一种风机基础断裂锚栓的更换方法

技术领域

本发明涉及断裂锚栓更换技术领域，具体涉及一种风机基础断裂锚栓的更换方法。

背景技术

风机基础是风电装备的重要组成部分，其是由锚栓、锚板及配套件组成的锚栓笼与混凝土浇筑而成，主要用于风力发电机组的固定。锚栓是风机基础的主要承载件，由于风机塔筒和风力发电组件竖立在80～150m的高空，运行工况较为恶劣，使得锚栓承受着360°方向的交变载荷，再加上锚栓生产质量问题、暴力施工或锚栓张拉力取值过高等问题，导致锚栓在正常使用过程中会出现断裂的情况。为了保证风机基础的正常运行，需要更换断裂的锚栓。

由于锚栓的长度通常为4～12m，锚栓的断裂位置不固定，而风机基础中安装锚栓的锚栓孔狭窄而细长，因此很难将断裂锚栓从锚栓孔中拆卸并取出。

授权公告号为CN105155571B的中国发明专利公开了一种预应力锚栓组件的更换施工方法，包括以下步骤：首先拔出断裂锚栓上段，然后用自攻螺纹钻头对准钻入断裂锚栓的断裂截面，自攻螺纹钻头钻入的同时带动断裂锚栓下段旋转，使断裂锚栓下段自动退出下螺母，之后将自攻螺纹钻头和断裂锚栓下段一同从锚栓孔中取出。

上述技术方案对锚栓断裂截面的平整度要求较高，需保证钻孔轴线与断裂锚栓下段轴线近似重合。如果锚栓发生颈缩断裂或者锚栓断裂截面为斜面，则很难在锚栓断裂截面上钻孔，若钻孔位置处于断裂截面的边缘位置，钻孔轴线与断裂锚栓下段轴线存在较大的偏心距，则很难通过在钻孔上施加扭矩的方式实现断裂锚栓下段的拆卸，导致断裂锚栓的更换较为困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风机基础断裂锚栓的更换方法，以解决现有技术中锚栓更换方法对锚栓断裂截面的平整度要求较高而导致断裂锚栓的更换较为困难的技术问题。

为实现上述目的，本发明风机基础断裂锚栓的更换方法的技术方案是：

风机基础断裂锚栓的更换方法，包括以下步骤：步骤一，拆卸断裂锚栓上段；步骤二，将拆卸杆插入锚栓孔中，并使拆卸杆下端的顶压面顶压在断裂锚栓下段的断面上，转动拆卸杆以将断裂锚栓下段从下锚板中旋出；步骤三，将断裂锚栓下段从锚栓孔中取出；步骤四，安装新锚栓。

有益效果是：本发明中的拆卸杆能够适应锚栓孔狭小而细长的空间，通过将拆卸杆插入锚栓孔中，并利用拆卸杆的顶压力产生的摩擦力，使得拆卸杆转动时带动断裂锚栓下段转动，以将断裂锚栓下段从下锚板上旋拧出来。本发明的拆卸方式对锚栓断裂截面的平整度要求较低，且较为简单、快捷，有利于作业人员在户外对断裂锚栓进行更换。

作为进一步地改进，利用固定在旁侧锚栓上的弹性加压结构对拆卸杆加压，以使拆卸杆下端的顶压面顶压在断裂锚栓下段的断面上。

有益效果是：通过弹性加压结构向拆卸杆施加压力，在保证拆卸头的顶压面和断口的截面之间有足够大的摩擦力的情况下，使得拆卸杆便于驱动断裂锚栓下段转动。

作为进一步地改进，弹性加压结构包括用于固定在旁侧锚栓上的套筒、处于套筒内的压簧以及螺纹连接在套筒内的压杆，拆卸杆的上端滑动装配在套筒内，压簧的上端顶压在压杆上，压簧的下端顶压在拆卸杆上。

