專(zhuān)利名稱(chēng)：鋪設(shè)地基的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋪設(shè)塔架結(jié)構(gòu)的地基的方法以及涉及一種在鋪設(shè)地基時(shí)使用的模板。
背景技術(shù)：
當(dāng)鋪設(shè)塔架結(jié)構(gòu)(諸如風(fēng)力渦輪機(jī))的地基時(shí)，加強(qiáng)的混凝土元件通常是鑄件以及隨后風(fēng)力渦輪機(jī)塔架被定位在混凝土元件上并且固定到該混凝土元件。將塔架固定到混凝土元件的簡(jiǎn)單方式是在混凝土元件中錨入基本垂直的錨桿，以及將這些錨桿連接到與塔架壁相連接的凸緣。US 5，586，417公開(kāi)了這種塔架結(jié)構(gòu)的示例。地基被形成在地坑內(nèi)部以及外部和內(nèi)部進(jìn)行回填。地基的下部端部具有完全嵌入其中的圓周環(huán)。多組內(nèi)部及外部沿圓周被間 隔排開(kāi)的螺栓具有被錨入到所述環(huán)中的下部端部、向上突出到地基頂部之外的上部端部、以及沒(méi)有與構(gòu)成地基的水泥材料連接的中間部分。管狀塔架的基部凸緣被向下定位到地基的上部端部上，其中內(nèi)部及外部螺栓組的上部端部穿過(guò)被配置在基部凸緣中的孔而向上突出。螺母被向下擰到螺栓的上部端部上并且靠著基部凸緣。螺母被較大地施加扭力，以便使螺栓處于較高的張力中以及因此使圓柱形地基的基本整個(gè)長(zhǎng)度處于較高的軸向壓縮中。高強(qiáng)度水泥漿可以被直接地用于塔架的基部凸緣下方，從而支撐塔架的重量。由于材料成本原因，這種水泥漿對(duì)于整個(gè)地基而言可能是不被期望的。因此，水泥漿以相對(duì)較低的強(qiáng)度被模制到混凝土的基部上。重要的是在高強(qiáng)度水泥漿與相對(duì)較低強(qiáng)度的混凝土之間提供牢固的連接面，但是兩種不同類(lèi)型的材料的使用增加了模制成本以及與其有關(guān)的時(shí)間消耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鋪設(shè)塔架結(jié)構(gòu)的地基的改進(jìn)的方法，以及提供一種在為塔架結(jié)構(gòu)鋪設(shè)地基時(shí)使用的模板。因此，在第一方面，本發(fā)明提供一種鋪設(shè)包括基部凸緣的塔架結(jié)構(gòu)的地基的方法，該方法包括以下步驟-配置多個(gè)錨桿，-配置環(huán)形的模板，-將錨桿設(shè)置在地上的坑中，-將模板設(shè)置成與錨桿相接合以便因此被支撐，-澆鑄混凝土元件，其中模板在混凝土元件中提供凹槽，-在混凝土元件中的凹槽中澆鑄第二澆鑄層，-使基部凸緣下降到第二澆鑄層上，以及-將基部凸緣固定到混凝土元件。塔架結(jié)構(gòu)可以包括被安裝到彼此頂部的傳統(tǒng)錐狀圓形塔架區(qū)段。每個(gè)塔架區(qū)段由鋼板制成，該鋼板被彎卷成形并且通過(guò)將相對(duì)的自由端部焊接而被組裝，因此形成封閉環(huán)。替代地，每個(gè)區(qū)段都可以由多個(gè)板件形成，該板件被組裝從而形成塔架區(qū)段。塔架還可以被制成而不使用塔架區(qū)段，例如塔架可以通過(guò)多個(gè)具有最終塔架的高度的板件而被組裝。還可以使用其它類(lèi)型的塔架，這些塔架具有從基部凸緣向上延伸的塔架壁。錨桿可以是基本上垂直地被設(shè)置在地上的坑中的細(xì)長(zhǎng)的高強(qiáng)度鋼桿。它們可以圍繞著混凝土元件的中心被間隔排開(kāi)。當(dāng)將錨桿設(shè)置在地上的坑中時(shí)，錨環(huán)可以已經(jīng)被定位在坑底部的上方。