风力发电机组塔架超高预应力锚栓安装精度控制研究

陈华山

摘 要：本文通過分析风力发电设备的超高预应力锚栓设置及其精度管理等内容，从锚栓加工、安全、验收整个过程对精度控制展开了深入研究，希望不断减小超高预应力锚栓使用中出现故障的几率，为后期风力发电机组的正常安全提供有效条件，并未相关项目施工带来参考价值。

关键词：风力发电器；超高预应力；锚栓设置；精度管理

中图分类号：TM315 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）11-0210-01

随着风力发展科技的日益进步，陆地风力发电器正朝向超大化机组的趋势演变，风力发电设备塔架不断提高，当前，比较常见的是2MW发电器，2.5MW不断增多，甚至有些地区已开始使用3MW发电设备。风机的塔架处在80-120米范围内。在传统的风机结构中，利用基础环用作塔架设置结构的模式十分常见，但伴随南方更多山地风电工程数量的增多，塔架高程提高必定会导致塔架直径不断加大，促使基础环直径逐渐增大，如此不仅会阻碍运输，还很难降本增效。

1 超高预应力锚栓设置中存在的不足

尽管在安装环节会严格管理超高预应力锚栓检测精度，但依旧会产生锚栓设置调节困难，部分超高预应力锚栓砼结构灌浇后，锚栓上部会产生同向偏斜的现象。因为锚栓在完成测量调节，钢筋设置后，就不能重新调节锚栓的垂直型、同心度，这时只能测量上锚板的平衡度，因此，等砼浇筑结束后，如果锚栓变形和同心度无法满足设计标准，将会导致风机不能得到顺利安装，而且该现象也仅能在塔架设置时才会被发现，这时如果变形很小，锚栓上部施工后塔架可以正常安装就更好，如果无法顺利处理，则导致的损失是无法估量的。此外，在塔架安装阶段解决锚栓问题，既影响施工时间，还会增加施工费用。

2 超高预应力锚栓设置精度管理

在设置超高预应力锚栓时，会产生同心度、垂直性安装误差是不可避免的，怎样将安装环节的偏差控制到最低，符合风力发电机组的运行需要，就要求从锚栓制造加工、锚栓设置、锚栓设置检验的整个过程加以控制，以期获得最佳精度管理结果。

2.1 锚栓加工中严格管理锚栓角度精度

（1）规划锚栓端部倒角：锚栓加工制造环节，能把锚栓两头规划成20毫米上下的倒角，其角度为30°。如此还能避免在土建施工阶段产生锚栓安装误差，导致锚栓不能顺利穿进塔架螺栓口。大倒角能在塔架法兰上发挥出导向功能，为塔架正常下落设置提供条件。同时，在塔架安装降落环节，锚环大倒角能防止法兰口在对孔时损坏锚环丝扣。

（2）制造锚栓定位装置：在生产锚栓时，为确保锚栓和锚板在现场可以正常安装，锚栓和锚板口设计预留3毫米缝隙，假定超高预应力锚栓设置环节偏向一侧，则会产生锚栓笼施工精度较大的误差[2]。所以，锚栓精度修改后，有钢筋生产安装环节，该环节将无法避免的会影响到锚栓笼设置精度。而增设定位套就可以有效处理这一问题，是指在锚栓孔和锚栓之间设置一个橡胶定位设施，如此不仅有柔性，有助于调节超高预应力锚栓的施工精度，还可以避免锚栓产生移动现象。