有益效果是：这样设计，无需用手按压套筒，即可保证套筒固定，节省人力；而且可通过旋拧压杆来调节向拆卸杆施加的压力，在调节到位后压杆可自身保持在该位置。

作为进一步地改进，所述拆卸杆下端的拆卸头上设有与断裂锚栓下段的断口适配的拆卸杆插孔，拆卸杆插孔具有锥形面或斜面，锥形面或斜面构成所述的顶压面。

有益效果是：这样设计，使得拆卸杆适应缩颈或倾斜的断裂面。

作为进一步地改进，所述顶压面上设有顶压刃。

有益效果是：通过在顶压面上设置顶压刃，可以在拆卸断裂锚栓下段的过程中提供足够的摩擦力，以驱动断裂锚栓下段转动，进而实现断裂锚栓下段拆卸。

作为进一步地改进，所述拆卸杆下端的拆卸头为磁性头或者拆卸杆下端的拆卸头的顶压面上设有磁铁，拆卸杆通过拆卸头磁吸断裂锚栓下段以将断裂锚栓下段从锚栓孔中取出。

有益效果是：这样设计，拆卸杆可以通过拆卸头磁吸断裂锚栓下段以将断裂锚栓下段从锚栓孔中取出，操作较为方便。

作为进一步地改进，在断裂锚栓下段的断口插入取出杆插孔前，拉动成对穿绳孔之间的张拉绳使其为松弛状态并处于取出杆上缺口的上方；在断裂锚栓下段的断口插入取出杆插孔后拉紧张拉绳，使成对穿绳孔之间的张拉绳为张紧状态且经缺口进入到断裂锚栓下段的相邻两个螺牙之间，进而将断裂锚栓下段固定在取出杆的下端；通过上提取出杆以将断裂锚栓下段从锚栓孔中取出。

有益效果是：利用取出杆和张拉绳的配合，能够稳定将断裂锚栓下段固定在取出杆上，保证断裂锚栓下段从锚栓孔中取出。

作为进一步地改进，在断裂锚栓下段的断口插入取出杆插孔前，张拉绳的其中一端固定在取出杆的上端，张拉绳的另一端为自由端。

有益效果是：这样设计，在断裂锚栓下段的断口插入取出杆插孔后，只需拉动自由端即可将张拉绳张紧，操作较为方便。

作为进一步地改进，利用张拉器破坏上锚板下方的尼龙螺母将断裂锚栓上段拆卸下来。

有益效果是：以适用于对断裂的定位锚栓的拆卸。

作为进一步地改进，在安装新锚栓之前，先清理新锚栓上的油污，再将带有粘接剂的热缩管套设在新锚栓的光杆上，对热缩管加热，使热缩管逐步收缩以包裹新锚栓。

有益效果是：热缩管内侧的胶黏剂融化并粘接在光杆上，形成隔水隔氧的防腐层，以对新锚栓进行保护。

附图说明

图1为本发明中断裂锚栓上段拆除前的结构示意图；

图2为本发明断裂锚栓上段拆除后的结构示意图；

图3为本发明断裂锚栓拆卸装置的结构示意图；

图4为图3中拆卸杆的结构示意图；

图5为图3中断裂锚栓拆卸装置拆卸断裂锚栓下段前的结构示意图；

图6为图5的左视图；

图7为本发明第一种拆卸头的结构示意图；

图8为本发明第二种拆卸头的结构示意图；

图9为本发明第三种拆卸头的结构示意图；

图10为图3中断裂锚栓拆卸装置拆卸断裂锚栓下段后的结构示意图；

图11为本发明断裂锚栓取出装置的结构示意图；

图12为图11中断裂锚栓拆卸装置取出断裂锚栓下段前的结构示意图；

图13为图12的局部放大图；

图14为本发明新锚杆的结构示意图。

图中：11、传力杆段；12、旋拧杆段；13、拆卸头；14、旋拧部；15、固定长孔；16、套筒；17、压簧；18、压杆；19、固定板；20、断裂锚栓下段；21、拆卸杆插孔；22、顶压刃；23、旋拧工具；24、断裂锚栓上段；25、锚栓孔；26、张拉器；27、下锚板；28、新锚栓；29、热缩管；30、取出杆；31、张拉绳；32、缺口；33、固定柱；34、穿绳孔；35、上锚板；36、尼龙螺母；37、塔筒法兰；38、取出杆插孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”是基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示所指的装置或部件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步地详细描述。