錨環(huán)可以是包括多個(gè)通孔的鋼凸緣，該通孔使得錨桿能夠連接到錨環(huán)，因此錨環(huán)可以被連接到錨桿的下部端部。錨桿的下部端部可以形成螺紋，以及錨桿與錨環(huán)的連接可以通過(guò)將螺母在錨環(huán)下方接附到每個(gè)錨桿而被緊固。當(dāng)澆鑄混凝土元件時(shí)，錨桿的上部區(qū)段可延伸穿過(guò)混凝土元件的上部表面，即穿過(guò)混凝土元件的上部安裝平面。在一個(gè)實(shí)施例中，錨桿被成對(duì)地間隔排開(kāi)，并排地形成了圍繞著混凝土元件中心的兩個(gè)環(huán)，錨桿內(nèi)環(huán)具有稍稍小于錨桿外環(huán)的直徑。在這個(gè)實(shí)施例中，錨環(huán)包括圍繞著錨環(huán)中心被間隔排開(kāi)的兩組通孔，這些通孔形成了兩個(gè)環(huán)。另一個(gè)實(shí)施例包括四組錨桿，該錨桿被間隔排開(kāi)，并排地形成了圍繞著混凝土元件中心的四個(gè)環(huán)，錨環(huán)包括等于錨桿數(shù)目的多 個(gè)通孔。替代地，可以應(yīng)用其它數(shù)目的錨桿，以允許錨桿和錨環(huán)的其它配置。在簡(jiǎn)單實(shí)施例中，錨桿可以因此形成圍繞著混凝土元件中心的僅僅一個(gè)環(huán)。錨桿可以包括表面處理，這允許張緊錨桿而基本上沒(méi)有影響混凝土元件的摩擦力。表面處理可以是涂層或者套管的形式。作為示例，錨桿可以被例如塑料的、纏繞在塑料帶中的或者涂覆有適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑劑的中空管包覆，從而允許錨桿在張力下拉伸而大致上不與混凝土元件相互作用。為了將塔架固定到混凝土元件，塔架的基部凸緣可以包括多個(gè)通孔。因此當(dāng)定位塔架時(shí)，錨桿可以延伸穿過(guò)這些孔。在一個(gè)實(shí)施例中，錨桿的內(nèi)環(huán)延伸穿過(guò)基座凸緣中的孔以及延伸到塔架的內(nèi)部空間中，而錨桿的外環(huán)延伸穿過(guò)基座凸緣中的孔以及延伸到塔架外部的空間中。當(dāng)錨桿的一個(gè)環(huán)在塔架內(nèi)部空間延伸以及另一個(gè)環(huán)在塔架外部空間延伸時(shí)，由于塔架所導(dǎo)致的混凝土元件上的扭矩能夠被減小。當(dāng)錨桿被設(shè)置在坑中時(shí)，環(huán)形的模板被設(shè)置成與錨桿接合以便因此被支撐。通過(guò)提供環(huán)形模板，可以有助于模板與錨桿相接合的設(shè)置。術(shù)語(yǔ)“模板”就此而言被理解為包括板材、片材或者類(lèi)似結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)被設(shè)置成例如作為暫時(shí)的措施而保持新近地被放置并且被壓實(shí)的混凝土，直到混凝土獲得足夠的強(qiáng)度支撐自身。最終的混凝土的外觀依賴(lài)于模板的表面紋理及剛度。環(huán)形的模板的尺寸依賴(lài)于塔架結(jié)構(gòu)的尺寸。模板的直徑可以例如在2，500_10，OOOmm的范圍內(nèi)。通過(guò)設(shè)置模板與錨桿相接合，模板被接附到錨桿，從而使得錨桿支撐/承載模板。然而，如果期望的話，模板和至少部分錨桿可以包括適合于彼此協(xié)作以及進(jìn)一步支撐模板的單獨(dú)的固定結(jié)構(gòu)。固定結(jié)構(gòu)可以包括適合于與例如錨桿的螺紋部分協(xié)作的螺母或者類(lèi)似的結(jié)構(gòu)。替代地，模板可以被設(shè)置成通過(guò)摩擦力而與錨桿相接合，從而使得不需要單獨(dú)的固定結(jié)構(gòu)。還可以應(yīng)用其它方式將模板設(shè)置成與錨桿相接合。