RU2794278C2 - Foundation for wind turbine towers - Google Patents
Foundation for wind turbine towers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2794278C2 RU2794278C2 RU2021114631A RU2021114631A RU2794278C2 RU 2794278 C2 RU2794278 C2 RU 2794278C2 RU 2021114631 A RU2021114631 A RU 2021114631A RU 2021114631 A RU2021114631 A RU 2021114631A RU 2794278 C2 RU2794278 C2 RU 2794278C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- beams
- concrete
- foundation
- wind turbine
- support
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Данное описание относится, как указано в названии, к фундаменту для башен ветряных турбин того типа, который используется для обеспечения опоры как металлических башен, так и бетонных башен ветряных турбин, в котором используются сборные бетонные балки в сочетании с небольшими опорами, забетонированными на месте, причем балки конструктивно соединены в центральной части фундамента с помощью элементов соединения и опоры башни.This description refers, as the title suggests, to a wind turbine tower foundation of the type used to support both metal towers and concrete wind turbine towers, which uses precast concrete beams in combination with small footings cast in situ, moreover, the beams are structurally connected in the central part of the foundation using the connection elements and the tower support.
Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
Изобретение относится к области фундаментов, используемых в качестве опоры как металлических, так и бетонных башен ветряных турбин.The invention relates to the field of foundations used as a support for both metal and concrete towers of wind turbines.
Уровень техникиState of the art
В настоящее время башни ветряных турбин имеют широкое применение, в основном для выработки электрической энергии. Из-за большой высоты они должны быть надежно закреплены на земле, что в большинстве случаев выполняется с помощью по существу конического фундамента, выполненного из железобетона, как описано в патентах ES2659523 «Способ установки ветряной турбины», ES2685834 «Башня ветряной турбины и способ изменения собственной частоты башни ветряной турбины» и ES2347742 «Фундамент ветряной турбины». Патент ES2571731 «Фундамент ветряной электростанции, а также ветряная электростанция», в частности, включает в себя арматуру, используемую для обычного фундамента. Этот тип фундамента имеет большое количество недостатков, среди которых то, что для него требуется выполнение предварительного глубокого котлована диаметром более 18 метров и глубиной не менее 4 метров, и в нем используется большое количество бетона, примерно 400 м3 или больше, а также около 38000 кг или больше крупногабаритной металлической арматуры или арматурного стержня. Все это связано с высокими экономическими затратами и длительными сроками строительства.At present, wind turbine towers are widely used, mainly for the generation of electrical energy. Due to their great height, they must be securely anchored to the ground, which in most cases is done using a substantially conical foundation made of reinforced concrete, as described in patents ES2659523 "Wind turbine installation method", ES2685834 "Wind turbine tower and method for changing its own wind turbine tower frequency" and ES2347742 "Wind turbine foundation". Patent ES2571731 "Foundation of a wind farm and also a wind farm" specifically includes rebar used for conventional foundations. This type of foundation has a large number of disadvantages, among which is that it requires a preliminary deep excavation with a diameter of more than 18 meters and a depth of at least 4 meters, and it uses a large amount of concrete, approximately 400 m 3 or more, as well as about 38,000 kg or more of oversized metal rebar or rebar. All this is associated with high economic costs and long construction periods.
Чтобы частично обойти эти проблемы и использовать меньше бетона и арматурного стержня, в некоторых случаях используется по существу цилиндрическая конструкция с периферийной конструкционной арматурой в виде радиальных ребер или распорок, которые бетонируются на месте. Примеры этих конструкций можно увидеть в патентах WO2016116645 «Бетонная башня», WO2015185770 «Система фундамента для башен и способ установки системы фундамента для башен» и ES2524840 «Система фундамента для башен и способ установки системы фундамента для башен».To partially circumvent these problems and use less concrete and rebar, in some cases a substantially cylindrical structure is used with peripheral structural reinforcement in the form of radial ribs or struts that are concreted in place. Examples of these structures can be seen in WO2016116645 "Concrete Tower", WO2015185770 "Tower Foundation System and Method for Installing Tower Foundation System" and ES2524840 "Tower Foundation System and Method for Installing Tower Foundation System".
В других случаях эти боковые арматуры имеют форму сборных бетонных скоб или металлических стержней или элементов, как раскрыто в патентах ES2544806 «Улучшенный фундамент для башни ветряной турбины» или ES2601232 «Фундамент для ветряных электростанций».In other cases, these side reinforcements are in the form of precast concrete brackets or metal bars or members as disclosed in ES2544806 "Improved Foundation for Wind Turbine Tower" or ES2601232 "Foundation for Wind Farms".
