浅谈某风机基础混凝土强度和风机塔筒垂直度检测

某风力发电场对某台风力发电机锚栓预应力做过多次检测,发现该风力发电机塔筒基础锚栓预应力不符合设计要求,为保障风力发电机安全生产,受业主委托对该风力发电机基础混凝土强度和风机垂直度进行检测。     

某2MW风力发电机基础三维有限元分析

节能减排就是节约能源、降低能源消耗、减少污染物排放.近几年来风电事业发展迅速,风力发电机单机容量由原来的750kW到目前研发的4.5MW.单机发电容量越来越大,这对于节约土地,提高风力发电效率有着重要的作用.风机基础的设计对风机运行的安全与否起着至关重要的作用.对目前应用较为广泛的2MW风机基础进行了有限元分析,通过应力云图的变化,得出了较为合理的配筋方法.     

关于上海及周边地区风力发电工程勘察的探讨

介绍了上海及周边沿海地区风力发电的开发现状,阐述了风力发电机基础的一般受力特点和基础形式,对风机基础勘察进行了总结和讨论,提出了一些看法,以使勘察工作满足规范要求,更好地为工程建设服务。     

运行风机基础混凝土质量的评价

在国家大力鼓励发展清洁能源的背景下,我国的风力发电得到了快速发展。由于风力发电机塔筒高、风机的基础结构较为特殊,风机运转时振动及不同方向的风力对机组侧向推力强度不均匀等综合因素的影响,风机在运行一段时间后基础环的质量情况受到特别的关注。如何快速、准确、客观的评价基础的质量,确保风机的运行安全,是风力发电运行单位最为关注的问题。本文以某风力发电厂的机组的基础混凝土质量检测为例,对已运行的风机基础环混凝土质量进行了检测,评价方法确实有效。     

预制装配式风机基础受力特性研究

以金风100m轮毂高度风力发电机锚栓式基础为背景,研究梁板式预制装配式风机基础受力特性,通过ANSYS建模,分析包含基础主体结构混凝土、高强灌浆料、上下锚板及预应力锚栓在内的预制装配式锚栓式风机基础的受力情况。研究表明:预制装配式风机基础现浇部分混凝土收缩变形最大约为0.003m,属于小变形范围;基础主体结构混凝土局部部位最大水平压应力27.1MPa,最大水平拉应力3.44MPa,均超过C40混凝土强度设计值,需进行局部混凝土配筋加强;预应力锚栓所受的最大拉应力为424MPa,小于8.8级锚栓的屈服强度,锚栓结构安全。研究结果可为预制装配式风机基础的设计计算提供参考。     

基于ATP-EMTP的风电机组雷击过电压分析与防护研究

基于ATP-EMTP仿真软件对风电机组内部的雷电过电压及其相应的防护措施进行了研究。首先分别针对风力发电机、风机变压器、雷电模型、冲击接地电阻、电缆、电涌保护器(SPD)等建立了ATP-EMTP模型。接着通过仿真计算,分析雷电流在风机系统中的分布,比较了冲击接地电阻阻值对雷电过电压的影响。最后,研究了加装SPD对风力发电机机端出口过电压的抑制效果,证实了加装SPD对风机系统雷电过电压的保护作用。     

湿陷性黄土场地风机扩底桩基础设计

随着风电建设项目的日益增多,湿陷性黄土场地风力发电机基础设计面临着缺少经验、常规设计成本高、施工周期长等问题。本文总结了湿陷性黄土场地风机基础设计特点,同时结合实际工程阐述湿陷性黄土场地风机扩底桩基础设计的思路。     

海上风力发电机组基础形式研究

海上风力发电机组基础是海上风电场建设的重要一环。文章介绍了海上风力发电机组的各种基础形式及其各自的特点,为海上风电场建设中海上风机基础形式的选择提供参考。     

不等肢L形柱合理配筋研究

采用数值积分法编制了L形截面柱正截面承载力非线性分析程序,并进行程序验证。对三种肢长比的不等肢L形截面柱的三种优化配筋的Mx-My进行分析,得出不等肢L形截面柱合理配筋。结果表明,不等肢L形截面柱合理配筋形式应在肢端和折角处配置相同直径受力钢筋,在内折角处配置最小受力钢筋,其它位置按构造配筋,比较经济合理。在长肢端配筋率应大于短肢端配筋率。     

陆上风力发电机机组用塔架结构综述

介绍了国内外风力发电的发展历程,国内风力发电现状以及风机的种类与组成,论述了当前国际上常见陆上风力发电机塔架的几种形式及其结构特点,总结了每种塔架的优势和不足,并对未来风机塔筒的发展做了展望,指出减轻重量和降低材料成本对于促进风机塔筒的发展至关重要。     