本发明风机基础断裂锚栓的更换方法的实施例1：

本实施例中，风机基础断裂锚栓的更换方法会使用到断裂锚栓拆卸装置和断裂锚栓取出装置。

如图3至图9所示，断裂锚栓拆卸装置包括拆卸杆和弹性加压结构，拆卸杆的最大外径小于锚栓孔25的孔径，以使拆卸杆能够插入锚栓孔25中。拆卸杆包括传力杆段11、旋拧杆段12和拆卸头13，拆卸头13设置在传力杆段11的下端，拆卸头13具有用于顶压在断裂锚栓下段20的断面上的顶压面。旋拧杆段12设置在传力杆段11的上端，旋拧杆段12具有旋拧部14，旋拧部14供旋拧工具23旋拧以带动拆卸杆转动，从而将断裂锚栓下段20拆卸下来。其中，旋拧工具23为扳手。

应当说明的是，如果上锚板35和塔筒法兰37上的孔径大于或等于拆卸杆的最大外径，则不需要对上锚板35和塔筒法兰37上的孔进行扩孔处理；如果上锚板35和塔筒法兰37上的孔径小于拆卸杆的最大外径，则需要对上锚板35和塔筒法兰37上的孔进行扩孔处理，以保证拆卸杆能够插入锚栓孔25内。

如图4所示，拆卸头13可拆连接在传力杆段11的下端，旋拧杆段12可拆连接在传力杆段11的上端。优选地，拆卸头13和旋拧杆段12分别螺纹连接在传力杆段11的下端和上端，其中，拆卸头13和旋拧杆段12的旋紧方向与断裂锚栓下段20的旋松方向相同。

本实施例中，传力杆段11为伸缩杆段，以使传力杆段11的长度可以调节，保证拆卸杆插入锚栓孔后仍有旋拧杆段12能够露在锚栓孔外。

本实施例中，旋拧部14为四棱柱结构。在其他实施例中，旋拧部可以为六棱柱结构。

本实施例中，拆卸头13有三种形式，以适配不同的断裂平面。第一种形式如图7所示，拆卸头13上设有拆卸杆插孔21，拆卸杆插孔21具有与断裂锚栓下段20的缩颈断口适配的锥形面，锥形面构成上述的顶压面。第二种形式如图8所示，拆卸头13上设有拆卸杆插孔21，拆卸杆插孔21具有与断裂锚栓下段20的缩颈断口适配的斜面，斜面构成上述的顶压面。第三种形式如图9所示，拆卸头13上不设置拆卸杆插孔，拆卸头13的下端平面构成顶压面，此时，断裂锚栓下段20的断面为平断裂面。

本实施例中，各种拆卸头13的顶压面上均设有顶压刃22，可以在拆卸断裂锚栓下段20的过程中提供足够的摩擦力，以驱动断裂锚栓下段20转动，进而实现断裂锚栓下段20拆卸。在其他实施例中，顶压刃可以由顶压凸块代替。

如图5和图6所示，弹性加压结构连接在旋拧杆段12的上端以向拆卸杆施加压力。弹性加压结构包括套筒16、处于套筒16内的压簧17以及连接在套筒16上的压杆18，压杆18的下端设有上弹簧座，旋拧杆段12的上端通过下弹簧座滑动装配在套筒16内，压簧17的上端顶压在上弹簧座上，压簧17的下端顶压在下弹簧座上，即压杆18和旋拧杆段12分别处于压簧17的上下两侧。

如图3和图5所示，套筒16上设有用于固定在旁侧锚栓上的固定板19，这样设计，无需用手按压套筒16，即可保证套筒16固定，节省人力。其中，固定板19上设有固定长孔15，以适应不同间距的锚栓。