Однако в этих вариантах осуществления не удается устранить основные проблемы из-за большого объема фундамента, который необходимо бетонировать на месте, а также сложности и объема арматуры, как упоминалось выше. Помимо этих проблем, необходимо добавить, что для правильного отверждения бетонирование должно быть непрерывным, без перерывов, что требует стабильной подачи большого количества бетона, который во многих регионах или странах трудно или невозможно получить. Во многих странах с бедной экономикой также нелегко получить большой объем арматурных стержней, необходимый для арматуры.However, these embodiments fail to eliminate the main problems due to the large volume of foundation that needs to be concreted in place, as well as the complexity and volume of the reinforcement, as mentioned above. In addition to these problems, it must be added that for proper curing, concreting must be continuous, without interruption, which requires a stable supply of large quantities of concrete, which in many regions or countries is difficult or impossible to obtain. In many poor countries, it is also not easy to obtain the large volume of rebar needed for rebar.
Еще одна дополнительная проблема заключается в том, что для проведения необходимых земляных работ нужно сделать пандусы для спуска тяжелой техники из-за необходимости копать на такую глубину, что увеличивает время работы. Так же необходимо выровнять дно котлована.Another additional problem is that in order to carry out the necessary earthworks, ramps must be made to lower heavy equipment due to the need to dig to such a depth, which increases the time of work. It is also necessary to level the bottom of the pit.
Все это означает, что обычное время для земляных работ, подготовки, бетонирования и отверждения составляет около 3-4 недель, что, если умножить его на большое количество ветряных турбин на каждой ветряной электростанции, сопряжено с очень большими экономическими затратами.All this means that the typical time for excavation, preparation, concreting and curing is about 3-4 weeks, which, when multiplied by the large number of wind turbines in each wind farm, comes at a very high economic cost.
Еще один недостаток заключается в том, что этот тип фундамента трудно адаптировать к неоднородной местности или местности с плохим рельефом и в большинстве случаев это требует еще больших вложений или препятствует установке ветряных турбин на некоторых участках местности.Another disadvantage is that this type of foundation is difficult to adapt to uneven or poor terrain and in most cases requires even more investment or prevents wind turbines from being installed in some areas.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention
Для решения проблем, которые в настоящее время существуют с фундаментами ветряных турбин, был создан фундамент для башен ветряных турбин, который является объектом настоящего изобретения, который объединяет по меньшей мере три сборные балки, расположенные горизонтально в радиальном направлении, с небольшими армированными бетонными опорами, выполняемыми на месте, которые поддерживают внешние концы балок с помощью опорного шарового шарнира, линейного или сферического, который может иметь или не иметь ограничений смещения в одном или более направлений в центральной части указанной опоры, что позволяет равномерно распределять все опорные нагрузки по опоре. Концы также фиксируются анкерами между концом балки и опорой для предотвращения опрокидывания башни. Различные балки жестко скреплены вместе в центральной части фундамента с помощью соединительных средств. Сборные балки могут быть выполнены из бетона, металла или их комбинации.To solve the problems that currently exist with wind turbine foundations, a foundation for wind turbine towers was created, which is the subject of the present invention, which combines at least three precast beams arranged horizontally in the radial direction, with small reinforced concrete supports made in place, which support the outer ends of the beams with a support ball joint, linear or spherical, which may or may not be limited to move in one or more directions in the central part of the specified support, which allows you to evenly distribute all support loads on the support. The ends are also fixed with anchors between the end of the beam and the support to prevent the tower from tipping over. Various beams are rigidly fastened together in the central part of the foundation by means of connecting means. Prefabricated beams can be made of concrete, metal, or a combination of both.
Опоры могут иметь разную форму и глубину даже в одном и том же фундаменте, чтобы адаптироваться к конкретным характеристикам каждого ландшафта.The supports can be of different shapes and depths, even within the same foundation, to adapt to the specific characteristics of each landscape.
Предпочтительно использовать три сборные балки, одна из которых примерно в два раза длиннее двух других балок, причем внутренние концы меньших балок в этом случае жестко прикреплены к центральной части большей балки, образуя крестообразную конструкцию на виде в плане. Эта конструкция оказалась оптимальной с точки зрения простоты изготовления, транспортировки и производительности. Однако также возможно выполнить фундамент, который является объектом данного изобретения, альтернативно с множеством балок одинаковой или разной длины, в количестве, равном или более трех, соединенных на их внутренних концах, и с каждым из их внешних концов, соединенным таким же образом с опорой.It is preferable to use three precast beams, one of which is approximately twice the length of the other two beams, with the inner ends of the smaller beams in this case rigidly attached to the central part of the larger beam, forming a cruciform structure in plan view. This design proved to be optimal in terms of ease of fabrication, transportation and performance. However, it is also possible to make the foundation, which is the object of the present invention, alternatively with a plurality of beams of the same or different lengths, equal to or more than three, connected at their inner ends, and with each of their outer ends connected in the same way to the support.