模板與錨桿之間的接合允許在設(shè)置模板時(shí)對(duì)模板的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使得在設(shè)置模板期間和/或設(shè)置模板之后模板相對(duì)于錨桿長(zhǎng)度的位置可以被調(diào)節(jié)。因此可以相對(duì)于坑底部調(diào)節(jié)模板的位置。如果模板被設(shè)置成通過(guò)摩擦力而與錨桿相接合，那么高度調(diào)節(jié)可以容易且快速地完成。在設(shè)置錨桿和模板之后，混凝土元件可以被澆鑄到地上的坑中。為此，第一澆鑄層被澆鑄在坑中并且圍繞著模板從而形成混凝土元件。錨桿因此可以充當(dāng)混凝土元件的加強(qiáng)件。然而，還可以設(shè)置其它的加強(qiáng)件。模板在混凝土元件中提供凹槽，第二澆鑄層能夠被澆鑄在該凹槽中。模板可以被成形從而確保凹槽的恰當(dāng)形狀，因此實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，模板在澆鑄第二澆鑄層之前被移除。在這個(gè)情況下，模板的外部形狀可以對(duì)應(yīng)于最終的凹槽的形狀，同時(shí)模板可以保持液態(tài)混凝土直到它獲得足夠的強(qiáng)度來(lái)支撐自身。當(dāng)移除模板時(shí)，凹槽可以為第二澆鑄層，即高強(qiáng)度灌漿做好準(zhǔn)備。當(dāng)將塔架的基部凸緣下降到混凝土元件上時(shí)，混凝土元件受到壓力。因此，第二澆 鑄層可以被設(shè)置成將壓力分配到混凝土元件。第二澆鑄層可以在將基部凸緣固定到混凝土元件之前被澆鑄，因此允許在固定基部凸緣時(shí)混凝土元件受到的壓力的均勻分配。將基部凸緣固定到混凝土元件的步驟可以進(jìn)一步包括在錨桿上施加張力的步驟?；客咕壙梢园ǘ鄠€(gè)通孔，錨桿可以延伸穿過(guò)該通孔。錨桿的上部部分可以形成螺紋以允許螺母接附到其上。在將基部凸緣下降之后，它可以通過(guò)將螺母在基部凸緣上方接附到各個(gè)錨桿而被固定，因此在錨桿上施加張力。在替代實(shí)施例中，在澆鑄第二澆鑄層之前，模板沒(méi)有被移除，即第二澆鑄層被澆鑄在模板頂部上，該模板在混凝土元件中提供有凹槽。為了有助于模板與錨桿相接合的設(shè)置和/或?yàn)榱擞兄谀０宓奶幚?，模板可以由多個(gè)區(qū)段制成。區(qū)段數(shù)目可以例如依賴(lài)于塔架結(jié)構(gòu)的的尺寸、塔架結(jié)構(gòu)的直徑、模板的運(yùn)輸路線的長(zhǎng)度、模板的重量等等。因此，模板可以作為示例而包括I到100個(gè)或者甚至更多的區(qū)段。至少一個(gè)區(qū)段可以被模制成一體件。然而，區(qū)段可以替代地由兩個(gè)或多個(gè)部分制成，該部分被組裝以形成區(qū)段。模板可以由泡沫或者橡膠制成，因?yàn)檫@些材料能降低模板的重量以及因此便于將其處理。例如，材料可以是PE (聚乙烯)。然而，其它材料諸如金屬，也可以被使用。使用由泡沫、橡膠、或者類(lèi)似材料制成模板的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于在混凝土已經(jīng)獲得足夠強(qiáng)度從而支撐自身之后，模板能夠容易地被移除。這是由于模板可以通過(guò)在施工現(xiàn)場(chǎng)可獲得的的鏟子或者類(lèi)似工具而被移除。施工工人能夠通過(guò)將模板挖走以及因此將其破壞而將其移除。因此，在其它施工現(xiàn)場(chǎng)重新使用該模板是不可能的。為了有助于模板與錨桿接合的設(shè)置，模板可以包括孔，錨桿可以被接收到該孔中。模板因此可以被定位在向上突出的錨桿的頂部上，錨桿可以被接收到孔中，以及模板可以被向下推動(dòng)直到達(dá)到適當(dāng)?shù)奈恢?。