风力发电机组异形承台施工技术

邵明

摘要：在已有建设用地上建设风力发电项目，可有效提高绿电使用率，减少碳排放和粉尘排放等污染，更有利于建设使用可再生能源的绿色码头。同时，风力发电不需要燃料，提供的电能可以以较低价格供给码头用电，还具有一定的经济价值。

关键词：风力发电机组；异形承台；施工技术；

引言

随着城市的发展，城市桥梁的建造越来越多，由于城市桥梁中常用的承载能力高、沉降量低，计算桩基础尤为重要。桥梁下部结构采用承载桩基础作为结构构件，将桩的内力传递给桩基础，是桥梁设计的重要组成部分。公路钢筋混凝土桥梁和预应力混凝土桥梁的设计规范(以下简称规范)规定，当外侧桩中心与桥台边缘之间的距离大于桥台高度时，桥台高度(按门柱计算)为false；当桩帽中心与桩帽边缘之间的距离小于或等于桩帽高度时，将使用拉杆模型方法计算桩帽的轴向力，并根据支承刚度的公式计算桩帽的轴向力。在城市里，由于地下管线、结构等的影响，承载表通常会转换为不规则形式的承载表。在这种情况下，应检查桩顶至桩底轴向力的计算是否始终符合规范要求。

一、工程概况

风机基础采用桩承台基础型式，承台混凝土为C45F150，承台为矩形，结构断面如图1，规格12×16m，单台风机基础承台结构混凝土量为487m2。承台底部有200mm厚C20混凝土垫层，混凝土垫层超出承台边缘100mm，垫层混凝土量为62m3。基础垫层下采用级配碎石回填（具体回填要求及等设计院需另行确定，目前尚未明确）。承台混凝土为大体积混凝土施工，如何控制大体积混凝土开裂，确保大体积混凝土施工质量是本分项工程的一个重点。同时，突破了传统风机大直径圆台结构，使用了异型阶梯界面矩形结构，施工及控制难度相应提高。

二、重点工序施工

（一）模板安装

本次施工场地狭窄，考虑支护桩踢脚位置稳定性，垫层混凝土浇筑后，承台底部自模板边线至支护桩位置砌筑砖模（图2），砖模高度按照承台四边尺寸进行施工，分别为1910mm和1200mm。砖模按照“24”墙宽度一顺一丁砌筑，砖模与支护桩之间部分使用场地内表层杂填土进行填筑，并且使用平板夯按照30cm一层进行人工压实。顶部台柱吊模位置采用3.5×1.2m定型钢模板，钢模板面板厚度5mm，竖肋使用[8槽钢，横肋为[10槽钢。1）承台底部砖模施工砖模砌筑时，东西两侧边线位置砌筑高度1200mm，南北两侧边线位置砌筑高度1910mm，考虑整体砌筑高度较高且砖墙与支护桩之间需要填土压实，在施工时采用分层施工方式。施工时，在每砌筑0.5m左右后暂停砌筑，开始回填砖墙与支护桩之间部分土体，此部分回填土使用土方开挖表层的杂填土，并且在回填时按照每30cm进行压实的工艺实施，压实工具采用平板夯。由于砌筑砖墙高度较高，且此部分砖墙作为混凝土承台外模，需要有一定的刚度。因此在砌筑时，在每面砖模处设置加强肋。加强肋同样采用“24”墙一顺一丁方式，支顶在支护桩上，墙高1.2m部分每2m砌筑一道，墙高1.91m部分每1.5m砌筑一道。加强肋设置防倾覆拉筋，拉筋使用A8钢筋制作，高度方向每0.5m设置一道，每道拉筋嵌入砖模长度不小于0.5m，拉筋端头设置90°弯钩，弯钩卡于丁字工字钢翼缘后侧。

图2砖模结构示意图

（二）台柱模板施工

台柱吊模加固：台柱吊模采用定型钢模板，钢模板采用厚度5mm，竖肋[8，横肋[10的布置方式，模板具体规格如表1。台柱模板采用定型钢模，单块钢模板重量为391kg。为保证模板竖向高度位置稳定，采用下部支撑方式进行加固。

单块模板下部采用两个方管进行支撑，方管底部设置圈梁，圈梁与垫层采用膨胀螺丝固定，方管顶部向下25cm位置设置第二道圈梁，两层圈梁之间设置斜撑。方管顶面与模板点焊固定，在方管顶面与混凝土交界面位置使用泡沫塑料包裹，在混凝土浇筑完成后拆除泡沫塑料，割除外露的方管，并且使用高强灌浆料进行孔洞填补。单个方管支撑的受力为1.92kN，方管采用50×50×3mm型，截面积5.64cm1，经计算可知单根方管受力为3.4MPa，材质Q235满足使用要求。

