浅谈风电风机预应力锚栓安装工艺

宇文睿

（陕西建工安装集团有限公司， 陕西 西安 710000）

预应力锚栓作为一种新型的风力电机基础结构形式，其作用是保证基础结构的受力，提高基础的整体抗疲劳性。某风电场风机基础采用预应力锚栓技术，其基础施工工艺为：

1 安装程序

准备工作——下锚板安装——锚栓准备——上锚板安装——整体调整和固定——混凝土浇筑——二次灌浆及专检移交

2 准备工作

2.1 根据设计的锚栓图纸中的部件清单，清点各部件数量，对各部件进行外观检查。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。

2.2 根据设计图纸对基础核对验收，检查预埋板的数量、位置、标高，同时标记出基础的中心点和风筒门对应的预埋板的位置，以此为0°、90°、180°、270°的位置。

图1 锚栓笼三维装配图

3 下锚板安装

3.1 下锚板组对

根据下锚板上的标识区分上下面。用连接板、连接螺栓、螺母将下锚板的两个半环拼成整环。

注意：（1）连接板置于下锚板上方。（2）连接螺栓的六角头位于下锚板上方，螺母位于下锚板下方。（3）保证连接板和下锚板已贴紧，拼接处半环之间的外缘错边量不大于2mm。（4）在下锚板内外两圈锚栓之间的圆周选取均匀分布的8个测试水平度的测点。

3.2 调节支撑螺栓安装

（1）用吊车配合吊起下锚板，安装调节螺栓，先将垫片和下螺母旋入支撑螺杆，拧至设计的下锚板底高度。然后将支撑螺杆自下而上穿入下锚板对应的螺栓孔内，在支撑螺杆上端拧入上螺母。支撑螺杆对准预埋件后，用吊车将下锚板放置在预埋件上。

（2）下锚板同心度调节：下锚板与基础的同心度调节：在0°和180°、90°和270°位置的两对锚栓孔间拉线，用钢卷尺测量两道拉线交点和基础中心点的偏差水平距离；调整下锚板的平面位置，使下锚板与基础的同心度满足S1≤5mm。

（3）调节支撑螺栓焊接：同心度满足要求后，将下锚板支撑螺杆与对应的预埋件焊接牢固，焊脚高度不小于6mm。

（4）下锚板的水平度调节：用精密水准仪（S0.5）和铟钢尺测量下锚板上表面8个测试点的相对标高（H,i），计算下锚板的水平度ΔH,max=Max(h下,i)-Min(h下,i)；调节支撑螺杆上的螺母，使下锚板上表面达到设计高度hmm（见图2），且下锚板的水平度满足Δh下,max≤3mm。

图2 下锚板安装

4 锚栓分类准备

锚栓一般分为定位锚栓和普通锚栓，在图纸上已经给出了具体分类数量，定位锚栓和普通锚栓都要穿PVC套管及对PVC套管进行热缩封口，有的厂家已做了这一步，且用不同的PVC管颜色区分定位锚栓和普通锚栓，没有做的按以下程序进行。

4.1 根据锚栓图纸要求选出规定数量的定位锚栓，将PVC套管套入锚栓，再把短热缩管（L=150或200mm）套在PVC套管上（每根锚栓套两段短热缩管）；在锚栓上端（锥头端）拧入尼龙螺母（不允许用钢螺母），锚栓上端至尼龙螺母顶面的距离为L3mm；在锚栓下端（平头端）拧入螺母，锚栓下端至螺母底面的距离为L2mm。

图3 定位锚栓上端

图4 定位锚栓下端

4.2 普通锚栓的准备。将剩余的普通锚栓摆放整齐，将PVC套管套入锚栓，再把短热缩管（L=150或200mm）套在PVC套管上（每根锚栓套两段短热缩管）；在锚栓下端（平头端）拧上螺母2，锚栓下端至螺母2底面的距离为L2mm。

图5 普通锚栓上端

图6 普通锚栓下端

图7 PVC套管端口处热缩密封

4.3 位于下锚板连接板处的8根锚栓，其下端至螺母2底面的距离为(L2+20)。

5 上锚板安装

5.1 在已安装好的下锚板周边搭设合适安全便于操作的脚手架，作为安装上锚板和锚栓时的操作平台。

5.2 根据上锚板上的标识区分上下面。用连接板、连接螺栓、螺母将上锚板的两个半环拼成整环。

注意：（1）连接板置于上锚板上方。（2）连接螺栓的六角头位于上锚板上方，螺母位于上锚板下方。（3）保证连接板和下锚板已贴紧，拼接处半环之间的外缘错边量不大于2mm。

