簡析風(fēng)力發(fā)電塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)改進(jìn)策略

齊　凱遠(yuǎn)景能源（江蘇）有限公司，江蘇無錫　214400

?

簡析風(fēng)力發(fā)電塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)改進(jìn)策略

齊凱
遠(yuǎn)景能源（江蘇）有限公司，江蘇無錫214400

摘要隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，目前我國對于電力的需求也在不斷的提升。而正是由于這種特點(diǎn)，找出一種高效潔凈的發(fā)電方式就顯得極為重要。風(fēng)力發(fā)電是目前一種常見的潔凈發(fā)電方式，但發(fā)電塔的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)對于發(fā)電實(shí)際效果會出現(xiàn)較大的影響。文章探討了風(fēng)力發(fā)電塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)改進(jìn)策略。

關(guān)鍵詞風(fēng)力發(fā)電塔；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；改進(jìn)策略；簡析

對于風(fēng)力發(fā)電而言，是一種最為常見的清潔能源，同時(shí)在實(shí)際的使用過程中，占地較少，投資回報(bào)較快，在近年來得到了較為廣泛的使用，在我國也得到了極為迅猛的發(fā)展。同時(shí)在此過程中，我國在風(fēng)力發(fā)電方面，也取得了較好的成就。雖然在目前仍然存在有部分技術(shù)依賴國外以及研發(fā)能力不足等問題，但在目前我國的風(fēng)力發(fā)電規(guī)模仍然得到了較好的發(fā)展。在此過程中我們可以發(fā)現(xiàn)，我國在風(fēng)力發(fā)電過程中，最為常見的一種文體就是在風(fēng)力發(fā)電塔的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面，在設(shè)計(jì)過程中大部分往往是通過使用廠家進(jìn)行提供的標(biāo)準(zhǔn)圖紙，因此基礎(chǔ)形式顯得較為單一，同時(shí)基礎(chǔ)大小也會隨著發(fā)電機(jī)組的功率變化而變化，并且基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工過程會存在有不合理因素。這些情況的存在極大地制約了我國的風(fēng)力發(fā)電發(fā)展。正是由于這種特點(diǎn)，分析風(fēng)力發(fā)電塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)改進(jìn)策略就顯得極為重要。

1　風(fēng)力發(fā)電塔的基礎(chǔ)現(xiàn)狀

目前我國風(fēng)力發(fā)電塔在基礎(chǔ)建設(shè)的過程中，大多數(shù)是使用廠家提供的標(biāo)準(zhǔn)圖紙，其中的鋼筋混凝土板式獨(dú)立拓展基礎(chǔ)的形式較為單一，如下圖所示。

同時(shí)這種結(jié)構(gòu)在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行修改時(shí)，必須得到廠家的認(rèn)可。但在此過程中，這種結(jié)構(gòu)也有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，首先在施工過程中，顯得較為簡便并且工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)顯得較為豐富，同時(shí)基礎(chǔ)和上部塔筒的連接往往是通過埋入式塔筒實(shí)現(xiàn)的，和上部法蘭的連接方式相同，因此便于彼岸準(zhǔn)話。當(dāng)風(fēng)機(jī)的功率較小，而基礎(chǔ)底板的懸挑較小，這種基礎(chǔ)形式也會顯得較為合理。但在此過程中仍然存在有較為嚴(yán)重的問題。首先基礎(chǔ)形式過于單一，在實(shí)際的使用過程中無法適應(yīng)不同地質(zhì)條件，同時(shí)獨(dú)立拓展基礎(chǔ)的抗壓能力顯得過高，但抗彎效率較低，在實(shí)際的使用過程中，基礎(chǔ)邊緣和地基的脫開常起控制作用。而埋入式塔筒也會導(dǎo)致基礎(chǔ)樁墩的最大受力截面的強(qiáng)度以及剛度突然降低，極易出現(xiàn)應(yīng)力集中以及脆性破壞等情況。同時(shí)相對于大功率的風(fēng)機(jī)，這種板式基礎(chǔ)的懸挑長度過大，在實(shí)際的使用過程中，經(jīng)濟(jì)性較差。因此目前為了進(jìn)一步的改進(jìn)我國的風(fēng)力發(fā)電塔的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，需要對于這些問題進(jìn)行著重關(guān)注。本文將對于目前風(fēng)力發(fā)電塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的改進(jìn)方法進(jìn)行研究。

2　根據(jù)不同的地基土地類別確定風(fēng)力發(fā)電塔基礎(chǔ)類型

對于我國而言，幅員遼闊，地質(zhì)基礎(chǔ)種類繁多，因此使用單一的基礎(chǔ)建設(shè)形式，往往是無法對于風(fēng)力發(fā)電塔進(jìn)行建設(shè)的，甚至在此過程中極有可能會出現(xiàn)無法較好的進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電塔建設(shè)，導(dǎo)致出現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電受到影響的情況，造成較為嚴(yán)重的后果。正是由于這種情況的出現(xiàn)，目前在實(shí)際的對于風(fēng)力發(fā)電塔實(shí)施建設(shè)的過程中，可以通過土地的實(shí)際狀況進(jìn)行一種有針對性的風(fēng)力發(fā)電塔建設(shè)。在實(shí)際的對于風(fēng)力發(fā)電塔進(jìn)行施工的過程中，對于質(zhì)量較高的地基土可以進(jìn)行獨(dú)立拓展的形式進(jìn)行基礎(chǔ)建設(shè)，對于中等質(zhì)量的地基土，即在此過程中存在有風(fēng)化巖石埋深較淺的地基，在實(shí)際的進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電塔的建設(shè)過程中，可以通過使用錨桿基礎(chǔ)的形式進(jìn)行建設(shè)。而對于沿海軟土地基，可以使用樁基礎(chǔ)的形式實(shí)施風(fēng)力發(fā)電塔的建設(shè)。