2.2 锚栓安装阶段精度管理

（1）通过铅垂线法与经纬仪管理垂直性及同心度。锚栓安装过程，要精准管控上下两个锚板的同心水平。由于要求严格精准到3毫米之内，因此需要借助信息结果精度大的检测设备，但是，在调节超高预应力锚栓施工精度时，因锚栓高度很高，负责检测的工作人员在上锚板表面操控工具很麻烦且难以测得精准并有意义的数据，由此，在调节同心度精度时能采取铅垂线法，基本步骤为：首先要将锚板分类成四个不同象限，而且严格精准的标注标志点，再安装锚板且粗调，准备好后，分别将铅垂线挂在刚标注好的四个标志点上，然后选择带调节螺栓的绳子调节上锚板平衡，该步骤比较复杂，需要反复调整直到两个锚板上同心度满足要求，即≤3毫米，尽管最后一步比较繁琐，但相较于其他方式，铅垂线法的准确度更高。但是，铅垂线法也存在一定的缺陷，就是在大风环境下不能用该方法检测，这时依旧需要利用经纬仪检测同心度与垂直性。（2）利用十字架支护锚板，总体加固锚栓笼。由于超高预应力锚栓比较特殊，这种锚栓扰度变化明显，造成同心度很难控制。在项目施工阶段，首先需设置上锚板并修整其同心度，随后采用Ф32钢筋和其他刚性优良的材料同上锚板实施点焊，使之出现十字架形状，进而更好支护上锚板以避免锚栓扰度变化，发挥出支护作用的钢筋应当从四个不同角度同上锚板和预埋件进行连接。这个步骤要求防止和梁位置及埋管部位重叠，完工后，锚栓会更为稳固，这在实际使用中也获得了显著成效。（3）采用锚栓精度修改工装。锚栓设置环节只依靠上下两个锚板来定位，而锚板口和锚栓之间有一定的缝隙，上下锚板的孔口只能确保两点，不能确保上下锚板同心度和锚栓垂直性，而处理该问题除了采取以上方法之外，在锚栓设置调整好之后，在锚栓上部在增设一个和锚板尺寸一样，但锚口精度更大的锚板用作工装，用来确保三点一线。如此不仅方便调节锚栓，并且还可以防止在钢筋安装与砼浇筑环节造成锚栓出现变形，导致锚栓上不倾斜，如此就可以管理超高预应力锚栓施工质量及安置精度。（4）检测过程反复纠偏。如果安装完超高预应力锚栓和其他组件，则后续的操作必定会影响到现有稳定的锚栓施工位置。由此，施工人员不只要采取有效措施防范影响，还应在检测环节深入跟踪调整。具体步骤是：安装好锚栓之后，分别标注上锚板上四个不同象限，再进行第一遍信息采集，由此处着手，在基础安装的各个工序后均要求对信息进行测量比较，如果偏差超出规范要求，立刻加以调整，避免偏移，检测环节反复纠偏能有效管理锚栓装配件的精准性。

3 安装质量检验评价标准与注意内容

锚栓组配件设置质量检验评价标准包含外观检测与质量管理项目：外观检测包含上锚板的抗腐、污染、损坏和变形，下锚板损坏与变形，锚栓抗腐、污染、损坏与变形；质量管理项目包含下锚板和塔架同心度不超过5毫米，上下锚板同心度不超过3毫米，下锚板水平度大超过3毫米，螺栓上不裸露上锚板尺寸1±1.5毫米，上锚板水平度不超过1.5毫米，上锚板水平度不超过2毫米。

锚栓组配件是衔接塔筒与地基的基础，基础浇筑完成之前上猫版水平度是安装阶段的质量管理重点，要反复检测记录并审核检测后组配件的总体稳固性。尤其是基础灌浇后塔筒施工前的交安过程要管理锚板水平度不超过1.5毫米，若水平度不满足要求则立即利用调平螺栓加以微调。

基础砼浇筑环节要采取有效方法维护锚栓组配件免受污染和破损，通过多层薄膜或是塑料布将上锚板与螺栓顶端包裹好；砼振捣阶段要重点对上锚板底部、下锚板顶部和螺栓间的砼进行彻底振捣，确保浇筑效果，振捣过程振捣棒不能直接接触锚栓配件的任何位置，避免出现移动。

4 结语

使用板梁式结构的预应力锚栓具有高效优秀的特征，已在全国各大风电场中得到应用，伴随风力发电设备高度不断提升，也增加了超高预应力锚栓数量，但在设置超高预应力锚栓时很难控制精度，还要求安装环节更为科学有效。通过实践总结出了管理锚栓安装质量及精度的措施，本文对这些方法进行了详细阐述，在后期超高预应力锚栓使用中可以有效减小问题概率，使预应力锚栓结构得到更大范围的使用。

参考文献

[1]徐惠.风力发电机后张法无粘接预应力锚栓失效原因分析及对策[J].安装，2017，（11）：59-61.

[2]李育群.风力发电机组新型预应力锚栓组件安装工艺及质量控制标准[J].中国标准化，2017，（16）：105-106.

[3]高胜勇，徐惠.风力发电机组反向平衡法兰安装施工技术研究与应用[J].安装，2014，（02）：32-35.