模塊六塔架安裝與調試.ppt

模塊六 塔架的安裝與調試,任務一 地基基礎的設計原則及注意事項,2,任務一：地基基礎的設計原則及注意事項,葉輪要在一定的高度上才能獲得較大較穩(wěn)定的風力，在空中的風輪與機艙的整個重量要靠塔架支撐。塔架除了具有支撐作用外，還需要抵御風的推力對塔架形成的彎矩、機艙和風輪的偏心重量對塔架形成的彎矩、風輪轉動時對塔架形成的反轉力矩、風不穩(wěn)定時對塔架形成的彎矩、風力發(fā)電機的振動等載荷。 塔架是風力發(fā)電機組的主要承載部件。塔架的重量在風力發(fā)電機組中占總重量的1/2左右，其成本占風力發(fā)電機組制造成本的15%20%，隨著風力發(fā)電機的容量和高度的增加，塔架在風力發(fā)電機組設計和制造中的重要性越來越明顯。,3,任務一：地基基礎的設計原則及注意事項,除此之外，塔架還影響著風機的發(fā)電量。確切地說，與塔架的高度密切相關，因為風速隨著離地高度的增加而增加，輪轂高出地表湍流層，將會增加發(fā)電量。因此，對于每一個風場來說，合適的塔架高度都需要單獨選擇。為使塔架的選擇簡化，風機制造商應提供若干級輪轂高度的塔架，以便達到最大的投入產(chǎn)出比。,4,任務一：地基基礎的設計原則及注意事項,學習背景 塔架的安裝需要地基，就像建筑物需要打地基一樣，地基的好壞，直接影響著塔架的安裝質量，乃至整個風力風力發(fā)電機組的安裝質量。因此，地基基礎的設計也是風力發(fā)電機組安裝中必不可少的一個重要環(huán)節(jié)。,5,任務一：地基基礎的設計原則及注意事項,能力目標 （1）了解地基基礎的發(fā)展歷程； （2）掌握地基基礎的種類及結構； （3）掌握地基基礎的設計原則及注意事項。,6,任務一：地基基礎的設計原則及注意事項,基礎知識 1我國風機地基基礎設計的發(fā)展歷程 我國風機地基設計總體上可劃分為三個階段：2003年以前小型風力發(fā)電機組地基的自主設計階段；20032007年MW機組地基設計的引進和消化階段；2007年以后MW機組地基的自主設計階段。 隨著我國電力體制的改革以及風電特許權項目的實施，特別是2006年可再生能源法生效之后，國外風機開始大規(guī)模進入中國，且由單機容量幾百千瓦很快發(fā)展到兆瓦級，國外廠商對風機地基的設計非常重視，鑒于我國在MW風機地基設計方面的經(jīng)驗還不夠豐富，不少情況下地基的設計都是按照廠,7,任務一：地基基礎的設計原則及注意事項,商提供的標準圖、國內設計院根據(jù)風電場地質勘探資料和國內建筑材料的具體情況進行設計調整、廠商對國內設計院的設計調整成果進行復核確認的模式，這種模式不僅影響了風機地基的自主設計，同時受制于廠商，甚至可能影響工程建設的決策、工期和投資效益。因此，對于大型風機的地基設計的自主化顯得尤為重要。,8,任務一：地基基礎的設計原則及注意事項,2. 風電機組地基基礎設計 根據(jù)風電機組的單機容量、輪轂高度和地基復雜程度，地基基礎分為三個設計級別，設計時應根據(jù)具體情況，按表6-1選用。,表6-1 地基基礎設計級別,9,任務一：地基基礎的設計原則及注意事項,1） 地基基礎設計應符合的規(guī)定 （1）所有風電機組地基基礎，均應滿足承載力、變形和穩(wěn)定性的要求。 （2）1級、2級風電機組地基基礎，均應進行地基變形計算。 （3）3級風電機組地基基礎，一般可不作變形驗算，如有下列情況之一時，仍應作變形驗算： 地基承載力特征值小于130kPa或壓縮模量小于8MPa。 軟土等特殊性的巖土。,10,任務一：地基基礎的設計原則及注意事項,2 ）地基基礎設計應進行的計算和驗算 （1）地基承載力計算。 （2）基受力層范圍內有軟弱下臥層時應驗算其承載力。 （3）基礎的抗滑穩(wěn)定、抗傾覆穩(wěn)定等計算。 （4）基礎沉降和傾斜變形計算。 （5）基礎的裂縫寬度驗算。 （6）基礎（樁）內力、配筋和材料強度驗算。 （7）有關基礎安全的其他計算（如基礎動態(tài)剛度和抗浮穩(wěn)定等）。,11,任務一：地基基礎的設計原則及注意事項,3 ） 地基的類型及選用 風力發(fā)電機基礎均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土獨立基礎。根據(jù)風電場場址工程地質條件和地基承載力承載力矩、尺寸大小的不同，從結構形式看，常用的可分為擴展基礎、樁基礎和巖石錨桿基礎。 擴展基礎又稱為塊狀基礎，應用較為廣泛，對基礎進行動力分析時，可以忽略基礎的變形，并將基礎作為剛形體來處理，而僅考慮地基的變形。 樁基礎包括混凝上預制樁和混凝土灌注樁。樁基礎應為4根及以上基樁組成的群樁基礎。按樁的性狀和豎向受力情況可分為摩擦型樁和端承型樁。摩擦型樁的樁頂豎向荷載主要由樁側阻力承受，端承型樁的樁頂豎向荷載主要由樁端阻力承受。,12,任務一：地基基礎的設計原則及注意事項,巖石錨桿基礎應置于較完整的巖體上，且與基巖連成整體。 具體采用哪種基礎應根據(jù)建設場地地基條件和風電機組上部結構對基礎的要求確定，必要時需進行試算或技術經(jīng)濟比較。當?shù)鼗翞檐浫跬翆踊蚋邏嚎s性土層時，宜優(yōu)先采用樁基礎。,13,任務一：地基基礎的設計原則及注意事項,3. 檢驗與監(jiān)測 1）檢驗 （1）基坑開挖后，應及時進行基坑檢驗。 （2）對于壓實填土基礎，施工中應分層取樣檢驗土的干密度和含水量。 （3）復合地基應進行靜載荷試驗。 （4）對預制打人樁、靜力壓樁，應提供經(jīng)確認的施工過程有關參數(shù)。 （5）對混凝土灌注樁，應提供經(jīng)確認的施工過程的有關參數(shù)。 (6) 人工挖孔樁應進行樁端持力層檢驗。 (7) 施工完成后的基樁應進行樁身質量檢驗。,14,任務一：地基基礎的設計原則及注意事項,(8)施工完成后的基樁應進行承載力檢驗。 (9)基礎錨桿施工完成后應進行抗拔力檢驗，檢驗數(shù)量每個基礎不得少于錨桿總數(shù)的3，且不得小于6根。 (10)基礎混凝土應檢驗原材料質量、混凝土配合比、坍落度、混凝土抗壓強度、鋼筋質量等?；A環(huán)安裝和混凝土澆筑過程中應進行水平度檢測。,15,任務一：地基基礎的設計原則及注意事項,2） 監(jiān)測 下列地基基礎應在施工期及運行期進行沉降觀測： (1) 1級、2級的地基基礎。 (2) 3級的復合地基或軟弱地基上的樁基礎。 (3) 受地面洪水、海邊潮水或地下水等水環(huán)境變化影響的基礎。 對于實驗性風電場、需要積累建設經(jīng)驗或需進行設計反演分析的工程，宜對基礎位移和混凝土、鋼筋應力應變進行監(jiān)測。,16,任務一：地基基礎的設計原則及注意事項,操作指導 1. 任務布置 根據(jù)產(chǎn)品說明書編制10kW風力發(fā)電機組基礎施工組織及施工方案。 2. 