Описаны два варианта осуществления: один для случая, когда башня ветряной турбины выполнена металлической, а другой для случая, когда башня ветряной турбины выполнена бетонной, по меньшей мере в ее нижней части, то есть, она выполнена полностью из сборного бетона, из секций или сегментов, или объединяет в себе бетонную, по существу нижнюю часть башни, с верхней частью башни, которая выполнена металлической.Two embodiments are described, one for the case where the wind turbine tower is made of metal, and the other for the case where the wind turbine tower is made of concrete, at least in its lower part, that is, it is made entirely of precast concrete, in sections or segments. , or combines a concrete, essentially the lower part of the tower, with the upper part of the tower, which is made of metal.
В случае если башня ветряной турбины выполнена металлической, средства жесткого крепления балок также содержат бетонный балластный заполнитель, расположенный ниже уровня земли в месте соединения балок, поверх которого расположена верхняя плита, выступающая над уровнем земли, для анкерного крепления металлической башни.If the wind turbine tower is made of metal, the means of rigid fastening of the beams also contain a concrete ballast aggregate located below ground level at the junction of the beams, on top of which there is a top plate protruding above ground level for anchoring the metal tower.
В случае если башня ветряной турбины выполнена бетонной, по меньшей мере в ее нижней части, средства для жесткого крепления балок также содержат объем полой камеры натяжения, выполненной из сборных бетонных элементов, с круговым сектором или многоугольником в виде на плане и стенкой на внешней стороне, расположенной между внутренними секциями балок, и верхнюю плиту, с круговой формой на виде в плане, поверх соединения балок, для обеспечения опоры для сборной бетонной башни и анкерного крепления вертикального элемента последующего натяжения башни. В этом случае сборная бетонная башня опирается на верхнюю плиту, и вертикальный элемент последующего натяжения указанной башни проходит через верхнюю плиту, через перфорационные отверстия или каналы в полую камеру натяжения, где находятся средства для выполнения последующего натяжения и крепления тросов, обеспечивающих жесткость башни.In the event that the wind turbine tower is made of concrete, at least in its lower part, the means for rigid fastening of the beams also contain the volume of a hollow tension chamber made of precast concrete elements, with a circular sector or polygon in plan view and a wall on the outside, located between the inner sections of the beams, and a top plate, with a circular shape in plan view, over the connection of the beams, to provide support for the precast concrete tower and anchor the vertical element of the subsequent tension of the tower. In this case, the precast concrete tower rests on the top slab, and the vertical post-tensioner of said tower passes through the top slab, through perforations or channels, into a hollow tension chamber, where means are located for performing post-tensioning and fastening of the cables that ensure the rigidity of the tower.
Предпочтительно, балки имеют прямоугольное сечение с большей высотой в центральной части и меньшей высотой на концах. Секции большей высоты обычно ориентированы вниз, так что большая часть фундамента находится ниже уровня земли, и только часть верхней плиты выступает наружу, что сводит к минимуму визуальное воздействие. Однако на участках, где визуальное воздействие не так важно и требуется дополнительная небольшая экономия, можно собрать балки с секциями большей высоты, ориентированными вверх, выступающими над уровнем земли, вместе с частью бетонного балластного заполнителя или сборными бетонными элементами, вместе со всей верхней плитой.Preferably, the beams have a rectangular section with a higher height in the central part and a lower height at the ends. Higher sections are usually oriented downward so that most of the foundation is below ground level and only part of the top slab protrudes outward, minimizing visual impact. However, in areas where the visual impact is not as important and a small additional savings is required, it is possible to assemble beams with higher sections, oriented upwards, protruding above ground level, together with part of the concrete ballast aggregate or precast concrete elements, together with the entire top slab.
Этот описанный фундамент для башен ветряных турбин требует особого способа строительства, который включает в себя первый этап подготовки местности, второй этап бетонирования опор, третий этап отверждения опор, четвертый этап сборки сборных балок, пятый этап выполнения соединения балок в центральной части и шестой этап заполнения оставшегося пространства до исходного уровня земли.This described foundation for wind turbine towers requires a special construction method, which includes the first stage of preparing the ground, the second stage of concreting the pillars, the third stage of curing the pillars, the fourth stage of assembling the precast beams, the fifth stage of connecting the beams in the central part and the sixth stage of filling the remaining space to the original ground level.
Преимущества изобретенияBenefits of the Invention
Представленный фундамент для башен ветряных турбин имеет многочисленные преимущества по сравнению с известными и используемыми в настоящее время методами, наиболее важным из которых является то, что при использовании небольших опор он обеспечивает очень большую экономию как на количестве используемого бетона, так и на количестве используемых арматурных стержней для арматуры, что подразумевает как заметную экономию средств, так и возможность применения в регионах или странах, где есть проблемы с поставкой или производством бетона или арматурных стержней в таких количествах.The presented foundation for wind turbine towers has numerous advantages over known and currently used methods, the most important of which is that, when using small supports, it provides very large savings in both the amount of concrete used and the number of reinforcing bars used. for rebar, which means both significant cost savings and the possibility of application in regions or countries where there are problems with the supply or production of concrete or rebar in such quantities.
