点式基础结构及含该结构的四点式风力发电塔的制作方法

1.本实用新型属于风力发电塔技术领域，特别涉及一种点式基础结构及含该结构的四点式风力发电塔。


背景技术：

2.随着我国风力发电项目的增多，一些风力资源较好的风场已经逐步被开发完毕， 为了更好的利用较高处的风力资源，风力发电塔逐渐向高塔方向发展。理论研究证明，当风力发电塔高度超过100米以上时，格构式塔架与塔筒组合形式的结构优势凸显，这种结构形式可以大幅节约材料、解决运输费用昂贵等问题，进而节约工程造价。
3.目前风电塔支撑基础结构形式为独立基础形式，底部是直接20米的混凝土承台，使用混凝土量大，上部露出地面的混凝土柱为直径7米的混凝土柱头，占用耕地面积大，7米直径，总共占地3.5*3.5*3.14=38.58平方。
4.青岛华斯壮能源科技有限公司2021年07月13申请的专利名称预应力构架式钢管风电塔定位工装及倾斜基础结构系统专利号为cn202121584515.2公开了定位工装的结构，预应力构架式钢管风电塔定位工装包括顶部固定装置、底部固定装置、支撑装置、向心定位装置，所述支撑装置顶部安装有顶部固定装置，所述支撑装置底部安装有底部固定装置，且顶部固定装置与水平面之间的夹角为9
°‑
11
°
，所述顶部固定装置的最低点设置有向心定位装置。所述倾斜基础结构系统中倾斜基础锚栓通过基础骨架底部法兰垂直固定于预应力构架式钢管风电塔定位工装的顶部固定装置。有益效果：预应力构架式钢管风电塔定位工装在工厂内进行倾斜角度加工制造，方便基础施工，节省了大量的人工、机械设备费用。本公司是在上述专利的基础上进一步进行的研发。