操作指導 1） 風力發(fā)電機組施工組織編制 （1）施工組織設計的主要任務 從施工的全局出發(fā)，做好施工部署，選擇施工方法及機具。 合理安排施工順序和交叉作業(yè)，從而確定進度計劃。,17,任務一：地基基礎的設計原則及注意事項,合理確定各種物資資源和勞動資源的需要量，以便組織供應。 合理布置施工現(xiàn)場的平面和空間。 提出組織、技術、質量、安全、節(jié)約等措施。 規(guī)劃作業(yè)條件方面的施工準備工作。 （2） 編制施工組織設計的依據(jù) 編制施工組織設計，應具備以下資料： 技術文件。 設備技術文件。 中央或地方主管部門批準的文件。 氣象、地質、水文、交通條件、環(huán)境評價等調查資料。 技術標準、技術規(guī)程、建筑法規(guī)及規(guī)章制度、 工程用地的核定范圍及征地面積。,18,任務一：地基基礎的設計原則及注意事項,（3） 施工組織設計的編制原則 嚴格執(zhí)行基本建設程序和施工程序； 應進行多方案的技術經(jīng)濟比較，選擇最佳方案。 應盡量利用永久性設施，減少臨時搭建。 重點研究和優(yōu)化關鍵路徑，合理安排施工方案，落實季節(jié)性施工措施，確保工期。 積極采用新技術、新材料、新工藝，推動技術進步。 合理組織人力、物力，降低工程成本。 合理布置施工現(xiàn)場，節(jié)約用地，文明施工。 制定環(huán)境保護措施，減少對生態(tài)環(huán)境的影響。,19,任務一：地基基礎的設計原則及注意事項,（4 ）施工組織編制的幾點說明 土建工程應收集的資料 收集與風力發(fā)電機組基礎油管的水文、地質、地震、氣象資料，風電場區(qū)地下水位及土壤滲透系數(shù)；場區(qū)地質柱狀圖及各層土的物理力學性能；不同時間的江湖水位、汛期及枯水期的起訖和規(guī)律；雨季及年降雨日數(shù)；寒冷及嚴寒地區(qū)施工期的氣溫及土壤凍結深度；有關防洪、防雷及其他對研究施工方案、確定施工部署有關的各種資料；與基礎相關的配套工程。 施工地區(qū)情況及現(xiàn)場情況，如水陸交通運輸條件及地方運輸能力；基礎所用材料的產(chǎn)地、產(chǎn)量、質量及其供應方式；當?shù)厥┕て髽I(yè)和制造加工企業(yè)可能提供服務的能力；施工地區(qū)的地形；水工水源、,20,任務一：地基基礎的設計原則及注意事項,電源、通信可能的供取方式、供給量及其質量情況、地方生活物資的供應情況。 類似工程的施工方案及工程總結材料。 質量措施 特殊工程及采用新結構、新工藝的工程，必須根據(jù)國家施工及驗收規(guī)范，針對工程特點編制保證質量的措施。在審查工程樣圖和編制施工方案時就應該考慮保證質量的辦法。一般來說，其保證質量的措施包括以下幾個方面： 確保防線定位正確無誤的措施。 確保地基基礎，特別是軟弱基礎、坑穴上的基礎及復雜基礎施工質量的技術措施 。 確保主體結構中關鍵部位施工質量的措施。 保證質量的組織措施，如人員培訓、編制操作工藝卡、質量檢查驗收制度等。,21,任務一：地基基礎的設計原則及注意事項,安全措施 根據(jù)基坑、地下室深度和地質資料，保證土石方邊坡穩(wěn)定的措施。 腳手架、吊籃、安全網(wǎng)、各類洞口防止人員墜落的技術措施。 外用電梯、井架及塔吊等垂直運輸機具有拉結要求及防倒塌的措施。 安全用電和機電設備防短路、防觸電的措施。 易燃易爆有毒作用場所的防火、防爆、防毒的技術措施。 