简析风力发电塔基础设计改进策略

齐凯

摘要 随着我国经济建设的高速发展，目前我国对于电力的需求也在不断的提升。而正是由于这种特点，找出一种高效洁净的发电方式就显得极为重要。风力发电是目前一种常见的洁净发电方式，但发电塔的基础设计对于发电实际效果会出现较大的影响。文章探讨了风力发电塔基础设计改进策略。

关键词 风力发电塔；基础设计；改进策略；简析

中图分类号TM6

文献标识码A

文章编号1674-6708（2015）155-0068-02

对于风力发电而言，是一种最为常见的清洁能源，同时在实际的使用过程中，占地较少，投资同报较快，在近年来得到了较为广泛的使用，在我国也得到了极为迅猛的发展。同时在此过程中，我国在风力发电方面，也取得了较好的成就。虽然在目前仍然存在有部分技术依赖国外以及研发能力不足等问题，但在目前我国的风力发电规模仍然得到了较好的发展。在此过程中我们可以发现，我国在风力发电过程中，最为常见的一种文体就是在风力发电塔的基础设计方面，在设计过程中大部分往往是通过使用厂家进行提供的标准图纸，因此基础形式显得较为单一，同时基础大小也会随着发电机组的功率变化而变化，并且基础设计和施工过程会存在有不合理因素。这些情况的存在极大地制约了我国的风力发电发展。正是由于这种特点，分析风力发电塔基础设计改进策略就显得极为重要。

1 风力发电塔的基础现状

目前我国风力发电塔在基础建设的过程中，大多数是使用厂家提供的标准图纸，其中的钢筋混凝土板式独立拓展基础的形式较为单一，如下图所示。

同时这种结构在实际的设计过程中，设计单位在进行修改时，必须得到厂家的认可。但在此过程中，这种结构也有其独特的优点，首先在施工过程中，显得较为简便并且工程实践的经验强得较为丰富，同时基础和上部塔筒的连接往往是通过埋入式塔筒实现的，和上部法兰的连接方式相同，因此便于彼岸准话。当风机的功率较小，而基础底板的悬挑较小，这种基础形式也会显得较为合理。但在此过程中仍然存在有较为严重的问题。首先基础形式过于单一，在实际的使用过程中无法适应不同地质条件，同时独立拓展基础的抗压能力显得过高，但抗弯效率较低，在实际的使用过程中，基础边缘和地基的脱开常起控制作用。而埋入式塔筒也会导致基础桩墩的最大受力截面的强度以及刚度突然降低，极易出现应力集中以及脆性破坏等情况。同时相对于大功率的风机，这种板式基础的悬挑长度过大，在实际的使用过程中，经济性较差。因此目前为了进一步的改进我国的风力发电塔的基础设计，需要对于这些问题进行着重关注。本文将对于目前风力发电塔基础设计的改进方法进行研究。

2 根据不同的地基土地类别确定风力发电塔基础类型

对于我国而言，幅员辽阔，地质基础种类繁多，因此使用单一的基础建设形式，往往是无法对于风力发电塔进行建设的，甚至在此过程中极有可能会出现无法较好的进行风力发电塔建设，导致出现风力发电受到影响的情况，造成较为严重的后果。正是由于这种情况的出现，目前在实际的对于风力发电塔实施建设的过程中，可以通过土地的实际状况进行一种有针对性的风力发电塔建设。在实际的对于风力发电塔进行施工的过程中，对于质量较高的地基土可以进行独立拓展的形式进行基础建设，对于中等质量的地基土，即在此过程中存在有风化岩石埋深较浅的地基，在实际的进行风力发电塔的建设过程中，可以通过使用锚杆基础的形式进行建设。而对于沿海软土地基，可以使用桩基础的形式实施风力发电塔的建设。

3 将独立拓展基础悬挑底板改进为井格式梁板

在实际的进行风力发电过程中，我们能够发现由于较大功率的风力发电塔在实际的使用过程中，往往需要承受较大的弯矩，在此过程中的基础范围往往显得较为巨大。因此悬挑的长度也会显得较大，经济性会大打折扣。正是由于这种情况的出现，目前在实际的进行风力发电塔的建设过程中，可以使用井格式梁板替代板式独立基础进行建设，同时也可以使用井格式地梁加桩基础代替悬臂板式承台加桩基础。通过这种建设形式，能够显著的改进在实际的进行风力发电过程中功率较大造成的弯矩较大的问题。同时在井格梁的中间交叉范围中，也能够形成一种和塔筒进行对接的区域。

4 使用预应力锚栓基础代替塔筒埋入式基础

针对目前在实际的进行风力发电塔进行建设过程中，出现施工以及基础设计过程中的相关问题，可以使用预应力铺栓基础代替塔筒埋入式基础的形式进行解决。在此过程中，使用预应力锚栓的方法具有较高的优点。首先锚栓能够贳穿基础整个高度，同时能够直接到达基础底板，因此在此过程中的基础整体性能有着较高的提升。在另一方面，可以通过使用高强度螺栓液压张拉器的形式，对于铺栓进行一种准确的预拉。在这样的方式下，能够帮助上下的锚板对于钢筋混凝土均出现相应的压力，因此在受到了基础受弯的情况后，能够帮助混凝土的压应力有所释放，但始终能够处于一种受压的状态。同时钢筋以及铺栓在实际的使用过程中，是处于一种交叉架设的状态之下的，并不会互相产生影响。

5 将独立拓展基础压力分布进行改进

风力发电塔在实际的进行建设过程中，往往会受到较小的压力，但在此过程中的弯矩往往显得较大。但在此过程中，独立拓展基础的抗压能力较高，但是抗弯的能力较低，因此在实际的实施风力发电塔的建设过程中，往往无法较好的建设。正是由于这种特点我们可以在基础底板的中心垫圆形的位置使地基和地面进行接触，并且使压应力出现增大以及弯曲应力不变的效果。因此能够使得以往进行风力发电塔建设过程中出现的基础边缘脱离土地的情况得到显著的改善。

参考文献

[1]刘福来，风力发电塔基础设计探讨[J].沿海企业与科技，2010 （7）：119-120，118.

[2]马人乐，张明熠，赵艺，等，预制预应力圆筒风力发电塔基础研究[J].结构工程师，2013，29（2）：122-129.

[3]马人乐，孙永良，黄冬平，等，风力发电塔井格梁板式预应力锚栓基础设计研究[C].//第18届全国结构工程学术会议论文集，2009：434-438.

[4]马人乐，黄冬平，刘慧群，等，莱州湾3MW风力发电塔结构设计及实测研究[C].//中国高耸结构第二十一届学术交流会论文集，2012：42-46.