В результате вышесказанного устраняются проблемы, связанные с необходимостью продолжительной непрерывной подачи большого количества бетона, присущие обычным большим фундаментам, для правильного отверждения. Это также позволяет использовать обычную предварительно собранную арматуру из арматурных стержней без необходимости сборки дорогостоящей специальной арматуры на месте перед бетонированием.As a result of the foregoing, the problems associated with the need for a long continuous supply of large amounts of concrete, inherent in conventional large foundations, for proper curing are eliminated. It also allows the use of conventional pre-assembled rebars without the need to assemble expensive special rebars on site prior to concreting.
Другим важным преимуществом является то, что требуется гораздо меньше земляных работ, как по объему, так и по глубине, и нет необходимости изготовления пандусов для спуска тяжелых машин, как это обычно бывает с традиционными фундаментами глубиной несколько метров. Это приводит к значительной экономии времени и снижению затрат.Another important advantage is that much less excavation is required, both in volume and depth, and there is no need to make ramps for lowering heavy vehicles, as is usually the case with traditional foundations several meters deep. This results in significant time savings and cost savings.
Еще одно преимущество этого изобретения состоит в том, что, в отличие от традиционных методов, нижнюю часть фундаментов не нужно идеально выравнивать, что также приводит к дополнительной экономии времени и снижению затрат.Another advantage of this invention is that, unlike traditional methods, the bottom of the foundations do not need to be perfectly aligned, which also results in additional time and cost savings.
Еще одно из наиболее важных преимуществ, которое следует выделить, заключается в том, что при использовании сборных элементов общее время строительства фундамента заметно сокращается с обычных 3 или 4 недель при использовании обычных методов до максимум 1 недели.Another of the most important advantages to highlight is that when using prefabricated elements, the total foundation construction time is noticeably reduced from the usual 3 or 4 weeks using conventional methods to a maximum of 1 week.
Кроме того, еще одним дополнительным преимуществом является то, что этот фундамент может быть легко адаптирован к различным типам грунта, как с однородным рельефом местности, так и с неоднородным или несовершенным рельефом, что позволяет устанавливать башни ветряных турбин в тех областях, где это было невозможно с обычными фундаментами, без какого-либо сокращения производительности.In addition, another additional advantage is that this foundation can be easily adapted to different types of soil, both with uniform terrain and with inhomogeneous or imperfect terrain, which allows the installation of wind turbine towers in areas where this was not possible. with conventional foundations, without any performance reduction.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Чтобы лучше понять данное изобретение, на прилагаемом чертеже показан предпочтительный на практике вариант осуществления фундамента для башен ветряных турбин с двумя разновидностями варианта осуществления: одна для металлических башен, а другая - для башен, у которых по меньшей мере нижняя часть выполнена из бетона.To better understand the invention, the accompanying drawing shows a preferred practical embodiment of a foundation for wind turbine towers with two variations of the embodiment, one for metal towers and the other for towers where at least the lower part is made of concrete.
На указанном чертеже на фиг. 1 показаны виды в разрезе и в плане фундамента для металлических башен, при этом большая часть фундамента находится ниже уровня земли.In said drawing in FIG. 1 shows sectional and plan views of foundations for metal towers, with most of the foundation below ground level.
На фиг. 2a, 2b и 2c показаны виды в разрезе различных разновидностей опор, которые можно использовать, в зависимости от типа грунта, в фундаменте для металлических башен, при этом большая часть фундамента находится ниже уровня земли.In FIG. 2a, 2b and 2c show sectional views of various types of supports that can be used, depending on the type of soil, in the foundation for metal towers, with most of the foundation below ground level.
На фиг. 3 показаны виды в разрезе и в плане фундамента для башен, которые полностью или частично выполнены из бетона, с большей частью фундамента ниже уровня земли.In FIG. 3 shows sectional and plan views of foundations for towers that are wholly or partly made of concrete, with most of the foundation below ground level.
На фиг. 4a, 4b и 4c показаны виды в разрезе различных вариаций опор, которые можно использовать, в зависимости от типа грунта, в фундаменте для башен, которые полностью или частично выполнены из бетона, при этом большая часть фундамента находится ниже уровня земли.In FIG. 4a, 4b and 4c show sectional views of the different variations of footings that can be used, depending on the type of soil, in the foundation for towers that are wholly or partly made of concrete, with most of the foundation below ground level.
На фиг. 5 показаны вертикальная проекция и вид в плане верхней плиты для анкерного крепления металлической башни.In FIG. 5 shows an elevation and plan view of a top plate for anchoring a metal tower.
