風(fēng)電場道路參數(shù)選取與路徑選擇

文 | 計(jì)枚選

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風(fēng)電場道路參數(shù)選取與路徑選擇

文 | 計(jì)枚選

風(fēng)電場道路分為永久道路和臨時(shí)道路兩部分。臨時(shí)道路主要供施工期間風(fēng)電機(jī)組等大件設(shè)備運(yùn)輸和吊裝機(jī)械轉(zhuǎn)場之用。永久道路又稱作運(yùn)行檢修道路，作為風(fēng)電場運(yùn)行期間巡場檢修之用。

在風(fēng)電場施工安裝階段，臨時(shí)道路主要供運(yùn)輸風(fēng)電機(jī)組設(shè)備的車輛、材料運(yùn)輸車輛以及吊裝機(jī)械通行。臨時(shí)道路路基承載能力、路面寬度、轉(zhuǎn)彎半徑、道路縱坡均應(yīng)滿足以上車輛通行要求。施工結(jié)束后，臨時(shí)道路通過縮減路基寬度的方式恢復(fù)至永久道路設(shè)計(jì)寬度，一般為4.5m寬路基，供運(yùn)行期間檢修維護(hù)之用。永久道路必須每年都進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)，特別是汛期來臨之前，一定要對邊溝進(jìn)行清理，保證其流水暢通。

道路技術(shù)參數(shù)選取

道路技術(shù)參數(shù)選取的前期條件是大件設(shè)備重量、外形尺寸以及吊裝設(shè)備已經(jīng)確定。表1為某廠家2MW風(fēng)電機(jī)組大件設(shè)備外形尺寸、重量以及運(yùn)輸車輛參數(shù)。

一、路面寬度選取

從表1可以看出，大件設(shè)備運(yùn)輸最大寬度為4.2m，一般路寬都能滿足其要求。因此道路寬度主要還是由選取的吊裝設(shè)備所決定。

從目前施工經(jīng)驗(yàn)和吊裝機(jī)械的起重性能表可知，2MW風(fēng)電機(jī)組大件設(shè)備應(yīng)選取1000t汽車吊或500t履帶吊。常規(guī)500t履帶吊外側(cè)寬度一般在9m - 10m。其中風(fēng)電專用伸縮式履帶吊，如三一重工的SCC5000WE，軌距在5.4m - 8.2m之間可選。1000t汽車吊輪距寬度一般在3.5m - 4.0m之間。

由此可見，選用汽車吊，則路面寬度主要取決于機(jī)艙的運(yùn)輸寬度；路面寬度可選取5.0m，兩側(cè)各設(shè)置0.5m路肩，路基總寬度為6.0m。選用風(fēng)電專用伸縮式履帶吊，路面寬度選6.0m，兩側(cè)各設(shè)置0.5m路肩，路基總寬度為7.0m；選用常規(guī)履帶吊，履帶吊考慮直接轉(zhuǎn)場，則路面寬度主要取決于履帶吊外側(cè)寬度，路面選10.0m，兩側(cè)各設(shè)置0.5m路肩，路基總寬度為11.0m。如考慮拆裝轉(zhuǎn)場，路面寬度可選取5.0m，兩側(cè)各設(shè)置0.5m路肩，路基總寬度為6.0m。

參照廠礦四級道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并與風(fēng)電機(jī)組廠家提供的運(yùn)輸要求相結(jié)合，道路寬度一般選用以下標(biāo)準(zhǔn)：施工安裝階段路基寬度為7.0m，路面寬度為4.0m；運(yùn)行期間檢修道路按照單車道考慮，路面寬4.0m，兩側(cè)各設(shè)0.25m路肩，路基總寬度4.5m。單行道按照廠礦道路規(guī)范要求，每隔200m - 300m設(shè)置錯(cuò)車道，設(shè)置錯(cuò)車道路段路基寬度不小于6.5m，錯(cuò)車道路基有效長度為20m。若遇地形復(fù)雜，自然坡度較大地段，可不設(shè)置錯(cuò)車道，利用風(fēng)電機(jī)組平臺(tái)進(jìn)行錯(cuò)車。

二、道路轉(zhuǎn)彎半徑確定

根據(jù)以上確定的相關(guān)尺寸，建立道路轉(zhuǎn)彎半徑計(jì)算幾何模型，求算道路轉(zhuǎn)彎半徑。轉(zhuǎn)彎半徑計(jì)算幾何模型如圖1所示。

表1 某廠家2MW風(fēng)電機(jī)組大件設(shè)備參考尺寸、重量以及運(yùn)輸車輛參數(shù)

根據(jù)公式（1）計(jì)算道路轉(zhuǎn)彎半徑：

彎道加寬值計(jì)算公式為：

w= W1- W ，W1為加寬之后彎道寬度。

某風(fēng)電場道路最小極限轉(zhuǎn)彎半徑取30m，則加寬值為：

三、道路豎曲線半徑確定

豎曲線半徑主要是由運(yùn)輸葉片的車輛所決定，葉片長約50m，運(yùn)輸車輛為超長軸特種半掛車，車輛長約39m，運(yùn)輸長度約51m，要求道路豎曲線半徑較大。

圖2中運(yùn)輸葉片平板車高1.3m，取0.5m安全距離，可調(diào)節(jié)高度0.8m。車輛運(yùn)輸長度51m。圖中以A、B、C三點(diǎn)做圓得出：豎曲線最小半徑極限值為650m。