如果模板包括區(qū)段，那么該區(qū)段可以一個(gè)接一個(gè)地被定位。為了有助于模板與錨桿之間的接合，模板可以被制成使得它需要孔的彈性變形以便錨桿被接收到其中，即孔可以被制成小于錨桿的直徑的尺寸。這進(jìn)一步具有優(yōu)點(diǎn)孔是自密封的從而使得液態(tài)混凝土不會(huì)通過(guò)孔滲透到模板的另一側(cè)。例如，錨桿可以具有36_的直徑，而孔可以具有32_的直徑。然而應(yīng)當(dāng)理解的是，孔可以具有在模板的材料厚度的方向(厚度方向)上連續(xù)降低或者逐步降低的直徑。因此，將模板設(shè)置成與錨桿相接合的步驟可以包括將錨桿插入穿過(guò)模板中的孔的步驟，該孔具有比錨桿更小的直徑，以便在錨桿被插入穿過(guò)孔時(shí)會(huì)彈性變形。如果模板在澆鑄第二澆鑄層的步驟之前被移除，那么有利的是，該方法進(jìn)一步包括在澆鑄混凝土元件之前涂覆模板從而降 低模板與混凝土元件之間粘合的步驟，因?yàn)檫@會(huì)便于模板的移除。替代地，用于模板的材料可以被選擇，從而使得由于固有的材料特性，該材料確保模板與混凝土元件之間足夠低程度的粘合。在第二方面中，本發(fā)明提供一種用于在鋪設(shè)包括錨桿的地基時(shí)所使用的模板，該模板為環(huán)形并且包括孔，其中錨桿能夠被接收到該孔中。應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的第一方面的上述特征也可以被應(yīng)用于涉及到根據(jù)本發(fā)明的第二方面的在鋪設(shè)地基時(shí)所使用的模板。因此，第二方面可以包括本發(fā)明的第一方面的特征和元件的任意組合?？赡苄枰椎膹椥宰冃螐亩鴮㈠^桿接收到該孔中，因此可以有助于錨桿與模板之間的接合。


參考附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖I展示了模板的實(shí)施例，圖2展示了用于塔架結(jié)構(gòu)的地基的實(shí)施例，圖3展示了與多個(gè)錨桿相接合的模板的實(shí)施例，圖4展示了從上方觀察的圖3的實(shí)施例，圖5展示了模板的區(qū)段的實(shí)施例，以及圖6A和圖6B展示了模板的區(qū)段的替代實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式圖I示意性地展示了模板I的實(shí)施例，該模板的結(jié)構(gòu)將在下面被描述。模板I將會(huì)在鋪設(shè)包括基部凸緣4的塔架結(jié)構(gòu)3的地基2時(shí)被使用，如圖2所示。圖2進(jìn)一步展示了用于塔架結(jié)構(gòu)3的混凝土元件5，該塔架結(jié)構(gòu)基本上圍繞著中心線CL旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)?；炷猎?在地上的坑6中被澆鑄并且包括鋼加強(qiáng)件7。模板I (在圖I中展示，在圖2中未展示)在混凝土元件5中提供凹槽8。如圖2所示，混凝土元件5還包括多個(gè)錨桿9以及錨環(huán)10。錨桿9是細(xì)長(zhǎng)的高強(qiáng)度鋼桿，其基本上垂直地被設(shè)置在混凝土元件5中并且圍繞著混凝土元件5的中心被間隔排開(kāi)。錨環(huán)10是包括多個(gè)通孔的鋼凸緣，該通孔使錨桿9能夠連接到錨環(huán)10。錨環(huán)10被定位在混凝土元件5底部附近，因此錨環(huán)10被連接到錨桿9的下部端部。錨桿9的下部部分形成螺紋，以及錨桿9與錨環(huán)10的連接是通過(guò)將螺母11在錨環(huán)10下方接附到每個(gè)錨桿9而得以確保。錨桿9的上部區(qū)段延伸穿過(guò)混凝土元件5的上部安裝平面12。