На фиг. 6 показаны вертикальная проекция и вид в плане сборного бетонного элемента для закрытия камеры натяжения полностью или частично бетонных башен.In FIG. 6 shows an elevation and plan view of a precast concrete element for closing a tension chamber in whole or in part of concrete towers.
На фиг. 7 показаны вертикальная проекция и вид в плане верхней плиты для опоры полностью или частично бетонных башен.In FIG. 7 shows an elevation and plan view of a top slab for supporting wholly or partially concrete towers.
На фиг. 8 показан вид в разрезе фундамента для металлических башен с частью фундамента над уровнем земли.In FIG. 8 shows a sectional view of a foundation for metal towers with a portion of the foundation above ground level.
На фиг. 9 показан вид в разрезе фундамента полностью или частично бетонных башен с частью фундамента над уровнем земли.In FIG. 9 shows a sectional view of the foundations of wholly or partially concrete towers with a portion of the foundation above ground level.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Конструкцию и характеристики изобретения можно лучше понять из следующего описания, которое относится к прилагаемым чертежам.The construction and characteristics of the invention may be better understood from the following description, which refers to the accompanying drawings.
На фиг. 1 и 3 показаны примеры фундаментов для башен ветряных турбин, которые содержат по меньшей мере три сборные балки (2a, 2b, 2c), расположенные горизонтально в радиальном направлении, каждый крайний конец или концы которых опираются на бетонную опору (1) посредством опорного шарового шарнира (3) в центральной части указанной опоры (1), а также закреплены посредством множества анкеров (4) между концом балки (2a, 2b, 2c) и опорой (1), причем различные балки жестко скреплены вместе в центральной части фундамента соединительными средствами. Опорный шаровой шарнир (3) может быть линейным или сферическим и может иметь или не иметь ограничений смещения в одном или нескольких направлениях.In FIG. 1 and 3 show examples of foundations for wind turbine towers which comprise at least three prefabricated beams (2a, 2b, 2c) arranged horizontally in the radial direction, each end or ends of which are supported by a concrete support (1) by means of a supporting ball joint. (3) in the central part of the specified support (1), and also fixed by means of a plurality of anchors (4) between the end of the beam (2a, 2b, 2c) and the support (1), wherein the various beams are rigidly fastened together in the central part of the foundation by connecting means. The support ball joint (3) may be linear or spherical and may or may not have displacement restrictions in one or more directions.
В предпочтительном варианте осуществления, показанном на фиг. 1 и 3, используются три балки, причем балка (2a) примерно вдвое превышает балки (2b, 2c) по длине, а внутренние концы балок (2b, 2c) в данном случае жестко прикреплены к центральной части балки (2а) с образованием крестообразной конструкции на виде в плане. Эта конструкция оказалась оптимальной с точки зрения простоты изготовления, транспортировки и производительности. Однако также возможно выполнить фундамент, являющийся объектом данного изобретения, альтернативно с множеством балок одинаковой или разной длины, в количестве более трех, соединенных на их внутренних концах, и с каждым из их внешних концов, соединенным таким же образом с опорой (1).In the preferred embodiment shown in FIG. 1 and 3, three beams are used, the beam (2a) being approximately twice the length of the beams (2b, 2c) and the inner ends of the beams (2b, 2c) are in this case rigidly attached to the central part of the beam (2a) to form a cruciform structure. in plan view. This design proved to be optimal in terms of ease of fabrication, transportation and performance. However, it is also possible to make the foundation object of the present invention alternatively with a plurality of beams of the same or different lengths, more than three, connected at their inner ends and with each of their outer ends connected in the same way to the support (1).
Сборные балки (2a, 2b, 2c) могут быть выполнены из бетона, металла или их комбинации.Prefabricated beams (2a, 2b, 2c) can be made of concrete, metal or a combination of both.
Во всех случаях средства для жесткого крепления балок (2a, 2b, 2c) включают в себя использование обычных методов соединения сборных бетонных элементов, таких как резьбовые стержни, кронштейны, арматурные концы для бетонирования в корпусах другой балки, пазогребневые соединения, арматурные пряди для последующего натяжения и т. д.In all cases, the means for rigidly fixing the beams (2a, 2b, 2c) involve the use of conventional methods of connecting precast concrete elements, such as threaded rods, brackets, reinforcing ends for concreting in the shells of another beam, tongue-and-groove joints, reinforcing strands for subsequent tensioning etc.
Описаны два варианта осуществления. Первый из них относится к случаю, когда башня ветряной турбины сделана из металла, как показано на фиг. 1, 2 и 5, и, в этом случае, средства для жесткого крепления балок (2a, 2b, 2c) дополнительно содержат бетонный балластный заполнитель (5), расположенный ниже уровня земли (8) в месте соединения балок (2a, 2b, 2c), поверх которого расположена верхняя плита (6), выступающая над землей (8), для анкерного крепления металлической башни (7).Two embodiments are described. The first of these relates to the case where the wind turbine tower is made of metal, as shown in FIG. 1, 2 and 5, and, in this case, the means for rigidly fastening the beams (2a, 2b, 2c) additionally comprise a concrete ballast aggregate (5) located below ground level (8) at the junction of the beams (2a, 2b, 2c ), on top of which there is an upper plate (6), protruding above the ground (8), for anchoring a metal tower (7).
