T/CEC 5007-2018 风力发电机组预应力现浇式混凝土塔筒技术规范

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标准编号:T/CEC 5007-2018
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T/CEC 5007-2018 风力发电机组预应力现浇式混凝土塔筒技术规范

基础以上用于承载风力发电机组回转部分及以上部件的混凝 土结构。

塔筒顶部的过渡结构,用于连接风力发电机组和塔筒混凝土 部分。

塔简内部除主体结构之外的附属构件,如平台、电缆桥架、 电缆支架、照明设备等

2.1.4风力发电机组风荷载

作用于风力发电机组叶轮及机舱上的风荷载GB/T 27738-2011 重力式自动装料衡器,不包括塔筒所 受的风荷载。

作用于塔简上的风荷载。

风力发电机组开始发电时,轮毂高度处的最小无瑞流稳态风速。

风力发电机组设计所允许的发电状态下,轮毂高度处的最大 无瑞流稳态风速。

风力发电机组设计达到额定功率时,轮毂高度处的最小无湍 流稳态风速。

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t秒内最高风速的平均值,其概率为N年一遇(重现期:N年)。 注:本标准采用的重现周期为N=50年和N=1年,时间间隔为t=3s 和t=10min。极大风速即为俗称的“生存风速”。在风力发电机 组设计中以极大风速来定义设计荷载工况

f。 混凝土抗压强度设计值: f. 混凝土抗拉强度设计值; fy 普通钢筋抗拉、抗压设计值; fpy 预应力筋抗拉设计值; fptk 预应力筋抗拉强度标准值: R. 一 构件承载力设计值: C 设计时对变形、裂缝等规定的限值

2.2.2作用和作用效应

Fad 荷载设计值; Fk 荷载标准值; s 变形、裂缝等作用效应的代表值; Sa 荷载或作用组合的效应设计值; Swk 风荷载效应的标准值: Sck 永久荷载效应的标准值: Spk 预应力荷载效应的标准值: Sok 正常运行状态下可变荷载效应的标准值 SQkl 停机检修时可变荷载效应的标准值: SGE 重力荷载效应的代表值: S ehk 水平地震作用效应的标准值; V. 额定风速;

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Vin 切入风速; Vhub 轮毂高度处风速; Vout 切出风速; s 风荷载体形系数; z 风压高度变化系数; β. 风振系数。

2.2.3计算系数及其他

% 高结构重要性系数; YRE 承载力抗震调整系数; YG 永久荷载分项系数: Yp 预应力荷载分项系数; YQ 可变荷载分项系数; Yw 风荷载分项系数; Q 停机检修时可变荷载分项系数: YGE 重力荷载分项系数; Yehk 水平地震作用分项系数; E 抗震基本组合中的风荷载组合值系数。

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3.0.1塔筒主体结构的设计使用年限不应低于风力发电机组的设 计寿命。

1承载能力极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件 达到最大承载能力或不适于继续承载的过度变形。 2正常使用极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件 达到正常使用或耐久性能的某项规定的限值。 3.0.3塔筒的承载力应按下列公式验算: 1持久设计状况、短暂设计状况:

S,

式中: % 结构重要性系数,取1.0; 荷载或作用组合的效应设计值; Rd 构件承载力设计值: Yrr 构件承载力抗震调整系数,按表3.0.3取值。

表3.0.3构件承载力抗震调整系数

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3.0.4塔简的变形、裂缝等作用效应应按下列公式验算:

式中:S一一变形、裂缝等作用效应的代表值: C一一设计时对变形、裂缝等规定的限值。 3.0.5塔筒混凝土强度等级不应低于C60,基础混凝土强度等级 不应低于C35。 3.0.6塔简的设计、生产、施工和维护等过程可采用信息化协同 平台,实现建设和运维全过程的数据共享。 3.0.7塔简的生产和施工过程应建立完善的质量、安全与环境保 护管理体系。

3.0.8塔简施工应满足下列要求

1应制订完善的总体和分部分项工程施工组织方案和应急 预案; 2施工操作人员应经过培训,并具备各自岗位需要的基础知 识和技术水平,特殊工种的作业人员应持证上岗, 3.0.9设计、施工及验收过程应进行完整的记录。 3.0.10塔简工程所用的材料和部件等应有产品合格证书或产品 性能检测报告。 3.0.115 特种设备和工器具应进行检测并在有效期内。 3.0.12塔筒应设置沉降观测点,沉降点的设置和观测应按现行行 业标准《建筑变形测量规范》JGJ8的要求进行