3　將獨(dú)立拓展基礎(chǔ)懸挑底板改進(jìn)為井格式梁板

在實(shí)際的進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電過程中，我們能夠發(fā)現(xiàn)由于較大功率的風(fēng)力發(fā)電塔在實(shí)際的使用過程中，往往需要承受較大的彎矩，在此過程中的基礎(chǔ)范圍往往顯得較為巨大。因此懸挑的長度也會顯得較大，經(jīng)濟(jì)性會大打折扣。正是由于這種情況的出現(xiàn)，目前在實(shí)際的進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電塔的建設(shè)過程中，可以使用井格式梁板替代板式獨(dú)立基礎(chǔ)進(jìn)行建設(shè)，同時(shí)也可以使用井格式地梁加樁基礎(chǔ)代替懸臂板式承臺加樁基礎(chǔ)。通過這種建設(shè)形式，能夠顯著的改進(jìn)在實(shí)際的進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電過程中功率較大造成的彎矩較大的問題。同時(shí)在井格梁的中間交叉范圍中，也能夠形成一種和塔筒進(jìn)行對接的區(qū)域。

4　使用預(yù)應(yīng)力錨栓基礎(chǔ)代替塔筒埋入式基礎(chǔ)

針對目前在實(shí)際的進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電塔進(jìn)行建設(shè)過程中，出現(xiàn)施工以及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中的相關(guān)問題，可以使用預(yù)應(yīng)力錨栓基礎(chǔ)代替塔筒埋入式基礎(chǔ)的形式進(jìn)行解決。在此過程中，使用預(yù)應(yīng)力錨栓的方法具有較高的優(yōu)點(diǎn)。首先錨栓能夠貫穿基礎(chǔ)整個(gè)高度，同時(shí)能夠直接到達(dá)基礎(chǔ)底板，因此在此過程中的基礎(chǔ)整體性能有著較高的提升。在另一方面，可以通過使用高強(qiáng)度螺栓液壓張拉器的形式，對于錨栓進(jìn)行一種準(zhǔn)確的預(yù)拉。在這樣的方式下，能夠幫助上下的錨板對于鋼筋混凝土均出現(xiàn)相應(yīng)的壓力，因此在受到了基礎(chǔ)受彎的情況后，能夠幫助混凝土的壓應(yīng)力有所釋放，但始終能夠處于一種受壓的狀態(tài)。同時(shí)鋼筋以及錨栓在實(shí)際的使用過程中，是處于一種交叉架設(shè)的狀態(tài)之下的，并不會互相產(chǎn)生影響。

5　將獨(dú)立拓展基礎(chǔ)壓力分布進(jìn)行改進(jìn)

風(fēng)力發(fā)電塔在實(shí)際的進(jìn)行建設(shè)過程中，往往會受到較小的壓力，但在此過程中的彎矩往往顯得較大。但在此過程中，獨(dú)立拓展基礎(chǔ)的抗壓能力較高，但是抗彎的能力較低，因此在實(shí)際的實(shí)施風(fēng)力發(fā)電塔的建設(shè)過程中，往往無法較好的建設(shè)。正是由于這種特點(diǎn)我們可以在基礎(chǔ)底板的中心墊圓形的位置使地基和地面進(jìn)行接觸，并且使壓應(yīng)力出現(xiàn)增大以及彎曲應(yīng)力不變的效果。因此能夠使得以往進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電塔建設(shè)過程中出現(xiàn)的基礎(chǔ)邊緣脫離土地的情況得到顯著的改善。

參考文獻(xiàn)

[1]劉福來.風(fēng)力發(fā)電塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)探討[J].沿海企業(yè)與科技，2010(7)：119-120，118.

[2]馬人樂，張明熠，趙藝，等.預(yù)制預(yù)應(yīng)力圓筒風(fēng)力發(fā)電塔基礎(chǔ)研究[J].結(jié)構(gòu)工程師，2013，29(2)：122-129.

[3]馬人樂，孫永良，黃冬平，等.風(fēng)力發(fā)電塔井格梁板式預(yù)應(yīng)力錨栓基礎(chǔ)設(shè)計(jì)研究[C].//第18屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集，2009：434-438.

[4]馬人樂，黃冬平，劉慧群，等.萊州灣3MW風(fēng)力發(fā)電塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及實(shí)測研究[C].//中國高聳結(jié)構(gòu)第二十一屆學(xué)術(shù)交流會論文集，2012：42-46.

中圖分類號TM6

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

文章編號1674-6708（2015）155-0068-02