錨桿9向上延伸的上部區(qū)段也在圖I中被展示，其中它們延伸穿過(guò)模板I。錨桿9被成對(duì)地并排間隔開(kāi)，形成圍繞著混凝土元件5中心的兩個(gè)環(huán)，錨桿9的內(nèi)環(huán)具有稍稍小于錨桿9的外環(huán)的直徑。錨環(huán)10包括圍繞著錨環(huán)10的中心被間隔排開(kāi)的兩組通孔，這些通孔形成兩個(gè)環(huán)(參見(jiàn)圖I和圖2)。為了將塔架結(jié)構(gòu)3固定到混凝土元件5，基部凸緣4包括多個(gè)通孔。因此，當(dāng)定位塔架結(jié)構(gòu)3時(shí)，錨桿9延伸穿過(guò)這些孔。錨桿9的上部部分形成螺紋，允許螺母13與之連接。在將塔架結(jié)構(gòu)3定位之后，通過(guò)將螺母13在基部凸緣4的上方接附到錨桿9而將該塔架結(jié)構(gòu)3固定，因此在錨桿9上施加張力。錨桿9可以包括表面處理(未示出)，這樣允許張緊錨桿9而基本上沒(méi)有影響混凝土元件5的摩擦力。該表面處理是涂層，其允許錨桿9在張力下拉伸而大致上不會(huì)與混凝土元件5相互作用。替代地，至少部分錨桿可以被中空塑料管包覆，從而避免混凝土元件5與錨桿9之間的相互作用。第二澆鑄層14位于混凝土元件5與基部凸緣4之間。這個(gè)第二澆鑄層14被配置成將壓力分配到混凝土元件5。第二澆鑄層14被澆鑄在由環(huán)形模板I提供的凹槽8中。 如上所述，模板I在附圖中示意性地顯示。其實(shí)際的結(jié)構(gòu)可以變化，但是本設(shè)計(jì)的一個(gè)方面在于它與錨桿9接合。因此，當(dāng)設(shè)置模板I與錨桿9相接合時(shí)，模板I被接附到錨桿9，從而使得錨桿9支撐以及承載模板I (參見(jiàn)圖I和3)。在展示的實(shí)施例中，模板I被設(shè)置成通過(guò)摩擦力而與錨桿9接合，從而使得不需要單獨(dú)的固定機(jī)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)模板I與錨桿9之間的接合，模板被制成使得它需要孔15的彈性變形(參見(jiàn)圖5和6)用于將錨桿9接收在其中，即孔15被制成小于錨桿9的直徑的尺寸。這進(jìn)一步具有優(yōu)點(diǎn)孔15是自密封的從而使得液態(tài)混凝土不會(huì)通過(guò)孔15而滲透到模板I的另一側(cè)面。為了實(shí)現(xiàn)孔15的彈性變形，模板I可以由泡沫或者橡膠制成。這進(jìn)一步具有優(yōu)點(diǎn)模板I的重量能夠低于例如由鋼制成的模板的重量。圖3顯示了與多個(gè)錨桿9接合的模板I的實(shí)施例。錨桿9進(jìn)一步被連接到錨環(huán)10。圖4是從上方觀察的圖3所示的視圖。在設(shè)置錨桿9和模板I之后，混凝土元件5能夠被澆鑄在地6上的坑中。為此，第一澆鑄層被澆鑄在坑中并且圍繞著模板1，從而形成混凝土元件5。錨桿9因此可以與加強(qiáng)件7共同地充當(dāng)混凝土元件5的加強(qiáng)件(參見(jiàn)圖2)。如圖3、4、5、6中展示的，模板I可以由多個(gè)區(qū)段16、116制成。區(qū)段16、116的數(shù)目可以依賴(lài)于例如塔架結(jié)構(gòu)3的尺寸、塔架結(jié)構(gòu)3的直徑、模板的運(yùn)輸路線的長(zhǎng)度、模板I的重量等。在圖3和4的實(shí)施例中，模板I包括4個(gè)區(qū)段16、116。在圖5中，區(qū)段16的被展示的實(shí)施例由三個(gè)不同部分制成頂部部分16a、中間部分16b、以及底部部分16c。在替代實(shí)施例中，區(qū)段可以被澆鑄為一體件。被展示的實(shí)施例16包括12個(gè)用于與錨桿9接合的通孔15。