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4.1.6在使用矿物掺合料时,矿物掺合料的种类和掺量

4.1.6在使用码物掺合科时,不 确定,且矿物掺合料应符合下列规定: 1粉煤灰应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉 煤灰》GB/T1596的规定,且粉煤灰宜采用I级;磨细粉煤灰应 等合现行国家标准《矿物掺合料应用技术规范》GB/T51003的 规定。 2粒化高炉矿渣粉不宜低于S95级,粒化高炉矿渣粉应符合 现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T 18046的有关规定。 3硅灰的二氧化硅含量宜大于90%,比表面积宜大于 15×10°m/kg,活性指数宜大于105%,硅灰其他性能应符合现行 国家标准《砂浆和混凝土用硅灰》GB/T27690的有关规定。 4复合掺合料应符合现行行业标准《混凝土用复合掺合料》 IG/T486中普通型I级的有关规定,同时其比表面积不应小于 700m*/kg,28d活性指数不宜低于110%;掺复合掺合料的受检混 凝土与基准混凝土的倒置落筒排空时间比不应大于60%

4.1.7外加剂应符合下列规定:

1外加剂应符合现行国家标准《混凝土外加剂》GB8076的 有关规定; 2外加剂与水泥和矿物掺合料之间应有良好的适应性,并应 经试验验证; 3减水剂宜采用聚羧酸系高性能减水剂,并应符合现行行业 标准《聚羧酸系高性能减水剂》JG/T223的规定; 4防冻剂应符合现行行业标准《混凝土防冻剂》JC475的规定。

4.2.1混凝土的强度标准值、轴心抗压强度设计值、轴心抗拉强 度设计值、弹性模量和线膨胀系数等取值应符合现行国家标准《混 凝土结构设计规范》GB50010的规定

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4.2.4同混工和基 制独度位分别合现行行业 标准《高强混凝土应用技术规程》JGJ/T281和《普通混凝土配合 比设计规程》JGJ55的规定。 4.2.5混凝土的耐久性应符合现行国家标准《混凝土结构耐久性 设计规范》GB/T50476的规定。塔筒混凝土的耐久性能还应符合 下列规定:

设计规范》GB/T50476的规定。塔筒混凝土的耐久性能还应符合 下列规定:

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4.4.1塔简和基础宜采用热轧带肋钢筋。其中,基础宜采用 HRB400或HRB500钢筋,塔筒宜采用HRB500钢筋。 4.4.2塔筒受力钢筋的直径不应小于8mm、不宜大于14mm,拉 结筋的直径不宜小于6mm。 4.4.3钢筋的强度标准值、强度设计值、弹性模量和线膨胀系数 等应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定, 4.4.4钢筋的疲劳强度应满足现行国家标准《混凝土结构设计规 范》GB50010的规定。

4.5.1预应力筋应采用高强度低松弛钢绞线,预应力钢绞线的强 度标准值、强度设计值、弹性模量和线膨胀系数等应符合现行压 家标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224和《混凝土结构设 计规范》GB50010的规定。

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每盘(卷)上应挂有标牌,标牌上写明品种、直径、强度级别、 松弛级别、重量、出厂日期及编号等。预应力钢绞线进场时应按 型号、种类分批检验

4.5.3预应力孔道应符合下列规定:

1预留孔道的内径宜比预应力束外径大15mm或以上,且孔 道内径的截面积不宜小于3倍钢绞线截面积。 2预应力混凝土用金属波纹管的性能和质量应符合现行行 业标准《预应力混凝土用金属波纹管》JG225的规定,且钢带厚 度宜符合增强型要求。当采用钢管时,管道应具有足够的刚度, 且应具有光滑的内壁并可被弯曲成适当的形状而不出现卷曲或被 压扁。