5.3 定位螺栓的安装。由于锚栓笼安装于基础中心位置，吊车站位与基坑边缘安全距离超过18m，建议采用35t汽车吊吊装上锚板，用吊车将上锚板吊起至一定高度，慢慢移动至下锚板正上方。由站在脚手架上的安装人员将定位锚栓上端（已安装尼龙螺母）均布对称地穿入上锚板的锚栓孔内，并在锚栓顶端拧上临时钢螺母。由站在下锚板旁边的安装人员把定位锚栓下端（已安装螺母）穿入对应的下锚板锚栓孔内，待螺母贴紧下锚板后，在下锚板下方加好垫片和螺母并手动拧紧螺母。

5.4 普通锚栓的安装方法。由站在脚手架上的安装人员将普通锚栓上端穿入上锚板的锚栓孔内，由站在下锚板旁边的安装人员把普通锚栓下端（已安装螺母）穿入对应的下锚板锚栓孔内，待螺母底面贴紧下锚板后，在下锚板下方加好垫片并手动拧紧螺母。

5.5 全部锚栓安装完毕后，用吊车将上锚板缓慢下放，使其搁置于定位锚栓上端的尼龙螺母上。

图9 上锚板水平度测点

图10 上锚板与下锚板的同心度测量

6 整体的调整和固定

6.1 在基坑外缘每隔90°位置定一锚点，然后用装有花篮螺栓的拖拉绳将上锚板与锚点连接。在每隔90°位置的外圈锚栓处，从上锚板外缘设一吊点悬挂铅垂线；划出铅垂线在下锚板上表面的定位线，用钢卷尺测量铅垂定位线与对应锚栓定位线的偏移量xi，计算上、下锚板的同心度S2=Max(x1～4)。调节四个方向的花篮螺栓，使同心度满足S2≤2mm。调节完毕后，将拖拉绳维持在拉直状态以保证锚栓笼的整体稳定性，待基础浇筑完成。

6.2 上、下锚板同心后，调节上锚板的水平度：沿上锚板圆周选取均匀分布的8个测点（内外两圈锚栓之间区域），用水准仪测量上锚板上表面的相对标高h上,i，计算上锚板的水平度Δh上,max=Max(h上,i)-Min(h上,i)；调节定位锚栓下端的两颗螺母，使上锚板达到设计高度，且上锚板的水平度满足Δh上,max≤1.5mm（钢筋绑扎前）。

图11 上锚板水平度测点

6.3上锚板调平后，先目测检查所有尼龙螺母是否均已贴合上锚板下表面，若有间隙则调节对应定位锚栓下端的螺母，使尼龙螺母与上锚板下表面贴合。然后将定位锚栓上端的临时钢螺母也拧至与上锚板上表面贴合状态。调节普通锚栓下端两颗螺母，使锚栓上端露出上锚板长度满足(L1±1.5)mm。

6.4 检查并拧紧所有锚栓最下端的螺母，螺母拧紧力矩要求为300N·m。

图12 锚栓上端的外露长度

6.5 调整结束且上锚板和下锚板同心度、上锚板水平度达到要求后，用4根钢筋（两个方向、每个方向为十字形）加强锚栓笼。钢筋上端与上锚板下表面焊接，下端与基础预埋件焊接，并在4根钢筋的交汇点焊接牢固，加强锚栓笼的整体稳定性。

7 混凝土的浇筑和保护

7.1 混凝土浇筑前应进行隐蔽工程验收，经监理验收锚栓最下端螺母无遗漏且拧紧、垫片无遗漏、外露丝扣不应少于3丝或2扣，签证、确认合格后方可浇筑。

7.2 在锚栓的上端套上螺纹护套进行防护，以免雨雪天气对锚栓产生锈蚀，吊装塔筒时方可取下。同时，要仔细检查上锚板下面锚栓的PVC管端口处热缩密封完好程度，有破损的采用防水胶带串绕或塑料套管二次保护，以保证锚栓预应力张拉顺利。

7. 3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。基础混凝土浇筑前，应复检上锚板水平度Δh上,max≤1.5mm，并做相应的调整。

7.4 二次灌浆前，应再次复检上锚板水平度Δh上,max≤1.5mm，并做相应的调整。二次灌浆施工完成后，上锚板的水平度应满足Δh上,max≤2mm。

8 结束语

预应力地脚螺栓作为一种新型的风力电机基础结构形式，其主要作用在于保证结构受力性能，提高基础整体的抗疲劳性，避免基础环连接时出现应力集中现象。当锚栓受到拉力时，锚栓的下锚板以上部分均匀受力，整个锚栓笼是一个弹性体，没有弹性部分与刚性部分界面，从而避免了应力集中，避免基础螺栓与混凝土界面部分的松动及开裂；由于对锚栓施加预应力，混凝土基础始终处于受压状态，因此，采用预应力锚栓风机基础不会出现基础环两侧混凝土应力集中而产生破坏，这对于安装类似的设备基础施工有较大的参考作用。

◆参考文献

[1] 聂绪兵. 风力发电预应力锚栓基础施工技术[J].低碳世界，2017，(25)：25-26.

[1] 杨允晰. 小议风力发电预应力锚栓基础施工技术[J].信息周刊，2018，(12)：52.