風力發電機組塔架超高預應力錨栓安裝精度控制研究

陳華山

摘 要：本文通過分析風力發電設備的超高預應力錨栓設置及其精度管理等內容，從錨栓加工、安全、驗收整個過程對精度控制展開了深入研究，希望不斷減小超高預應力錨栓使用中出現故障的幾率，為后期風力發電機組的正常安全提供有效條件，并未相關項目施工帶來參考價值。

關鍵詞：風力發電器；超高預應力；錨栓設置；精度管理

中圖分類號：TM315 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）11-0210-01

隨著風力發展科技的日益進步，陸地風力發電器正朝向超大化機組的趨勢演變，風力發電設備塔架不斷提高，當前，比較常見的是2MW發電器，2.5MW不斷增多，甚至有些地區已開始使用3MW發電設備。風機的塔架處在80-120米范圍內。在傳統的風機結構中，利用基礎環用作塔架設置結構的模式十分常見，但伴隨南方更多山地風電工程數量的增多，塔架高程提高必定會導致塔架直徑不斷加大，促使基礎環直徑逐漸增大，如此不僅會阻礙運輸，還很難降本增效。

1 超高預應力錨栓設置中存在的不足

盡管在安裝環節會嚴格管理超高預應力錨栓檢測精度，但依舊會產生錨栓設置調節困難，部分超高預應力錨栓砼結構灌澆后，錨栓上部會產生同向偏斜的現象。因為錨栓在完成測量調節，鋼筋設置后，就不能重新調節錨栓的垂直型、同心度，這時只能測量上錨板的平衡度，因此，等砼澆筑結束后，如果錨栓變形和同心度無法滿足設計標準，將會導致風機不能得到順利安裝，而且該現象也僅能在塔架設置時才會被發現，這時如果變形很小，錨栓上部施工后塔架可以正常安裝就更好，如果無法順利處理，則導致的損失是無法估量的。此外，在塔架安裝階段解決錨栓問題，既影響施工時間，還會增加施工費用。

2 超高預應力錨栓設置精度管理

在設置超高預應力錨栓時，會產生同心度、垂直性安裝誤差是不可避免的，怎樣將安裝環節的偏差控制到最低，符合風力發電機組的運行需要，就要求從錨栓制造加工、錨栓設置、錨栓設置檢驗的整個過程加以控制，以期獲得最佳精度管理結果。

2.1 錨栓加工中嚴格管理錨栓角度精度

（1）規劃錨栓端部倒角：錨栓加工制造環節，能把錨栓兩頭規劃成20毫米上下的倒角，其角度為30°。如此還能避免在土建施工階段產生錨栓安裝誤差，導致錨栓不能順利穿進塔架螺栓口。大倒角能在塔架法蘭上發揮出導向功能，為塔架正常下落設置提供條件。同時，在塔架安裝降落環節，錨環大倒角能防止法蘭口在對孔時損壞錨環絲扣。

（2）制造錨栓定位裝置：在生產錨栓時，為確保錨栓和錨板在現場可以正常安裝，錨栓和錨板口設計預留3毫米縫隙，假定超高預應力錨栓設置環節偏向一側，則會產生錨栓籠施工精度較大的誤差[2]。所以，錨栓精度修改后，有鋼筋生產安裝環節，該環節將無法避免的會影響到錨栓籠設置精度。而增設定位套就可以有效處理這一問題，是指在錨栓孔和錨栓之間設置一個橡膠定位設施，如此不僅有柔性，有助于調節超高預應力錨栓的施工精度，還可以避免錨栓產生移動現象。