4.5.4锚具宜采用夹片式锚具,其静载锚固性能、疲劳荷载性能

4.5.4锚具宜采用夹片式锚具,其静载锚固性能、疲劳荷载性能、

锚固区传力性能、锚板强度、内缩量、锚口摩阻损失及张拉锚固 工艺等应满足现行国家标准《预应力筋锚具、夹具和连接器》GB/T 14370 的规定。

4.6.1钢筋连接用套简应符合现行行业标准《钢筋机械连接用套 简》JG/T163的规定,

表4.6.2预埋件制作允许偏差

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5.1 荷载与作用分类

5.1.1塔筒所受的荷载与作用可分为永久荷载、可变荷载和偶然 荷载。

5.1.1塔筒所受的何载与作用可分为永久何载、可变何载和偶然 荷载。 5.1.2 永久荷载应包括塔筒、基础、设备和附件自重及土压力 5.1.3可变荷载应包括风机风荷载、塔筒风荷载、风力发电机组 振动荷载、平台均布荷载和多遇地震作用。 5.1.4偶然荷载应包括罕遇地震作用, 5.1.5除本规范第5.1.2~5.1.4条规定的荷载外,还应考虑现行国 家标准《高算结构设计规范》GB50135和《风力发电机组设计

5.1.2 永久荷载应包括塔筒、基础、设备和附件自重及土压力。 5.1.3可变荷载应包括风机风荷载、塔筒风荷载、风力发电机组 振动荷载、平台均布荷载和多遇地震作用。 5.1.4偶然荷载应包括罕遇地震作用

振动荷载、平台均布荷载和多遇地震作用。 5.1.4偶然荷载应包括罕遇地震作用。 5.1.5除本规范第5.1.2~5.1.4条规定的荷载外,还应考虑现行国 家标准《高结构设计规范》GB50135和《风力发电机组设计 要求》GB/T18451.1中规定的各项荷载和作用

家标准《高耸结构设计规范》GB50135和《风力发电机组设计 要求》GB/T18451.1中规定的各项荷载和作用

5.2.1风力发电机组风荷载应包括叶轮和机舱受到的风荷载,应 分为正常运行荷载、极端荷载和疲劳荷载三类,且应采用荷载标 准值表示。

5.2.1风力发电机组风荷载应包括叶轮和机舱受到的风荷载,应 分为正常运行荷载、极端荷载和疲劳荷载三类,且应采用荷载标 准值表示。 5.2.2风力发电机组风荷载应由风力发电机组外部风况条件确 定。风况可分为风力发电机组正常运行期间频繁出现的正常风况 和1年或50年一遇的极端风况。

定。风况可分为风力发电机组正常运行期间频繁出现的正常风况 和1年或50年一遇的极端风况

和1年或50年一遇的极端风况。 5.2.3正常风况包括正常风廓线模型(NWP)、正常流模型 NTM)。不同模型的风速和漂流标准偏差应按照现行国家标准 《风力发电机组设计要求》GB/T18451.1的规定计算。 5.2.4极端风况包括极端风速模型(EWM)、极端运行阵风模型 (EOG)、极端流模型(ETM)、极端风向变化模型(EDC)、方

(NTM)。不同模型的风速和流标准偏差应按照现行国家标准 《风力发电机组设计要求》GB/T18451.1的规定计算。

5.2.4极端风况包括极端风速模型(EWM)、极端运行

(EOG)、极端流模型(ETM)、极端风向变化模型(EDC)、

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向变化的极端相十阵风模型(ECD)和极端风切变(EWS)等模 型。不同模型的风速和瑞流标准偏差按照现行国家标准《风力发 电机组设计要求》GB/T18451.1的规定计算。 5.2.5设计荷载工况应包括极限工况(U)和疲劳工况(F)两种 类型。其中,极限工况下应评估结构的承载力、稳定性和挠度; 疲劳工况下应评估结构的疲劳强度。 5.2.6极限工况应分为正常(N)、非正常(A)及运输和吊装(T) 三种状态。 5.2.7风机风荷载的设计荷载工况(DLC)应由表5.2.7确定。

变化的极端相十阵风模型(ECD)和极端风切变(EWS)等模 型。不同模型的风速和流标准偏差按照现行国家标准《风力发 电机组设计要求》GB/T18451.1的规定计算。