技术实现要素：

5.为了解决以上所述占地大的问题，本实用新型决定研发一种点式基础结构及含该结构的四点式风力发电塔。
6.一种点式基础结构，包括基础桩基、找平垫层、定位工装、基础承台、混凝土柱墩、主柱钢管，所述找平垫层底端设置有基础桩基，所述找平垫层顶端设置有基础承台，所述基础桩基的顶端与基础承台的底端固定，所述找平垫层为凹形槽，所述找平垫层的凹槽内设置有定位工装；所述混凝土柱墩包括塔柱柱脚锚栓、基础转换锚栓和上锚板，所述混凝土柱墩的底端固定于定位工装，所述混凝土柱墩的顶端贯穿基础承台与主柱钢管连接，所述塔柱柱脚锚栓一端固定于定位工装，所述塔柱柱脚锚栓的另一端固定于上锚板和主柱钢管的底板，所述基础转换锚栓一端固定于定位工装，所述基础转换锚栓另一端固定于主柱钢管内部的转换盘。
7.进一步地，所述定位工装包括顶部固定装置、底部固定装置、支撑装置，所述支撑装置顶部安装有顶部固定装置，所述支撑装置底部安装有底部固定装置，且顶部固定装置与水平面之间的夹角为9
°‑
11
°
，所述底部固定装置与水平面平行，所述塔柱柱脚锚栓和基
础转换锚栓的下端均垂直固定于顶部固定装置。
8.进一步地，所述基础承台内部设置有支撑钢筋，基础承台外壁设置有外围钢筋。
9.进一步地，所述混凝土柱墩露出地面的部分为基础柱头，所述基础柱头上设置有排水弯管。
10.一种含有点式基础结构的四点式风力发电塔，包括四个点式基础结构、预应力构架式钢管本体，所述预应力构架式钢管本体包括四个主柱钢管、若干个斜杆钢管、若干个横杆钢管和一个塔筒，所述各个主柱钢管底端分别设置有点式基础结构，所述相邻的主柱钢管之间设置有斜杆钢管和横杆钢管，所述四个主柱钢管的顶端设置有塔筒；所述混凝土柱墩、基础承台、基础桩基均埋于地下，所述混凝土柱墩露出地面的基础柱头与主柱钢管底端连接。
11.本实用新型取得的有益效果如下：
12.1.安全性高，结构刚度大，承载能力强，避免共振，支承结构一阶自振频率高于机组额定转动频率（1p），避免结构与机组发生一阶共振，同时下部构架式结构不存在整体涡激振动的问题；
13.2.降低了工程建设成本，点式基础桩基与承台混凝土用量、钢筋用量远远低于传统塔筒基础，基础建设成本低；露出地面面积小、租地费用低优化后的塔架用钢量较低，塔架建设成本低，寿命周期后如需恢复地貌，承台式基础体量较小，易于拆除，费用较低；
14.3. 基础占地面积小，相较传统风机基础，该结构底部采用四个小型基础，单个露出面积不足1.5平米，四个实际占地只有6平米；可机械耕种，风力发电塔底部架空便于土地复耕，利于农业土地利用最大化，利于满足耕地非粮化政策；
15.4.适应性强，适用于泄洪区、跨河道、跨水塘、跨采矿塌陷区建设，适合一般农田应用，不影响农业机械化耕种，适合跨道路建设，塔架底部空间满足车辆通行，适合山地等不平整地面，独立基础设计高低腿、不必要平整山头，适合于低风区高切变、高风区高切变建设高风塔，适应于140米、160米、170米、180米、200米以上轮毂高度，可用于技改项目，跨原塔筒基础建设新塔基础。
附图说明
16.图1为四点式风力发电塔的整体结构示意图；
17.图2为图1中点式基础结构a的结构示意图；
18.图3为图1中沿着c-c方向的剖面的俯视图；
19.图4为图3中b部分的局部放大图；
20.图中附图标记为：
21.1主柱钢管、2基础转换锚栓、3基础柱头、4混凝土柱墩、5支撑钢筋、6外围钢筋、7基础承台、8找平垫层、9基础桩基、10转换盘、11塔柱柱脚锚栓、12上锚板、13地面、14顶部固定装置、15斜杆钢管、16塔筒、17排水弯管、18定位工装、19横杆钢管。
具体实施方式
22.实施例1
23.如图1-4，一种点式基础结构，包括基础桩基9、找平垫层8、定位工装18、基础承台
7、混凝土柱墩4、主柱钢管1，所述找平垫层8底端设置有基础桩基9，所述找平垫层8顶端设置有基础承台7，所述基础桩基9的顶端与基础承台7的底端固定，所述找平垫层8为凹形槽，所述找平垫层8的凹槽内设置有定位工装18；所述混凝土柱墩4包括塔柱柱脚锚栓11、基础转换锚栓2和上锚板12，所述混凝土柱墩4的底端固定于定位工装18，所述混凝土柱墩4的顶端贯穿基础承台7与主柱钢管1连接，所述塔柱柱脚锚栓11一端固定于定位工装18，所述塔柱柱脚锚栓11的另一端固定于上锚板12和主柱钢管1的底板；所述主柱钢管1内部设置有转换盘10，所述基础转换锚栓2一端固定于定位工装18，所述基础转换锚栓2另一端固定于主柱钢管1内部的转换盘10。所述基础承台7、混凝土柱墩4 安装完成后浇注混凝土。
24.所述定位工装18包括顶部固定装置、底部固定装置、支撑装置，所述支撑装置顶部安装有顶部固定装置，所述支撑装置底部安装有底部固定装置，且顶部固定装置与水平面之间的夹角为9
°
，所述底部固定装置与水平面平行，所述塔柱柱脚锚栓11和基础转换锚栓2的下端均垂直固定于顶部固定装置14。
25.所述基础承台7内部设置有支撑钢筋5，基础承台7外壁设置有外围钢筋6。所述混凝土柱墩4露出地面的部分为基础柱头3，所述基础柱头3上设置有排水弯管17。
26.一种含有点式基础结构的四点式风力发电塔，包括四个点式基础结构、预应力构架式钢管本体，所述预应力构架式钢管本体包括四个主柱钢管1、若干个斜杆钢管15、若干个横杆钢管19、一个塔筒16，所述各个主柱钢管1底端分别设置有点式基础结构，所述相邻的主柱钢管1之间设置有斜杆钢管15和横杆钢管19，所述四个主柱钢管1的顶端设置有塔筒16。所述点式基础结构底部为5米*5米的混凝土基础承台，深埋地下2米多处，通过1.5*1.5米的混凝土柱墩传力，所述基础转换锚栓2是3根直径为1000毫米钢柱，使占用耕地面积减少80%；有效节约用地。
27.实施例2
28.所述顶部固定装置与水平面之间的夹角为11
°
，基础转换锚栓2为直径为600毫米钢柱，数量为6。其余与实施例1相同。
29.实施例3
30.所述顶部固定装置与水平面之间的夹角为10
°
，基础转换锚栓2为直径为800毫米钢柱，数量为4。其余与实施例1相同。