錨桿倒肋式風機基礎受力性能的數值模擬

摘 要：為了解決風機基礎施工成本高、施工難度大等問題，提出了一種新型錨桿倒肋式風機基礎。利用有限元分析軟件ＡＢＡＱＵＳ對該新型風機基礎與傳統梁板式風機基礎在極端運行荷載工況下的混凝土應力、鋼筋應力、基礎位移以及基礎傾斜率進行數值模擬分析，并進一步討論二者的混凝土用量、鋼筋用量、土方開挖量。結果表明，錨桿的添加以及倒肋的結構設計使錨桿倒肋式風機基礎的受力性能、經濟性等方面明顯優于傳統梁板式風機基礎，具有較好的應用前景。

關 鍵 詞：錨桿；倒肋式風機基礎；數值模擬；有限元方法；抗傾覆性；抗滑移性；局部破壞；經濟性

中圖分類號：ＴＵ４７６ 文獻標志碼：Ａ 文章編號：１０００－１６４６（２０２４）０２－０２３３－０８

風能憑借無污染、無安全隱患等優點，逐漸成為世界可再生能源開發利用的主要對象［１］。隨著風電產業的大力發展，由塔筒和基礎組成的風力發電支撐系統的結構設計與安全評估變得更加重要［２］。梁板式基礎和擴展式基礎是當前使用率最高的基礎，但二者混凝土和鋼筋的用量較大，開挖回填工程量大，破壞生態環境。因此，開發一種新型的風機基礎工作已迫在眉睫。

國內外對風電領域已有較多研究，其中，霍濤［３］通過分析氣象站記錄的氣象數據，進一步探討風速及風向對風機使用壽命的影響；陳冰等［４］提出了安裝基礎環墊板的施工方法，改進工藝的同時縮短了施工工期，提高了安裝精度；蔣理論等［５］提出了對風機基礎環上法蘭水平度檢測的方法，該方法能反映基礎混凝土表面及基礎內部混凝土的損傷情況；楊文強［６］以現行規范為基礎，對土巖組合地基變形進行理論計算，并提出局部換填、基礎下落、鋪設褥墊等地基處理方法；ＣＡＳＴＲＯ等［７］考慮土結構相互作用對陸上風電機組進行了動力分析；ＨＡＧＨＳＨＥＮＯ等［８］研究了各向異性非均質傾斜地基上的淺基礎抗震承載特性，結果表明，破壞帶的深度隨著斜坡傾角的增加而增加。