Бетонный балластный заполнитель (5) может быть выполнен либо поверх традиционной восстанавливаемой опалубки из дерева, металла или их комбинации, либо поверх опалубки из сборных бетонных элементов.The concrete ballast aggregate (5) can be made either on top of traditional reclaimable timber, metal or combination formwork, or on top of precast concrete formwork.
На фиг. 2 показано, что верхняя плита (6) для анкерного крепления металлической башни (7) имеет предпочтительно круговую форму на виде в плане, с возможностью того, что она также является многоугольной, предпочтительно изготовленной из железобетона с прочностью по меньшей мере HA-50.In FIG. 2 shows that the top plate (6) for anchoring the metal tower (7) is preferably circular in plan view, with the possibility that it is also polygonal, preferably made of reinforced concrete with a strength of at least HA-50.
Анкерное крепление металлической башни (7) к верхней плите (2) выполняется с использованием обычных методов крепления к фундаменту, таких как резьбовые стержни с гайками, болтами и т. д.Anchoring the metal tower (7) to the top plate (2) is done using conventional foundation anchoring methods such as threaded rods with nuts, bolts, etc.
Второй вариант осуществления относится к случаю, когда башня ветряной турбины выполнена бетонной, по меньшей мере в ее нижней части, как показано на фиг. 3, 4, 6 и 7, и, в этом случае, средства жесткого крепления балок (2a, 2b, 2c) дополнительно содержат сборные бетонные элементы (10), расположенные между внутренними концами балок (2a, 2b, 2c), с образованием полой камеры (9) натяжения, и верхнюю плиту (11) поверх соединения балок (2a, 2b, 2c) и поверх камеры (9) натяжения, для обеспечения опоры бетонной башни (12) и анкерного крепления вертикального элемента (13) последующего натяжения башни.The second embodiment relates to the case where the wind turbine tower is made of concrete, at least in its lower part, as shown in FIG. 3, 4, 6 and 7, and, in this case, the means of rigid fastening of the beams (2a, 2b, 2c) additionally comprise precast concrete elements (10) located between the inner ends of the beams (2a, 2b, 2c), to form a hollow tension chamber (9), and a top plate (11) over the beam connection (2a, 2b, 2c) and over the tension chamber (9), to support the concrete tower (12) and anchor the vertical element (13) of the subsequent tension of the tower.
Сборные бетонные элементы (10) имеют вид в плане, выбранный из группы, содержащей круговой сектор с углом, зависящим от количества используемых балок, и многоугольник, имеющий вертикальную стенку только со стороны или сторон, не прилегающих к балкам. На фиг. 6 показаны сборные бетонные элементы (10) с круговым сектором на виде в плане с углом 90° в показанном случае и вертикальной стенкой только на изогнутом конце.Precast concrete elements (10) have a plan view selected from the group containing a circular sector with an angle depending on the number of beams used, and a polygon having a vertical wall only on the side or sides not adjacent to the beams. In FIG. 6 shows precast concrete elements (10) with a circular sector in plan view with a 90° angle in the case shown and a vertical wall only at the curved end.
На фиг. 7 показано, что верхняя плита (11) включает в себя отверстия для доступа к камере (9) натяжения, которая предпочтительно изготовлена из предварительно напряженного бетона с прочностью по меньшей мере HP-50.In FIG. 7 shows that the top plate (11) includes openings for access to the tension chamber (9), which is preferably made of prestressed concrete with a strength of at least HP-50.
Бетонная башня (12) опирается на верхнюю плиту (11), и вертикальный элемент (13) последующего натяжения указанной башни проходит через верхнюю плиту (11), через соответствующие отверстия или каналы в полую камеру (9) натяжения, где расположены средства для последующего натяжения и фиксации тросов, которые обеспечивают жесткость башни, что является обычной практикой в башнях, сделанных из сборных бетонных секций или сегментов.The concrete tower (12) rests on the top plate (11), and the vertical element (13) of the subsequent tension of the specified tower passes through the top plate (11), through the corresponding holes or channels into the hollow chamber (9) of the tension, where the means for the subsequent tension are located. and fixation of cables that provide rigidity to the tower, which is a common practice in towers made from precast concrete sections or segments.