季節(jié)性安全措施，如雨季防洪、防潮、防毒的技術措施。 現(xiàn)場周圍通行道路及居民防護隔離網(wǎng)燈措施。 使用安全工器具時檢查驗收的安全措施。,22,任務一：地基基礎的設計原則及注意事項,2）風力發(fā)電機組基礎施工方案的編制 確定風力發(fā)電機組基礎施工過程的施工方法是編制施工方案的核心，直接影響施工方案的先進性和可行性。施工方法的選擇要根據(jù)設計圖樣的要求和施工單位的實際狀況進行。將工程劃分為幾個施工階段，確定各個階段的流水分段。 有了施工圖樣、工程量、單位工程的分部分項工程的施工方法及分段流水方式后，再根據(jù)工期的要求考慮主要的施工機具、勞動力配備、預制構件加工方案，以及土建、設備安裝的協(xié)作方案等，制定出各個主要施工階段的控制日期，形成一個完整的施工方案。,23,任務一：地基基礎的設計原則及注意事項,（1）單位工程的分部分項工程（主導施工過程）施工方法的選擇 主導施工過程包括土石方工程，鋼筋混凝土和混凝土工程，廠區(qū)房屋基礎土石方、基礎混凝土、房屋結構主體工程，現(xiàn)場垂直、水平運輸和裝修工程等。 單位工程的分部分項工程的施工方法，要根據(jù)不同類型工程的特點及具體條件擬定。其內容要簡單扼要，突出重點。 （2 ）編制風力發(fā)電機組基礎施工方法 由于風力發(fā)電機組的基礎布置面較分散，基礎點位多，所以基礎施工可采取流水作業(yè)的方法進行施工。采用流水作業(yè)的基礎方法主要有以下幾個方面： 由于每個風力發(fā)電機組基礎的工程量相同，將整個基礎工程劃分為若干個基礎工段。 將整個施工段分解為若干個施工過程（或工序）。,24,任務一：地基基礎的設計原則及注意事項,每一個施工過程（或工序）都由相應的專業(yè)隊負責施工。 各專業(yè)隊按照一定的施工順序，依次先后進入同一施工段，重復進行同樣的施工內容。 （3） 風力發(fā)電機組基礎施工的劃分 合理劃分施工段是組織流水作業(yè)施工的關鍵。施工段的數(shù)目必須根據(jù)工作面的大小，設備、材料的供應及能夠投入的勞動力數(shù)量等具體條件來確定。一般來說，流水段的劃分應保證各專業(yè)隊有足夠的工作面，同時又利于其他后續(xù)工種早日插入。施工中不允許留設施工縫的位置不能作為施工段的邊界。 對風力發(fā)電機組基礎土石方工程量進行計算，并確定施工方法，算出施工工期。 確定風力發(fā)電機組基礎坑采用人工開挖或機械開挖的放坡要求。,25,任務一：地基基礎的設計原則及注意事項,選擇石方爆破方法及所需機具和材料。 選擇排除地表水、地下水的方法，確定排水溝。集水井和井點布置及所需設備。 繪制土石方平衡圖。 風力發(fā)電機基礎混凝土和鋼筋混凝土工程的重點是搞好模板設計及混凝土和鋼筋混凝土施工的機械化施工方法。 對于重要的、復雜工程的混凝土模板，要認真設計。對于房屋建筑預制構件用的模板和工具式鋼模、木模、反轉模板及支模方法，要認真選擇。 風力發(fā)電機組基礎所用的鋼筋加工，盡量在加工廠或現(xiàn)場鋼筋加工棚內完成，這樣可以發(fā)揮除銹、冷拉、調直、切斷、彎曲、預應力、焊接的機械效率，保證質量，節(jié)約材料。,26,任務一：地基基礎的設計原則及注意事項,風力發(fā)電機組基礎現(xiàn)場鋼筋采用綁扎及焊接的方法進行安裝。鋼筋應有防偏位的固定措施。焊接應采用豎向鋼筋壓力埋弧焊及鋼筋氣壓焊等新的焊