通孔15的數(shù)目依賴(lài)于塔架結(jié)構(gòu)的尺寸以及區(qū)段16的數(shù)目。圖6A和圖6B展示了區(qū)段116的替代實(shí)施例。圖6A是區(qū)段116的頂視圖，而圖6B從下方展示了區(qū)段116。被展示的實(shí)施例116由兩個(gè)不同部分制成頂部部分116a和底部部分116c。區(qū)段116包括14個(gè)用于與錨桿9相接合的通孔15。通孔15被成對(duì)地并排間隔開(kāi)，形成圍繞著混凝土元件5中心的兩個(gè)環(huán)。在被展示的實(shí)施例116中，每對(duì)通孔15被定位在模板116中的凹部17中。
權(quán)利要求
1.一種鋪設(shè)塔架結(jié)構(gòu)的地基的方法，所述塔架結(jié)構(gòu)包括基部凸緣，所述方法包括以下步驟 -配置多個(gè)錨桿， -配置環(huán)形的模板， -將所述錨桿設(shè)置在地上的坑中， -將所述模板設(shè)置成與所述錨桿接合以便因此被支撐， -澆鑄混凝土元件，其中所述模板在所述混凝土元件中提供凹槽， -在所述混凝土元件中的所述凹槽中澆鑄第二澆鑄層， -將所述基部凸緣下降到所述第二澆鑄層上，以及-將所述基部凸緣固定到所述混凝土元件。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述模板在澆鑄所述第二澆鑄層之前被移除。
3.如權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述模板由多個(gè)區(qū)段制成。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，至少一個(gè)所述區(qū)段被模制為一體件。
5.如前述權(quán)利要求中任一所述的方法，其特征在于，所述模板由泡沫或橡膠制成。
6.如前述權(quán)利要求中任一所述的方法，其特征在于，將所述模板設(shè)置成與所述錨桿相接合包括以下步驟 -將所述錨桿插入穿過(guò)所述模板中的通孔，所述通孔具有比所述錨桿的直徑更小的直徑，從而在所述錨桿被插入穿過(guò)所述通孔時(shí)所述通孔彈性變形。
7.如前述權(quán)利要求中任一所述的方法，其特征在于，還包括在澆鑄所述混凝土元件的步驟之前涂覆所述模板的步驟，從而減小所述模板與所述混凝土元件之間的粘合。
8.一種模板，用于在鋪設(shè)包括錨桿的地基時(shí)使用，所述模板是環(huán)形的并且包括孔，所述錨桿能夠被接收到所述孔中。
9.如權(quán)利要求8所述的模板，其特征在于，為了將所述錨桿接收到所述孔中，所述孔的彈性變形是需要的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鋪設(shè)塔架結(jié)構(gòu)(3)的地基(2)的方法，該塔架結(jié)構(gòu)包括基部凸緣(4)。該方法包括以下步驟配置多個(gè)錨桿(9)，配置環(huán)形模板(1)，將錨桿(9)設(shè)置在地上的坑中，將模板(1)設(shè)置成與錨桿(9)相接合以便因此被支撐，澆鑄混凝土元件(5)，在混凝土元件中的凹槽(8)中澆鑄第二澆鑄層，該凹槽(8)由模板(1)提供，將基部凸緣(4)下降到第二澆鑄層上，以及將基部凸緣固定到混凝土元件。
文檔編號(hào)E02D27/42GK102859076SQ201080066354
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2010年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月24日
發(fā)明者B·奧爾加德 申請(qǐng)人:維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)集團(tuán)公司