В обоих вариантах, как показано на фиг. 2a, 2b, 2c, 4a, 4b и 4c, возможно использование различных конфигураций с точки зрения формы, размеров и глубины всех или любой из опор, чтобы адаптировать фундамент к особенностям каждого ландшафта, на котором будет установлена башня. Таким образом, на фиг. 2a и 4a показаны опоры на одной и той же глубине, что соответствует однородному ландшафту местности. На фиг. 2b и 4b показаны опоры на разной глубине, что соответствует неоднородному ландшафту местности или ландшафту с перепадами уровней. Наконец, фиг. 2c и 4c показаны опоры фундамента с глубокими сваями для сложного ландшафта местности.In both embodiments, as shown in FIG. 2a, 2b, 2c, 4a, 4b, and 4c, various configurations are possible in terms of shape, size, and depth of all or any of the supports to tailor the foundation to the characteristics of each landscape on which the tower will be installed. Thus, in FIG. 2a and 4a show supports at the same depth, which corresponds to a homogeneous terrain. In FIG. 2b and 4b show supports at different depths, which correspond to a heterogeneous terrain or landscape with level differences. Finally, fig. 2c and 4c show deep piling foundations for complex terrain.
Балки (2а, 2b, 2с) предпочтительно будут иметь прямоугольное сечение, с большей высотой в центральной части и меньшей высотой на концах. Секции большей высоты обычно ориентированы вниз, как показано на фиг. 1, 2, 3 и 4, таким образом, что большая часть фундамента находится ниже уровня земли (8), что сводит к минимуму визуальное воздействие. Однако на участках, где визуальное воздействие не так важно, можно собрать балки (2a, 2b, 2c), в качестве альтернативы, с секциями большей высоты, ориентированными вверх, как показано на фиг. 8 и 9, выступающими над уровнем земли (8) вместе с частью бетонного балластного заполнителя (5) или сборными бетонными элементами (10), вместе со всей соответствующей верхней плитой (6, 11).The beams (2a, 2b, 2c) will preferably have a rectangular section, with a higher height in the central part and a lower height at the ends. Sections of higher height are usually oriented downwards, as shown in Fig. 1, 2, 3 and 4 so that most of the foundation is below ground level (8), minimizing visual impact. However, in areas where the visual impact is not so important, beams (2a, 2b, 2c) can be assembled, alternatively with sections of greater height oriented upwards, as shown in Fig. 8 and 9 projecting above the ground level (8) together with part of the concrete ballast aggregate (5) or precast concrete elements (10), together with the entire corresponding top slab (6, 11).
Представленный фундамент для башен ветряных турбин требует особого способа строительства, который содержит:The presented foundation for wind turbine towers requires a special method of construction, which contains:
первый этап подготовки местности,the first stage of site preparation,
второй этап бетонирования опор (1),the second stage of concreting supports (1),
третий этап отверждения опор (1),the third stage of curing supports (1),
четвертый этап сборки сборных бетонных балок (2a, 2b),the fourth stage of assembly of precast concrete beams (2a, 2b),
пятый этап выполнения соединения балок (2a, 2b) в центральной части, иthe fifth stage of the connection of the beams (2a, 2b) in the central part, and
шестой этап заполнения оставшегося пространства до исходного уровня земли (8).the sixth stage of filling the remaining space to the original ground level (8).
Первый этап подготовки местности включает в себя рытье ям для опор (1), траншей между ними для размещения балок (2a, 2b) и центральной ямы для соединения балок (2a, 2b) и для бетонного балластного заполнителя (5) или сборных бетонных элементов (10), в зависимости от ситуации.The first stage of site preparation includes digging holes for the supports (1), trenches between them for placing the beams (2a, 2b) and a central hole for connecting the beams (2a, 2b) and for concrete ballast aggregate (5) or precast concrete elements ( 10), depending on the situation.
Второй этап бетонирования опор (1) включает в себя этап подготовки опалубки, этап установки металлической арматуры, этап установки опорного шарового шарнира (3) и анкеров (4) и этап заливки бетона.The second stage of concreting supports (1) includes the stage of formwork preparation, the stage of installation of metal reinforcement, the stage of installation of the support ball joint (3) and anchors (4) and the stage of pouring concrete.
Третий этап отверждения опор (1) будет проводиться в течение периода времени, соответствующего форме и объему используемого бетона.The third stage of curing of the supports (1) will be carried out for a period of time appropriate to the shape and volume of concrete used.
Четвертый этап сборки сборных балок (2a, 2b) включает в себя этап размещения балок посредством крана в их траншее с их внешними концами на опорном шаровом шарнире (3), этап жесткого скрепления вместе внутренних концов балок (2a, 2b) или внутренних концов балок (2b) со средней частью балки (2a), если она имеет двойную длину, с помощью обычных методов соединения сборных бетонных элементов, и этап жесткого скрепления внешних концов с опорами (1) посредством анкеров (4).The fourth step of assembling the precast beams (2a, 2b) includes the step of placing the beams by means of a crane in their trench with their outer ends on the supporting ball joint (3), the step of rigidly fastening together the inner ends of the beams (2a, 2b) or the inner ends of the beams ( 2b) with the middle part of the beam (2a) if it is of double length, using the usual methods of connecting precast concrete elements, and the step of rigidly fastening the outer ends to the supports (1) by means of anchors (4).