插环式风机基础疲劳损伤机理研究

通过对国内多台问题风机基础进行现场勘查和基础环水平度,混凝土强度及基础环下法兰视频探测等,分析了插环式风机基础的风致疲劳损伤。结果表明插环式风机基础疲劳损伤形成及演变主要包括3个阶段,即主风向初始裂缝;裂缝扩展至下法兰,下法兰松动导致其周边混凝土经研磨形成空腔,上穿环孔内及周边混凝土压溃;随着下法兰周边空腔的加大,基础环因上下位移加大而导致上穿环钢筋与基础环接触而被疲劳剪断,风机筒身亦因倾斜过大以致于无法正常运行。根据风机基础荷载,对最不利穿环钢筋单元进行了基于极端荷载和疲劳强度工况下的承载力验算,认为穿环钢筋的存在难以满足风机基础受剪承载力要求,建议设计中应采取相应措施予以加强。     

风力发电整体式预应力混凝土塔架考虑应变率影响的分析

随着风力发电机发电容量的日益增大,风力发电塔结构越来越重要。由于预应力混凝土塔架相对于钢塔架具有造价低、刚度大、稳定性好、耐腐蚀、节约钢材和现场施工方便、维修费用低等优点,使得预应力混凝土结构有更好的发展前景。本文通过考虑风荷载引起的应变速率对混凝土强度提高的影响,对风力发电整体式预应力混凝土塔架进行了结构分析和设计计算,得到预应力混凝土塔架底截面的预应力筋和非预应力钢筋的配筋设计。     

Structural monitoring of an onshore wind turbine foundation using strain sensors

To date, the vast majority of onshore wind turbines are cast integrally with the foundations through embedded rings. Local damage around the bottom flange of the embedded ring was observed in a large number of existing foundations. Wind turbine foundations lack structural redundancy. The tower-foundation interface is the weak point and the deterioration of the interface will reduce the foundation’s effectiveness. This study is focused on structural health monitoring of a 1.5-MW onshore wind turbine foundation with embedded ring, on the basis of strain signals acquired continuously from the turbine foundation. A strain sensor monitoring system was installed in field to monitor the concrete status by measuring strain patterns and subsequently alerting any abnormal state of concrete in long term. It was integrated with a dynamic strain acquisition system to develop a real time relationship between the behaviour of local concrete deformation and the characteristics of loads exerted on the foundation. The performance of the foundation was simulated through numerical calculations. The results obtained from the sensors, numerical model and environmental operating data showed that the wind speed and direction dominated the loads exerted on foundation and local concrete deformation inside the foundation. The concrete deformation varied around the circumference of the embedded ring resulting from changes of wind direction and rotor position. The overall distribution pattern correlated roughly with peaks and troughs of calculated forces as well as the mean wind speed. Moreover, cracks were detected to occur in both sides of the bottom flange of the embedded ring and those cracks outside the flange were observed to fluctuate correlated to the change of wind speed. The field test demonstrates that the long-term monitoring of the local concrete deformation is necessary to ensure the safety of the foundation.     

考虑不同边界约束条件下的风电机塔架固有频率分析

为了准确分析地基土刚度和基础本身刚度对风力发电机塔架动力特性的影响,利用大型通用有限元软件ANSYS对某风力发电机塔架分别建立塔筒有限元模型和塔筒及基础的整体有限元模型,对塔架进行模态分析：考虑不同的边界约束条件,包括塔筒底部刚接、混凝土基础底部刚接、基础底部和侧面均刚接、基础底部刚接侧面约束两个水平方向、基础底部加扭转和竖向弹簧、基础底部加扭转和竖向弹簧并且侧面加水平向弹簧几种模型,确定其固有频率和振型。有限元模型中,机舱质量和叶轮质量以质量单元方式加于塔筒顶部。不同约束条件下的固有频率计算结果显示,地基和基础的弹性对整体结构固有频率有一定影响,是否考虑地基土刚度和基础本身刚度的计算结果的差别为11.6%。这表明在设计中,宜考虑基础本身刚度和地基土刚度对风电机塔架动力性能的影响。最后将塔架固有频率与叶片转动频率1p（1个叶片）、3p（3个叶片）进行比较,结果显示塔架固有频率与1p上限值非常接近,对塔架系统动力特性较为不利。     

地质灾害下某筒仓结构的鉴定

本文介绍了钢筋混凝土排仓结构在岩溶突水地质灾害下的结构可靠性鉴定,对于该排仓结构按上部结构、地基基础两个结构系统进行可靠性评定,其中上部结构包括仓顶、仓壁、仓底、仓下支承结构四个鉴定单元。对于受地质灾害影响的构筑物可靠性鉴定,主要按裂缝分项和整体侧移分项进行可靠性评定,并根据搜集的相关资料定量分析地下水流失引起的负摩阻...     

