及有關注意事項風力發(fā)電機組的基礎用于安裝、支承風力發(fā)電機組。平衡風力發(fā)電
3、機組在運行過程中所產(chǎn)生的各種載荷，以保證機組安全、穩(wěn)定地運行。因此，在設計風力發(fā)電機組基礎之前，必須對機組的安裝現(xiàn)場進行工程地質勘察。充分了解、研究地基土層的成因及構造，它的物理力學性質等，從而對現(xiàn)場的工程地質條件作出正確的評價。這是進行風力發(fā)電機基礎設計的先決條件。同時還必須注意到，由于風力發(fā)電機組的安裝，將使地基中原有的應力狀態(tài)發(fā)生變化，故還需應用力學的方法來研究載荷作用下地基土的變形和強度問題。以使地基基礎的設計滿足以下兩個基本條件：1）要求作用于地基上的載荷不超過地基容許的承載能力，以保證地基在防止整體破壞方面有足夠的安全儲備。2）控制基礎的沉降，使其不超過地基容許的變形值。以保證風力
4、發(fā)電機組不因地基的變形而損壞或影響機組的正常運行。因此，風力發(fā)電機組基礎設計的前期準備工作是保證機組正常運行必不可少的重要環(huán)節(jié)。三、風力發(fā)電機組對基礎的要求及基礎的受力狀況圖10-3所示為某風力發(fā)電機組，當風力發(fā)電機組運行時，機組除承受自身的重量Q處，還要承受由風輪產(chǎn)生的正壓力P、風載荷q以及機組調各時所產(chǎn)生的扭矩Mn等載荷的作用。這些載荷主要是靠基礎予以平衡，以確保機組安全、穩(wěn)定運行。圖10-7 顯示了上述這些載荷在基礎上的作用狀況，圖中Q和G分別為機組及基礎的自重。傾覆力矩M是由機組自重的偏心、風輪產(chǎn)生的正壓力P以及風載荷q等因素所引起的合力矩。Mn為機組調向時所產(chǎn)生的扭矩。剪力F則由內輪
5、產(chǎn)生的正壓力戶以及風載荷g所引起。但在一般情況下，由于剪力F 及風力發(fā)電機組在調向過程中所產(chǎn)生的扭矩Mn 一般都不很大，且與其它載荷相比要小得多，所以在考慮到不影響計算效果的同時，又能滿足工程要求的前提下，筆者認為：在實際計算中，此兩項可以略去不計。因此在對風力發(fā)電機組基礎的設計中，風力發(fā)電機組對基礎所產(chǎn)生的載荷主要應考慮機組自重Q與傾覆力矩M兩項。經(jīng)上述簡化后，風力發(fā)電機組基礎的力學模型如圖10-8所示。四、風力發(fā)電機組基礎的設計與計算根據(jù)我們多年來從事風力發(fā)電機組研制的經(jīng)驗，在參考土建設計的有關標準和規(guī)范的基礎上認為：風力發(fā)電機組基礎的設計與計算通常應包括以下五個方面：基礎混凝土重量及幾何尺寸的計算、基礎底部壓力所產(chǎn)生的偏心距計算、土壤壓力的計算、設計配筋、抗沖切強度校核。Ft混凝土的抗沖切強度；bm沖切破壞斜截面上的上邊長b與下邊長Bb的平均值bm=（b+Bb/2；A考慮沖切載荷時取用的梯形面積（圖10-10中的陰影面積）。
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