四、道路最大縱坡確定

從表1可以看出，風(fēng)電機(jī)組大件設(shè)備中機(jī)艙最重，重量達(dá)80t，因此機(jī)艙運(yùn)輸車輛爬坡能力是決定道路最大縱坡的主要因素。根據(jù)風(fēng)電機(jī)組廠家運(yùn)輸手冊的要求，結(jié)合多年來我國風(fēng)電場建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，道路縱坡最大取14%能夠滿足風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)輸要求。一般來說，在條件相對較好的地區(qū)，風(fēng)電場道路平均縱坡不宜大于5.5%。道路縱坡連續(xù)大于5%時(shí)應(yīng)設(shè)置緩和坡段，緩和坡段坡度不應(yīng)大于3%，長度不應(yīng)小于50m?？v坡限制坡長見表2。

道路路徑選擇

確定好道路圓曲線參數(shù)以及最大縱坡之后，就可以進(jìn)行道路路徑選擇。風(fēng)電場道路主要是為風(fēng)電機(jī)組服務(wù)，因此路徑選取時(shí)一定要與風(fēng)電機(jī)組機(jī)位點(diǎn)在平面和高程兩個(gè)方面相銜接。

在平面方面，首先需要與已經(jīng)確定的進(jìn)場道路相連接，并且充分利用已有的道路，對不能滿足要求的已有道路進(jìn)行局部改造。其次路徑要與已經(jīng)確定好的風(fēng)電機(jī)組施工平臺(tái)相連接，使得道路能夠和平臺(tái)暢通連接。最后在滿足前兩個(gè)要求的前提下，對路徑進(jìn)行優(yōu)化，使路徑最短，以達(dá)到節(jié)約土地、節(jié)省投資的目的。

在高程方面主要是路徑選擇時(shí)，要考慮道路最大縱坡與已經(jīng)確定的施工平臺(tái)標(biāo)高相對應(yīng)。

一、確定引接點(diǎn)位置及高程

引接點(diǎn)是指風(fēng)電場道路與已有道路相連接的地方。在確定引接點(diǎn)之前，先要進(jìn)行現(xiàn)場踏勘，分別對擬選的滿足引接條件的道路進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研。調(diào)研的主要內(nèi)容包括已有道路的路面寬度、路面破損程度、路基承載力、路線最小轉(zhuǎn)彎半徑以及大件設(shè)備途經(jīng)路段所有橋梁的堅(jiān)固程度，允許通過最大軸載等內(nèi)容。

通過對已有道路進(jìn)行調(diào)研，確定能夠滿足大件設(shè)備運(yùn)輸?shù)牡缆纷鳛轱L(fēng)電場道路的引接道路，最后通過實(shí)地測量得出引接點(diǎn)位置坐標(biāo)和高程，反映在測量地形圖中。

二、道路路徑選擇

在風(fēng)電場道路與已有道路引接點(diǎn)及高程已經(jīng)確定的情況下，就可以進(jìn)行風(fēng)電場道路路徑的選擇。下面以某工程實(shí)例來說明風(fēng)電場道路路徑選擇的方法及過程。

道路選線工作一般都在AutoCAD軟件中進(jìn)行，先對AutoCAD進(jìn)行設(shè)置，在軟件界面左下方圖3所示位置點(diǎn)擊右鍵，彈出一個(gè)界面，選擇“相對（R）”完成設(shè)置工作。完成設(shè)置后界面如圖4所示。

圖5為某工程局部1∶2000地形圖，等高線之間等高距為2m，每兩根綠線之間高差為10m。由于風(fēng)電場道路平均縱坡一般不大于5.5%，最大縱坡不大于14%。按照這個(gè)坡度要求，每兩根綠等高線之間的路線長度最小不應(yīng)小于71.5m，一般都在182m左右。該長度在圖5所顯的位置中能實(shí)時(shí)顯示，以便掌握已選道路縱坡情況。在確定該長度的時(shí)候應(yīng)把握住以下原則：在坡度緩的地方該長度放大一些；在坡度陡的地方該長度適當(dāng)減小。重復(fù)以上工作，直至路徑初步選擇完成。

在路徑初步選擇完成的基礎(chǔ)上對路徑進(jìn)一步優(yōu)化，如局部曲線取直等，直到完成最終道路路徑導(dǎo)線，在導(dǎo)線的基礎(chǔ)上再進(jìn)行路線平面曲線設(shè)計(jì)。

山區(qū)風(fēng)電場道路選線，為了展線爬坡，經(jīng)常會(huì)設(shè)置一些回頭曲線。回頭曲線選取位置應(yīng)位于較為緩和的地段，這樣能夠減少土石方開挖工程量。回頭曲線位置如圖6所示。

風(fēng)電場內(nèi)道路和每臺(tái)風(fēng)電機(jī)組平臺(tái)都很好的銜接起來，這樣才能供風(fēng)電機(jī)組設(shè)備運(yùn)輸以及施工機(jī)械、材料運(yùn)輸要求及運(yùn)行期間的檢修維護(hù)之用。風(fēng)電場道路和風(fēng)電機(jī)組平臺(tái)之間的位置銜接關(guān)系如圖7所示。

結(jié)語

本文以某廠家2MW風(fēng)電機(jī)組大件設(shè)備參考尺寸及重量為例，詳細(xì)地闡述了風(fēng)電場道路平曲線要素以及最大縱坡確定的方法。并且得出，2MW風(fēng)電機(jī)組大件設(shè)備采用汽車吊或者風(fēng)電專用可伸縮履帶吊時(shí)，路基選取7.0m，轉(zhuǎn)彎半徑最小極限值30m，道路最大縱坡14%的情況下，能滿足大件設(shè)備運(yùn)輸以及吊裝機(jī)械整體轉(zhuǎn)場的需要。