本实施例中，压杆18螺纹连接在套筒16上，这样设计，可以通过旋拧压杆18来调节向拆卸杆施加的压力，而且调节到位后压杆18可自身保持在该位置。

如图10至图13所示，断裂锚栓取出装置包括取出杆30和张拉绳31，取出杆30的下端设有供断裂锚栓下段20的断口插入的取出杆插孔38，取出杆插孔38的孔壁上设有一个缺口32和一对穿绳孔34，该对穿绳孔34在取出杆30周向上分别处于缺口32的两侧。

本实施例中，张拉绳31穿过上述成对的穿绳孔34，该张拉绳31的两端均处于取出杆30的上端，取出杆30的上端设有用于固定张拉绳31端部的固定柱33，固定柱33构成固定结构。

如图10和图12所示，成对的穿绳孔34对称布置在取出杆30的两侧；固定柱33设置有两个且对称设置在取出杆30的外周面上，即穿绳孔34与固定柱33对应布置。其中，在断裂锚栓下段20的断口插入取出杆插孔38前，张拉绳31的其中一端固定在其中一个固定柱33上，张拉绳31的另一端为自由端。

本实施例中，缺口32为自上而下、向内倾斜的倾斜缺口。本实施例中，张拉绳31的两端由穿绳孔34的外侧穿出。在其他实施例中，缺口可以为矩形缺口。

本实施例中，张拉绳31为高强度的尼龙绳，由于尼龙绳容易发生变形，成对穿绳孔之间的尼龙绳处于松弛状态时需要胶粘固定。在其他实施例中，可以用辅助尼龙绳拉住成对穿绳孔之间的尼龙绳，在断裂锚栓下段的断口插入取出杆插孔38后，松开辅助尼龙绳的一端并拉动辅助尼龙绳的另一端，以将辅助尼龙绳取出。

本实施例中，取出杆30为空心杆，取出杆30的内径大于断裂锚栓下段20的直径。其中，取出杆30的下端管壁较薄，以便于取出杆30进入断裂锚栓下段20与锚栓孔25的孔壁围成的环空内。在其他实施例中，取出杆可以为实心杆，此时取出杆插孔38为盲孔。

本发明中风机基础断裂锚栓的具体更换方法如下：

1)取出断裂锚栓上段

如图1和图2所示，将张拉器26安装在断裂锚栓上段24的锚栓头上，张拉器26提升断裂锚栓上段24，以破坏上锚板35下方的尼龙螺母36；拆卸张拉器26，取出断裂锚栓上段24，并清理锚栓孔25中的尼龙螺母碎块等杂物。

需要说明的是，风机基础中仅有定位锚栓才会在上锚板下方设置尼龙螺母，若为普通锚栓，则可以直接将断裂锚栓上段24取出来。

2)拆卸断裂锚栓下段

如图5和图6所示，拆卸之前，观察断裂锚栓上段24的断口并测量断裂锚栓上段24的长度，选取合适的拆卸头13和传力杆段11，并将二者与旋拧杆段12组装成拆卸杆。将拆卸杆插入到锚栓孔25中并使断裂锚栓下段20的断口插入到拆卸头13的拆卸杆插孔21内，此时旋拧杆段12的一部分露出锚栓孔；将弹性加压结构与旋拧杆段12连接，并将弹性加压结构固定在相邻的锚栓头上，通过向下旋拧压杆18以调节拆卸杆的下压力，保证拆卸头13的顶压面和断口的截面有足够大的摩擦力。之后，通过旋拧工具23对拆卸杆施加拆卸扭矩，即可驱动断裂锚栓下段20转动，实现断裂锚栓下段20的拆卸。在断裂锚栓下段20从下锚板27的螺母上完全旋出后，将弹性加压结构拆下，并取出拆卸杆，如图10所示。