（三）混凝土原材料选用

(1)选用热水和碱含量低的硅酸盐水泥是可取的。不应使用新水泥，其温度不应超过60℃。(2)建议使用矿物掺杂，如细晶高炉矿渣粉，这可降低混凝土初期小型加热和水转化材料的均匀稳定成分，重点放在指标上(3)应采用多羧基高效减水剂和减水剂，有效减少混凝土用水量，提高混凝土的运行性能和流动性。

（四）混凝土配合比设计

(1)在设计成分时，在不违反混凝土强度、方便性和增韧要求的情况下，通过优化成分，选择适合于粗集料的粒度成分，以有效减少水泥的使用，从而减少混凝土中的水和热含量。(2)通过试验测试胶料的最佳比例和合理使用的最佳水量，以此作为控制混凝土生产的重要指标。(3)混合适当的矿物混合物，以改善混凝土的粒度组成，通过其充填、界面耦合和火山灰效应提高混凝土密度；增加混凝土内部的实际力。60 ℃. ( 2)建议采用粒状稳定的高炉炉渣粉等矿物掺杂，这种掺杂可减少混凝土开头的小型加热和水转化材料的成分，重点放在燃烧量、细度和用水量等关键指标上。

（五）水化热温控措施

对异形支撑平台的大体积混凝土产生的热量和水进行控制，需要采取以下措施:(1)对现场实施的混凝土采用自混合混凝土优化混凝土配合比，选用低温水热水泥，其尺寸为根据设计文件中的说明，平台C40混凝土的水泥用量介于320千克/米到450千克/米之间。混凝土组成控制满足混凝土强度要求，同时在水泥使用范围内选择尽可能少的水泥体积，以减少水和热量的影响。(2)混凝土应尽可能避免极端或冷的温度来控制混凝土。合理控制休息时间，混凝土浇筑成层时，应尽量缩短混凝土的休息时间，地下室混凝土应在开始前层混凝土冷凝之前浇筑。在混凝土供应充足的情况下，还可以同时进行多点浇筑。根据有限元分析的结果，混凝土分层可以有效地减少热量和水，但冷却效果不如管道冷却效果明显。(3)在大体积混凝土构件施工过程中对混凝土热水进行监测，现场监测措施也是施工的重要组成部分。应监测混凝土内外温差和冷却速度。根据现场实际测量的结果，能够输入地球外承载站的热水数据，并根据实际测量调整现场养护措施，以满足温度控制指标的要求。

（六）冷却水管的使用与控制

搬运塔骨架安装完毕后，在搬运塔内安装两层冷却水管路，每层共11个通道，以降低混凝土的中心温度。采用φφ32×2.0mm钢管，具有良好的导热性和一定的强度作为冷却水管路。钢管由橡胶管道连接，并用钢丝牢固连接。使用喷水装置将淡水输送到钢板上，然后将其排放到基坑中，再放回回收坑中进行冷却水提取。(1)用分离器将水排进水管，各分离器设有独立阀，控制冷却水的流量和流量。(2)浇水前，应先检查冷却液管是否损坏，接头是否正确连接，当然，然后进行进水试验。(3)在浇筑过程中，冷却液管应尽可能避开冷却液管的位置，以防止冷却液管撞击导致冷却液管脱落，防止损坏和堵塞。(4)浇筑完毕后，内部通信温度持续升高。通过控制水阀，加快水流速度，使流速超过0.6m/s，流速超过10 ~ 15 l/min，形成湍流，迅速降低通信室内温度。进气温度稳定时，进水阀减小，流速减缓，混凝土内部温度逐渐降低。

结束语

风力发电机首次使用异型阶梯界面矩形承台，相对于传统大直径圆台型承台具有占地面积小的优势，但是阶梯界面结构使得承台在施工中控制难度增加。在本次施工中，施工场地狭窄，故对承台大体积混凝土施工时的模板设置进行了重新布置。在温控方面，根据规范要求，进行了测温布置和冷却系统布置，经过理论计算与实际应用有的数据分析，大体积混凝土温度控制在允许范围内且与计算值偏差较小，整体混凝土未出现开裂现象。整体沉降监测结果表明异型阶梯截面基础在机组安装过程中，沉降较为均匀，机组运行期间受偏风向影响，对应位置沉降情况有些许差异，但整体使用情况稳定，满足机组正常运转时的稳定性和安全性要求。

参考文献

[1]中华人民共和国交通运输部.水运工程大体积混凝土温度裂缝控制技术规程[S].JTS202-1-2010.北京:人民交通出版社.2010.

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[4]王顶堂.大体积混凝土裂缝控制技术应用研究[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2008,(06).

[5]钟亦军.浅谈大体积混凝土施工技术[J].中国新技术新产品,2018(18):101-102.