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导致这些问题的原因通常包含:
l 长期运行中风载荷使得基础承受360°方向的重复荷载和大偏心受力,导致混凝土疲劳损伤;
l 混凝土的原材料、拌和物和易性、浇筑工艺、养护质量问题;
l 混凝土腐蚀问题;
l 设计问题等。
风力发电机组基础检测方法
目前,应用于机组基础检测的方法主要分为无损检测和微破损检测两大类,具体包括:
(1) 无损检测方法
l 依据《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204-2015),进行机组基础整体外观检测:重点检查基础周边是否出现明显的脱开裂隙,防水层裂纹,混凝土压溃以及冒浆的现象,若有混凝土裂缝则进行长度、宽度、深度及走向测量,绘制裂缝分布图。
l 依据《风电机组地基基础设计规定》(FD 003-2007)、《建筑变形测量规范》(JTJ 8-2016),进行基础沉降检测,用以评定基础水平倾斜情况。
l 依据《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T 23-2011),进行混凝土表面强度回弹检测,用以评定混凝土的表面强度。
l 依据《雷达法检测混凝土结构技术标准》(JGJ/T 456-2019),进行基础混凝土雷达密实度检测,利用机组周围的开阔地带,对基础混凝土进行雷达扫描,以检测混凝土的密实度及内部缺陷。
l 依据《风力发电机组 验收规范》(GB/T 20319-2017),进行风电机组塔架垂直度检测,用以评定机组基础沉降和塔架变形综合情况。
l 依据《建筑桩基检测技术规范》(JGJ 106-2014),进行桩基完整性检测:高应变、低应变、超声波检测。
(2) 微破损与其他检测方法
l 依据《钻芯法检测混凝土强度技术规程》(JGJ/T 384-2016),进行混凝土钻芯,该检测可以评定基础混凝土强度和密实度。
l 依据《钻芯法检测混凝土强度技术规程》(JGJ/T 384-2016),进行钻孔视频检测,该方法可以评定混凝土内部空腔和钢筋周边混凝土压碎情况。
l 依据《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204-2015),进行基础混凝土局部破拆,用以确认混凝土质量和内部损伤。
l 依据《建筑桩基检测技术规范》(JGJ 106-2014),进行桩基载荷试验检测,包含:单桩竖向抗压静载试验、单桩竖向抗拔静载试验、单桩水平静载试验等。
l 依据《建筑地基检测技术规范》(JGJ 340-2015),进行天然地基、复合地基承载力检测,包含:标准贯入试验检测、动力触探试验检测等。
l 依据鉴衡认证发布的《风力发电机组延寿技术规范》(CGC/GF 149:2020),陆上基础重点关注基础与塔架连接附近的裂缝,对裂缝的长度进行定期测量,判断其是否在合理范围内;同时对基础的混凝土强度、水平度进行检测,对基础的沉降观测数据进行分析,并对基础内部的密实度进行无损探伤检测。
检测周期
运行期的不同阶段,建议的基础检测周期有所不同(如表1所示),同时我们建议对机组的基础检测数据进行单机建档并长期跟踪分析。
表1建议基础检测周期
总结
对于已经长期运行风力发电机组,风载引发基础疲劳问题随着运行年限的增加日益突显。我国的风场环境千差万别,以承受动载荷为主的机组基础结构面临着较大的安全风险。通过对国内大量风电场风电机组基础损伤问题的检测与调查研究,鉴衡提出一套适时可行的检测方案,以便风场工作人员定期开展对基础的检测作业,并建立检测数据档案,长期追踪基础的损伤问题,避免重大的机组运行安全风险。
基础的疲劳损伤会直接影响延寿的决策,延寿前和延寿期间的基础损伤监控和检测是机组延寿的重要内容。对此,鉴衡发布了《风力发电机组延寿技术规范》,其中对陆上基础、海上基础的不同关注点作出了规定。
此外,为了进一步加深行业对延寿的了解,鉴衡还将针对更多延寿技术的关键模块开展专题讨论,包括:延寿的检查、外部条件的分析、运行状态的分析、模型建立方法、寿命计算方法、延寿与技改等。
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