3)取出断裂锚栓下段

如图12和图13所示，先将张拉绳31穿过取出杆30缺口32处的成对穿绳孔34中，再将张拉绳31位于成对穿绳孔34之间的部分向上拖动至缺口32的上方并使用胶粘固定，此时，张拉绳31位于成对穿绳孔34之间的部分为松弛状态。之后，将张拉绳31的一端固定在其中一个固定柱33上，张拉绳31的另一端为自由端。然后，将取出杆30插入到锚栓孔25内，使断裂锚栓下段20的断口进入取出杆插孔38内，拉动张拉绳3的自由端并缓慢转动取出杆30，直至位于成对穿绳孔34的张拉绳31张紧并进入断裂锚栓下段20的相邻两个螺牙之间，保持张拉绳31张紧状态，并将张拉绳31的自由端固定在另一个固定柱33上。最后，将取出杆30沿着锚栓孔25取出，在张拉绳31的作用下，断裂锚栓下段20即可随取出杆30取出。

4)新锚栓的防腐处理

如图14所示，清理新锚栓28光杆上的油污和杂物，用带有胶黏剂的热缩管29套于新锚栓28的光杆上，对热缩管29均匀加热，热缩管29逐步收缩并包裹新锚栓28，热缩管29内侧的胶黏剂融化并粘接在光杆上，形成隔水隔氧的防腐层，完成防腐处理。

5)新锚栓的张拉处理

采用吸尘器清理锚栓孔25中的杂物，将完成防腐处理的新锚栓28插入到锚栓孔25中，转动新锚栓28的上端，使新螺栓28的下端螺纹与下锚板27下方的螺母啮合，在新锚栓28的上端安装螺母及配套件，利用张拉器26张拉新锚栓28的上端，紧固螺母，拆卸张拉器26，完成新锚栓28的张拉预紧。

本发明克服了锚栓孔狭小而细长空间的限制，实现了任意断裂截面和断裂位置锚栓的拆卸和取出，并提供简单可靠的防腐处理方法，实现预应力风机基础的断裂锚栓的更换。

本发明风机基础断裂锚栓的更换方法的实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，利用固定在旁侧锚栓上的弹性加压结构对拆卸杆加压，以使拆卸杆下端的顶压面顶压在断裂锚栓下段的断面上。本实施例中，弹性加压结构为刚性加压装置，如千斤顶。

本发明风机基础断裂锚栓的更换方法的实施例3：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，弹性加压结构包括用于固定在旁侧锚栓上的套筒、处于套筒内的压簧以及螺纹连接在套筒内的压杆，拆卸杆的上端滑动装配在套筒内，压簧的上端顶压在压杆上，压簧的下端顶压在拆卸杆上。本实施例中，弹性加压结构包括压簧和压板，压簧的上端定位顶压在压板上，压簧的下端定位顶压在拆卸杆上，此时需要人手或伸缩缸一直压着压板，才能保持住顶压力。

本发明风机基础断裂锚栓的更换方法的实施例4：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，利用取出杆和张拉绳配合将断裂锚栓下段从锚栓孔中取出。本实施例中，断裂螺栓下段的长度较短、重量较轻，拆卸头为磁性头，在拆卸杆从锚栓孔中取出时，利用拆卸头的磁吸力将断裂锚栓下段锚栓孔中取出。在其他实施例中，拆卸头不是磁性头，而是在拆卸头的顶压面上设置磁铁。

本发明风机基础断裂锚栓的更换方法的实施例5：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，利用取出杆和张拉绳配合将断裂锚栓下段从锚栓孔中取出。本实施例中，不设置张拉绳，且取出杆上不设置缺口和固定柱，而是在取出杆插孔的孔壁上设置倾斜向上的倒钩，在断裂锚栓下段插入取出杆插孔后，倒钩的端部可以进入相邻两个螺牙之间，以勾住断裂锚栓下段，进而通过取出杆将断裂锚栓下段从锚栓孔中取出。

本发明风机基础断裂锚栓的更换方法的实施例6：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，在断裂锚栓下段的断口插入取出杆插孔前，张拉绳的其中一端固定在固定柱上，张拉绳的另一端为自由端。本实施例中，在断裂锚栓下段的断口插入取出杆插孔前，张拉绳的两端均为自由端。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。