风力发电机组预应力锚栓基础施工技术

于磊

【摘要】随着风力发电机组建设要求的不断进步，研究其预应力锚栓基础施工技术凸显出重要意义。本文首先介绍了新型预应力锚栓基础，从多方面详细研究了预应力锚栓基础组合件的安装过程，并结合相关实践经验，研究了混凝土浇注注意事项。

【关键词】风力发电机组；预应力；锚栓；基础；施工技术

一、前言

作为风力发电机组施工中的重要内容，其预应力锚栓技术施工在近期得到了有关方面的高度关注。该项课题的研究，将会更好地提升预应力锚栓基础施工技术的实践水平，从而有效优化风力发电机组施工的整体效果。

二、新型预应力锚栓基础

用于固定机组的混凝土结构是风电机组基础，它不仅要对机组的最大倾覆载荷进行抵抗，而且要承受塔筒及机组的重量，在各种载荷下确保机组的安全运行。作为风电场建设重要组成部分的风电机组基础，不仅关系风场的投资，还影响着风场的安全可靠运行。传统的风电机组基础是埋入一段塔筒（基础环）在承台式基础中，机组安装时，将基础环法兰和塔筒法兰连接。

改为预应力锚栓基础是典型的米字梁基础，通过载荷计算和受力分析将基础结构优化，使得整个基础的钢筋用量和混凝土用量减少了30%的，为业主节约了投资成本。

将混凝土浇筑和锚栓固定在一起并不是这种基础形式，它是由下锚板、上锚板、PVC护管、锚栓等组成，用PVC护管在下锚板和上锚板之间将混凝土与锚栓隔离，而且要密封，水不能进入到护管内在浇筑过程中，对锚栓以免造成腐蚀。当锚栓承受拉力时，会均匀受力在锚栓的下锚板以上部分，整个锚栓成为弹性体，没有刚性部分和弹性部分的界面，从而应力集中的现象可以避免，增强风机运行的安全可靠性。

三、预应力锚栓基础组合件的安装过程

1.准备工作

（一）图纸中根据预应力锚栓基础锚栓组合件清单，对各部件清点各部件数量，并进行外观检查。查看上、下锚板是否变形；锚栓螺纹是否损伤、锚栓是否弯曲，将不合格品剔除，严禁使用。

（二）将所需部件运至现场后应放置在平整的地方，用软木支垫，以防上、下锚板变形和锚栓螺纹的损坏。

2.下锚板的安装

（一）要求核对安装下锚板的预埋件尺寸、位置和数量是否正确，根据预应力锚栓基础图。

（二）选用合适吊车，缓慢移动吊起的下锚板到预埋件上方300mm位置后停住，先將下锚板上的螺孔和下锚板支撑螺栓对应穿入，各放一个螺母在下锚板上下，加一垫片在下锚板下面的螺母上。预埋件对准内外支撑螺栓后，吊车在预埋件上将下锚板放置。根据基础图纸设计要求设置预埋件到下锚板上平面的距离。基础中心对应下锚板的中心，允许偏差为±5mm。

（三）将支撑下锚板的螺栓不对应的预埋件焊接牢固，焊脚高度大于6mm。

（四）调节支撑螺栓，使下锚板达到图纸设计标高，且下锚板的水平度不超过3mm。

3.锚栓准备工作

（一）基础锚栓：根据图纸要求选出调整锚栓数量，在调整锚栓的上端（锥头端）拧入尼龙调节螺母（不允许用钢螺母），锚栓顶端（锥度大的端面）至尼龙螺母上平面的距离为L3mm。

（二）全部锚栓摆放整齐，并在锚栓的下端（平头端）拧上发黑的半螺母，锚栓的下端至半螺母的下平面距离为L2，然后将PVC套管（长度按图纸要求）套入锚栓（长度为L），再把热缩管套在PVC套管上（调整锚栓套两段热缩管，其余锚栓套一段）。

