陆上风机扩展式基础施工冷缝受力性能及加固分析

杜乔; 白久林; 李冬; 杨俊杰; 常显勇

doi:10.3724/j.gyjzG25032406

陆上风机扩展式基础施工冷缝受力性能及加固分析

doi: 10.3724/j.gyjzG25032406

1. 四川电力设计咨询有限责任公司, 成都 610041;
2. 重庆大学土木工程学院, 重庆 400045

详细信息

作者简介:
杜乔，硕士研究生，高级工程师，主要从事新能源工程研究，gdjoedu@163.com。

通讯作者:
白久林，博士，教授，主要从事能源工程结构研究，baijiulin@cqu.edu.cn。

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出版历程
- 收稿日期: 2025-03-24
- 网络出版日期: 2026-11-06

Research on the Mechanical Properties and Reinforcement Approach for Cold Joints in Onshore Wind Turbine Spread Foundations

1. Sichuan Electric Power Design and Consulting Co., Ltd., Chengdu 610041, China;
2. School of Civil Engineering, Chongqing University, Chongqing 400045, China

摘要

摘要: 扩展式基础是陆上风机最常用的现浇基础形式，其混凝土一次浇筑量大。由于建设场地交通不便或恶劣天气状况的影响，基础浇筑过程中可能会因中断浇筑而产生施工冷缝。以5 MW风机基础为对象，研究施工冷缝对结构性能的影响。针对底板、圆台、台柱三个典型冷缝位置，建立精细化有限元模型。以无冷缝基础为对照，分析了极端工况下三种冷缝位置基础的整体性能及界面受力情况，验算了疲劳工况下基础混凝土和钢筋的疲劳寿命，给出了施工冷缝界面的加固方案。结果表明：对比无冷缝的风机基础，带冷缝基础混凝土压应力有所提升，但仍处于安全范围；通过疲劳验算发现施工冷缝处混凝土与钢筋均能满足20年使用寿命；对于底板冷缝，冷缝界面滑移超过弹性限值，采取加固措施后，界面滑移能够保持在弹性安全范围内，加固方案具有良好效果。
- 扩展式基础 /
- 施工冷缝 /
- 受力性能 /
- 有限元分析
Abstract: The spread foundation is the most commonly used cast-in-place foundation type for onshore wind turbines， requiring a large volume of concrete to be poured at one time. Due to factors such as limited site accessibility or adverse weather conditions， construction cold joints may occur during the foundation pouring process as a result of interruptions. Considering that the existence of construction cold joints may have an adverse effect on the safety performance of the wind turbine foundation， this paper takes a 5 MW wind turbine spread foundation as an example and analyzes the mechanical properties of the foundation with construction cold joints. Cold joints are considered at locations such as the base slabs， truncated cones， and columns. A refined finite element model of the wind turbine foundation with and without cold joints was established. The overall performance and interfacial stress conditions of the foundation with and without cold joints were analyzed under extreme conditions， and the fatigue life of the concrete and rebars in the foundation was verified under fatigue conditions. A reinforcement approach was applied for the cold joint interface. The results showed that， compared to the foundation without cold joints， the compressive stress in the concrete of the foundation with cold joints increased but remained within the safe range. Fatigue verification demonstrated that both the concrete and rebars in the foundation with cold joints could meet the 20-year service life requirement. For the base slab cold joints， the slip displacement at the interface exceeded the elastic limit； however， after implementing reinforcement measures， the interfacial slip displacement was maintained within the elastic stage， proving the effectiveness of the approach.
- spread foundation /
- construction cold joint /
- mechanical properties /
- finite element analysis

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