В случае, когда башня ветряной турбины выполнена металлической, пятый этап выполнения соединения балок (2a, 2b) в центральной части включает в себя этап выполнения бетонного балластного заполнителя (5) и этап выполнения верхней плиты (6) поверх соединения балок (2a, 2b).In the case where the wind turbine tower is made of metal, the fifth step of making the connection of the beams (2a, 2b) in the central part includes the step of making the concrete ballast aggregate (5) and the step of making the top plate (6) over the connection of the beams (2a, 2b) .
В случае, когда башня ветряной турбины выполнена бетонной в своей нижней части, пятый этап выполнения соединения балок (2a, 2b) в центральной части включает в себя этап сборки сборных бетонных элементов (10) в отверстиях, оставшихся между балками (2a, 2b, 2c) в центральной части, с помощью обычных методов соединения сборных бетонных элементов, с образованием полой камеры (9) натяжения, и этап выполнения верхней плиты (11) поверх соединения балок (2a, 2b).In the case where the wind turbine tower is made of concrete in its lower part, the fifth step of making the connection of the beams (2a, 2b) in the central part includes the step of assembling precast concrete elements (10) in the holes left between the beams (2a, 2b, 2c ) in the central part, using the usual methods of connecting precast concrete elements, forming a hollow chamber (9) of tension, and the step of making the top plate (11) over the connection of the beams (2a, 2b).
Специалисту в данной области техники будет очевидно, что характеристики различных вариантов осуществления могут быть объединены с характеристиками других возможных вариантов осуществления при условии, что такое сочетание технически возможно.It will be apparent to a person skilled in the art that the characteristics of the various embodiments may be combined with those of other possible embodiments, provided that such a combination is technically feasible.
Вся информация, относящаяся к примерам или вариантам осуществления, составляет часть описания изобретения.All information relating to the examples or embodiments forms part of the description of the invention.
Claims (21)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ESP201831175 | 2018-12-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021114631A RU2021114631A (en) | 2023-01-09 |
| RU2794278C2 true RU2794278C2 (en) | 2023-04-14 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004101898A2 (en) * | 2003-05-13 | 2004-11-25 | Aloys Wobben | Foundation for a wind energy plant |
| WO2015185770A1 (en) * | 2014-06-06 | 2015-12-10 | Esteyco S.A.P | Foundations system for towers and method for installing the foundations system for towers |
| US20170030045A1 (en) * | 2015-07-15 | 2017-02-02 | Rute Foundation Systems, Inc. | Beam and pile anchor foundation for towers |
| WO2017141098A1 (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | Holcim Technology Ltd | Foundation for a wind mill |
| RU2640462C2 (en) * | 2013-06-21 | 2018-01-09 | Воббен Пропертиз Гмбх | Method for wind turbine operation |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004101898A2 (en) * | 2003-05-13 | 2004-11-25 | Aloys Wobben | Foundation for a wind energy plant |
| RU2640462C2 (en) * | 2013-06-21 | 2018-01-09 | Воббен Пропертиз Гмбх | Method for wind turbine operation |
| WO2015185770A1 (en) * | 2014-06-06 | 2015-12-10 | Esteyco S.A.P | Foundations system for towers and method for installing the foundations system for towers |
| US20170030045A1 (en) * | 2015-07-15 | 2017-02-02 | Rute Foundation Systems, Inc. | Beam and pile anchor foundation for towers |
| WO2017141098A1 (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | Holcim Technology Ltd | Foundation for a wind mill |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7635993B2 (en) | Foundation for wind turbine tower | |
| US20240018736A1 (en) | Foundation with pedestal and ribs for towers | |
| US11072934B2 (en) | Foundation with pedestal and ribs for towers | |
| US9937635B2 (en) | Method of constructing a wind tower foundation | |
| RU2714745C1 (en) | Foundation for wind-driven power plant | |
| RU2720210C2 (en) | Foundation for wind-driven power plant | |
| EP2427603B1 (en) | Fatigue resistant foundation | |
| US20110061321A1 (en) | Fatigue reistant foundation system | |
| CN112469864A (en) | Base for wind turbine | |
| CA3162517A1 (en) | Foundation for a wind turbine | |
| EP4079970A1 (en) | Concrete foundation for a wind turbine tower and method for installing same | |
| RU2794278C2 (en) | Foundation for wind turbine towers | |
| US20240384493A1 (en) | Foundation for a tower for a wind turbine | |
| RU2021114631A (en) | FOUNDATION FOR WIND TURBINE TOWERS | |
| WO2022129555A1 (en) | System, manufacturing method and precast foundation structure for a wind turbine | |
| TH2101003130A (en) | Foundation for wind turbine towers |