4.上锚板的安装

（一）用吊车将上锚板吊起到一定高度，在靠近基坑边的一侧上、下站人，然后在上锚板的内外螺栓孔上均布对称穿上调整锚栓，锚栓穿入上锚板后带上临时钢螺母。

（二）调整锚栓穿好后，吊车慢慢调整锚栓和吊起上锚板，移动到下锚板正上方，把调整锚栓和下锚板螺栓孔对应穿入，垫上垫片在下锚板下方后拧紧发黑螺母。螺母要求为300N·m的拧紧力矩。

（三）安装其余锚栓的方法为：锚栓上端（锥头端）的上锚板先穿入，已安装半螺母的一端穿入下锚板，同样的方法拧紧螺母（发黑螺母）加好垫片。螺母要求为300N·m的拧紧力矩。单根较重的锚栓由上锚板上方穿过，穿入下锚板，套入PVC套管。

特别注意的是，锚栓穿入下锚板后，下锚板下方应全部垫上垫片，同时将下方的螺母拧紧到300N·m，不得遗漏。下锚板下方局部垫层浇筑前应进行隐蔽工程验收，经监理验收签证、确认合格（无遗漏且拧紧）后方可浇注。

5.锚栓组合件的调整和固定

（一）在风机基础外侧（自然地坪面上）每90°位置定一桩，然后用装有花篮螺栓的拖拉绳将上锚板不桩连接，调节四个方向的花篮螺栓，使上、下锚板同心（以上、下锚板螺栓孔的中心线为基准，用经纬仪测垂直度，共测4个点，每90°一个点，使上、下锚板同心，同心度允许偏差应满足≤3mm）。

（二）上、下锚板同心后，调整上锚板的水平度：测量调整锚栓处上锚板上平面筒节对接区域的水平度（内外锚栓中间处），调节尼龙螺母和临时钢螺母使上锚板上平面达到图纸设计标高，上锚板水平度应满足≤1.5mm（混凝土浇筑前）。调整结束后，将每根PVC套管上端穿入上锚板下端孔内约5-15mm左右（严禁将PVC套管穿出上锚板上平面），然后用酒精喷灯加热PVC套管端口处的热缩管，使其收缩封堵PVC套管和锚栓的间隙。

（三）锚栓上端（锥头端）露出上锚板长度应满足L1mm±1.5。

（四）调整结束后，用4根钢筋（两个方向、每个方向为十字形）加强锚栓组合件。钢筋上端不上锚板焊钉焊接，下端基础预埋件焊接，并在4根钢筋的交汇点焊接牢固，加强锚栓组合件的整体稳定性。

（五）钢筋绑扎、支模后，混凝土浇筑前应复查上锚板的水平度，达到要求后，方可浇混凝土。

四、混凝土浇注注意事项

1.在混凝土浇注过程中应注意保护锚栓组合件，用塑料布或雨布把上锚板及锚栓上部（标高+0.35m以上）全部包好，以免其在浇筑混凝土时受到污染或损坏。

2.绑扎钢筋、支模、浇捣混凝土过程中可能对上锚板的水平度有所影响，建议在浇捣到±0.00时复检上锚板的水平度，并做相应的调整。二次灌浆过程中应注意保持上锚板水平度。注意：二次灌浆后，上锚板水平度应满足≤2mm。

3.混凝土应采用插入式振捣器振捣，排出空气，确保混凝土振捣密实。应特别注意上锚板下方和下锚板上方混凝土的浇筑质量。浇注混凝土时应防止模板发生位移或倾斜，避免出现跑浆（推荐使用钢制模板）。

一定要采用吊炉进行热处理，也就是在炉内将螺栓竖直挂，以防发生弯曲变形在热处理过程中。热处理前，一定要取得合理的热处理工艺，通过工艺试验。必须严格按工艺进行热处理，以保证锚栓性能。必须要做有一项试验，就是必须取2-3根锚栓在每一个炉中，做整体拉断试验，计算是否满足设计要求的锚栓抗拉强度。在热处理过程中这个试验的目的是检查锚栓淬硬、裂纹等缺陷现象是否出现。

五、结束语

通过对风力发电机组预应力锚栓基础施工技术的相关研究，我们可以发现，该项技术方法良好效果的取得，有赖于对其多项影响环节与因素的充分掌控，有关人员应该从风力发电机组建设的客观实际出发，研究制定最为符合实际的预应力锚栓技术施工方案。

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