施工期间采用钢支撑托换进行基础局部加固的设计与施工

某工程由于预拌混凝土质量问题引起基础局部混凝土强度达不到设计要求,须停止上部结构施工进行基础加固处理.对加固部分基础采用钢支撑托换,凿除承台、地梁及底板混凝土,钢筋替换后重浇混凝土.加固期间加强监控,解决了质量事故问题,保证了上部继续施工.     

广西钦州市体育场钢结构抗风设计

广西钦州体育场造型新颖,酷似海边飘带,包含东、西两看台,看台下部为钢筋混凝土框架结构,上部采用大跨度悬挑钢结构。体育场西看台屋盖南北长近300m,最宽处39m,屋盖钢结构支承在高差悬殊的混凝土结构上。本文结合风洞试验结果对体育场钢结构的风荷载和风振响应进行了分析,给出了考虑各个风向角下结构响应及风振系数的等效静风荷载,并在此基础上对结构进行了整体计算分析。结果表明,本结构属于风敏感结构,西看台钢结构悬挑部分在风荷载工况下位移比较大,因此需在前支座处构造设置设抗风拉杆。     

某新型风电机组塔筒倾斜及安全性检测鉴定

某3MW风电试验机组采用新型预应力混凝土基础形式,在机组试验运行阶段发生机组塔筒倾斜,风机安全运行受到严重威胁。本文通过对该风电机组基础的检测鉴定,分别从风机基础设计和施工角度查明了机组倾斜的原因,针对性地实施了纠偏加固处理。并针对纠偏加固处理效果进行了检测分析,同时采用动力测试技术分析了风机塔筒的动力特性,为风机的安全运行提供了技术依据。本文开创了此类风电机组基础检测鉴定的先例,指出了该类型风电机组基础设计以及施工中存在的问题,本文的实践研究成果将为此类风机基础的设计、施工和检测鉴定提供宝贵的技术参考。     

Cone-shaped hollow flexible reinforced concrete foundation (CHFRF) – Innovative for mountain wind turbines

This paper presents an innovative type of mountain wind turbine foundation, namely, the cone-shaped hollow flexible reinforced concrete foundation (CHFRF). It consists of a top plate, a base plate and a side wall that are made of reinforced concrete. The cavity of the CHFRF is filled with rubble and soil directly from the excavation for the CHFRF, which means that it can absorb the spoil. A rubber layer is placed beneath the CHFRF to increase the foundation flexibility to resist cyclic and dynamic loadings and to increase the bearing capacity. The great advantages of the CHFRF are the reduction in the usage of concrete and steel and the protection of the vegetation around the wind turbine, compared with conventional mountain wind turbine foundations that are solid structures. It is verified through model tests and a numerical simulation that the CHFRF can provide higher lateral bearing capacity in comparison to the regular circular gravity-based foundation under the same foundation diameter and height, and that the bearing capacity is increased by approximately 33.5% accordingly. It is also found that the rubber layer can effectively reduce the accumulated rotation of the CHFRF under cyclic loading. The accumulated rotation of the CHFRF with a rubber layer having a thickness of 4 mm is decreased by about 50% compared to that of the CHFRF with a rubber layer having a thickness of 2 mm. In addition, the volume of concrete used for the CHFRF is only one-fifth of that used for the circular gravity-based foundation. Therefore, the CHFRF outperforms regular mountain wind turbine foundations.     

移动荷载作用下高速铁路轨道-路基-地基耦合系统振动加速度的空间分布特征

为获得移动荷载引起的加速度的空间分布,基于多尺度和精细化建模技术,建立了350 km/h的双线高速铁路轨道-扣件-轨枕-轨道板-CA砂浆层-底座板-基床表层-基床底层-路基本体-地基为一体的耦合大系统非线性真三维数值分析模型。采用动接触算法模拟底座板底面和基床表层表面之间的动力相互作用,采用三维黏弹性静-动力统一人工边界技术模拟无限地基的辐射阻尼和弹性恢复性能,考虑移动荷载作用前路基中客观的静应力状态对后续动力计算的影响和地基土、路基填筑材料的非线性,借助于大规模并行计算技术,模拟了地基的初始应力场生成、轨道系统和路基的施工过程和随后8辆编组高速动车组的运行过程。基于分析结果,总结了轨道-路基-地基系统各部分的振动加速度在时间和空间上的分布特征,验证了实体单元模拟轨道空间振动响应的优势。