5.2.7风机风荷载的设计荷载工况(DLC)应由表5.2.7确定。

表5.2.7风机风荷载的设计荷载工况

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注:V土2m/s应分析此风速范围内所有风速的敏感性。

5.3.1塔简风荷载应包括机舱连接法兰以下的部分所受到的风 荷载。

式中:Wk 塔简风荷载标准值,kN/m; Wo 基本风压值,应根据风机风荷载的设计荷载工况选 取相应的基本风压值,但不宜小于0.35kN/m²; u 风荷载体形系数,应按现行国家标准《高箕结构设 计规范》GB50135的规定取值; 风压高度变化系数,应按现行国家标准《高箕结构 设计规范》GB50135的规定取值; B, 风振系数,应将塔简、风机和叶轮作为整体计算。

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5.3.3对于圆形塔筒,当塔筒坡度小于或等于2%时,应根据雷 诺数的不同情况进行横风向风振验算。横风向风荷载应按现行国 家标准《烟窗设计规范》GB50051的规定计算。

5.3.3对于圆形塔简,当塔简坡度小于或等于2%时,应根

5.3.3对于圆形塔筒,当塔筒坡度小于或等于2%时,瓜

5.4.1塔筒抗震验算应符合下列规定:

5.4.1塔简抗震验算应符合下列

1地震作用应采用风场所在地的基本烈度作为抗震设防 烈度; 2 应将塔筒、基础和风力发电机组作为整体进行计算: 3在计算地震作用时,钢筋混凝十塔筒的结构阳尼比可取 为0.05; 4抗震设防烈度为6度时,可不进行截面抗震验算; 5抗震设防烈度为7度时,可不计算竖向地震作用;8度和 9度时,还应计算竖向地震作用。 5.4.2地震作用的计算应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》 GB50011的规定。 Ⅱ米场灿时 日其本风压

小于0.5kN/m²时,可不进行截面抗震验算,但应满足现行国家标 准《建筑抗震设计规范》GB50011的抗震构造要求。

5.5荷载和地震作用效应组合

5.5.1塔简应按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进 行荷载和地震作用效应组合,并应取各自最不利的效应组合进 行设计。

电、停机检修、地震作用四种设计状态,并应取最不利情况进 行承载力设计。各设计状态包含的荷载效应组合应符合表5.5.2 的规定。

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表5.5.2荷载和地震作用效应组合

1正常运行及设备或电网故障两种设计状态下,塔筒荷载组 合的效应设计值应按下式计算:

Sa=YSGk+YpSpk+YoSok+YwSw

SGk 永久荷载标准值的效应: 预应力荷载标准值的效应: Sok 正常运行状态下可变荷载标准值的效应; Swk 风荷载标准值的效应,应包括风机风荷载和塔筒 风荷载; 永久荷载分项系数(其中:当永久荷载效应对结 构不利时,对由可变荷载效应控制的组合应取 1.2,对由永久荷载效应控制的组合应取1.35;当 永久荷载效应对结构有利时,不应大于1.0); Yp 预应力荷载分项系数(其中:当预应力荷载效应 对结构不利时,对由可变荷载效应控制的组合应 取1.2,对由永久荷载效应控制的组合应取1.35 当预应力荷载效应对结构有利时,不应大于1.0): 取1.4;风力发电机组风荷载分项系数按本规范表 5.5.3取值)。

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2停机检修设计状态下GB/T 26819-2011 信用主体标识规范,塔简荷载组合的效应设计值应按下 式计算:

S= YgSGk+YpSpk+YorSoki+YwSwk

式中:SQkl 停机检修时可变荷载标准值的效应; 3地震作用设计状态下,塔简荷载组合的效应设计值应按下 式计算:

S.=YSGe+YpSpk+YEn Sehk+weYwSw

式中:SGE 重力荷载代表值的效应: Sehk 水平地震作用标准值的效应; Yeh 水平地震作用分项系数,取1.3; WwE 抗震基本组合中风荷载组合值系数,取0.2 5.5.3 风机风荷载分项系数应按表5.5.3的规定取值

表5.5.3荷载分项系数

*为对于设计荷载工况DLC1.1,若给定的荷载通过统计荷载外推法来确定,风速在

5.5.4塔简正常使用极限状态,应验算风荷载作用下混凝土的裂

5.5.4塔筒正常使用极限状态,应验算风荷载作用下混凝土的裂 逢宽度和轮毂高度处的水平位移。 1正常运行及设备或电网故障两种设计状态下GB/T 29991-2013 香粉(蜜粉),塔筒简荷载组 合的效应设计值应按下式计算:

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