2.2 錨栓安裝階段精度管理

（1）通過鉛垂線法與經緯儀管理垂直性及同心度。錨栓安裝過程，要精準管控上下兩個錨板的同心水平。由于要求嚴格精準到3毫米之內，因此需要借助信息結果精度大的檢測設備，但是，在調節超高預應力錨栓施工精度時，因錨栓高度很高，負責檢測的工作人員在上錨板表面操控工具很麻煩且難以測得精準并有意義的數據，由此，在調節同心度精度時能采取鉛垂線法，基本步驟為：首先要將錨板分類成四個不同象限，而且嚴格精準的標注標志點，再安裝錨板且粗調，準備好后，分別將鉛垂線掛在剛標注好的四個標志點上，然后選擇帶調節螺栓的繩子調節上錨板平衡，該步驟比較復雜，需要反復調整直到兩個錨板上同心度滿足要求，即≤3毫米，盡管最后一步比較繁瑣，但相較于其他方式，鉛垂線法的準確度更高。但是，鉛垂線法也存在一定的缺陷，就是在大風環境下不能用該方法檢測，這時依舊需要利用經緯儀檢測同心度與垂直性。（2）利用十字架支護錨板，總體加固錨栓籠。由于超高預應力錨栓比較特殊，這種錨栓擾度變化明顯，造成同心度很難控制。在項目施工階段，首先需設置上錨板并修整其同心度，隨后采用Ф32鋼筋和其他剛性優良的材料同上錨板實施點焊，使之出現十字架形狀，進而更好支護上錨板以避免錨栓擾度變化，發揮出支護作用的鋼筋應當從四個不同角度同上錨板和預埋件進行連接。這個步驟要求防止和梁位置及埋管部位重疊，完工后，錨栓會更為穩固，這在實際使用中也獲得了顯著成效。（3）采用錨栓精度修改工裝。錨栓設置環節只依靠上下兩個錨板來定位，而錨板口和錨栓之間有一定的縫隙，上下錨板的孔口只能確保兩點，不能確保上下錨板同心度和錨栓垂直性，而處理該問題除了采取以上方法之外，在錨栓設置調整好之后，在錨栓上部在增設一個和錨板尺寸一樣，但錨口精度更大的錨板用作工裝，用來確保三點一線。如此不僅方便調節錨栓，并且還可以防止在鋼筋安裝與砼澆筑環節造成錨栓出現變形，導致錨栓上不傾斜，如此就可以管理超高預應力錨栓施工質量及安置精度。（4）檢測過程反復糾偏。如果安裝完超高預應力錨栓和其他組件，則后續的操作必定會影響到現有穩定的錨栓施工位置。由此，施工人員不只要采取有效措施防范影響，還應在檢測環節深入跟蹤調整。具體步驟是：安裝好錨栓之后，分別標注上錨板上四個不同象限，再進行第一遍信息采集，由此處著手，在基礎安裝的各個工序后均要求對信息進行測量比較，如果偏差超出規范要求，立刻加以調整，避免偏移，檢測環節反復糾偏能有效管理錨栓裝配件的精準性。

3 安裝質量檢驗評價標準與注意內容

錨栓組配件設置質量檢驗評價標準包含外觀檢測與質量管理項目：外觀檢測包含上錨板的抗腐、污染、損壞和變形，下錨板損壞與變形，錨栓抗腐、污染、損壞與變形；質量管理項目包含下錨板和塔架同心度不超過5毫米，上下錨板同心度不超過3毫米，下錨板水平度大超過3毫米，螺栓上不裸露上錨板尺寸1±1.5毫米，上錨板水平度不超過1.5毫米，上錨板水平度不超過2毫米。

錨栓組配件是銜接塔筒與地基的基礎，基礎澆筑完成之前上貓版水平度是安裝階段的質量管理重點，要反復檢測記錄并審核檢測后組配件的總體穩固性。尤其是基礎灌澆后塔筒施工前的交安過程要管理錨板水平度不超過1.5毫米，若水平度不滿足要求則立即利用調平螺栓加以微調。

基礎砼澆筑環節要采取有效方法維護錨栓組配件免受污染和破損，通過多層薄膜或是塑料布將上錨板與螺栓頂端包裹好；砼振搗階段要重點對上錨板底部、下錨板頂部和螺栓間的砼進行徹底振搗，確保澆筑效果，振搗過程振搗棒不能直接接觸錨栓配件的任何位置，避免出現移動。

4 結語

使用板梁式結構的預應力錨栓具有高效優秀的特征，已在全國各大風電場中得到應用，伴隨風力發電設備高度不斷提升，也增加了超高預應力錨栓數量，但在設置超高預應力錨栓時很難控制精度，還要求安裝環節更為科學有效。通過實踐總結出了管理錨栓安裝質量及精度的措施，本文對這些方法進行了詳細闡述，在后期超高預應力錨栓使用中可以有效減小問題概率，使預應力錨栓結構得到更大范圍的使用。

參考文獻

[1]徐惠.風力發電機后張法無粘接預應力錨栓失效原因分析及對策[J].安裝，2017，（11）：59-61.

[2]李育群.風力發電機組新型預應力錨栓組件安裝工藝及質量控制標準[J].中國標準化，2017，（16）：105-106.

[3]高勝勇，徐惠.風力發電機組反向平衡法蘭安裝施工技術研究與應用[J].安裝，2014，（02）：32-35.