風(fēng)力發(fā)電塔架結(jié)構(gòu)制作施工工法工法特點

《風(fēng)力發(fā)電塔架結(jié)構(gòu)制作施工工法》的工法特點是：

1.運(yùn)用專利技術(shù)，實現(xiàn)了扇形鋼板坡口的自動切割，提高了扇形鋼板坡口的切割質(zhì)量和切割效率。

2.采用半自動組對裝置進(jìn)行無間隙組對，降低了勞動強(qiáng)度，至少減少了50%筒節(jié)定位時間。

3.塔架筒體對接焊縫焊接時采用焊劑墊能夠使用大電流焊接，使電弧穿透能力增強(qiáng)，焊縫清根時刨削量減小，提高了焊縫質(zhì)量及焊接效率，節(jié)省了焊接材料，并實現(xiàn)了對大直徑筒體的焊接變形及焊接效率的有效控制。

4.大直徑法蘭焊后平面度、平行度、同軸度控制。

5.該工法施工順序安排合理，能嚴(yán)格控制各工序施工質(zhì)量，確保工程整體質(zhì)量可靠。

風(fēng)電是環(huán)保、綠色的清潔能源，符合國家能源產(chǎn)業(yè)及低碳經(jīng)濟(jì)政策。截至2009年，針對中國風(fēng)電塔架制造行業(yè)存在的主要問題，公司在施工過程中展開了科技創(chuàng)新活動，研制了一整套適用于管塔式風(fēng)電塔架施工的新技術(shù)，同時在施工中逐漸積累了大量實踐經(jīng)驗，形成了《風(fēng)力發(fā)電塔架結(jié)構(gòu)制作施工工法》。

風(fēng)力發(fā)電塔架結(jié)構(gòu)制作施工工法適用范圍

《風(fēng)力發(fā)電塔架結(jié)構(gòu)制作施工工法》適用于風(fēng)力發(fā)電塔架的制作安裝施工。

風(fēng)力發(fā)電塔架結(jié)構(gòu)制作施工工法工藝原理

《風(fēng)力發(fā)電塔架結(jié)構(gòu)制作施工工法》的工藝原理敘述如下：

1.風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡介

風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要包含三部分：葉輪、機(jī)艙和塔架。大型與電網(wǎng)接駁的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的最常見的結(jié)構(gòu)，是橫軸式三葉片風(fēng)輪，并安裝在直立管狀塔架上。葉輪及機(jī)艙由中國之外或中國國內(nèi)專業(yè)的生產(chǎn)企業(yè)制造，塔架主要由中國國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)制造。

塔架是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的支撐機(jī)構(gòu)，是連接風(fēng)機(jī)的重要部件，它承受了風(fēng)力作用在葉輪上的推力、扭矩、彎矩、陀螺力矩、電機(jī)齒箱的振動及受力變化時的擺動等動載荷，建設(shè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)地區(qū)的環(huán)境溫度低溫可達(dá)-40℃左右，高溫可達(dá)50℃左右。由于風(fēng)的不可控性、隨機(jī)性，有時瞬時變化可達(dá)70米/秒以上，對塔架造成的瞬時沖擊載荷很大。

此外風(fēng)力發(fā)電機(jī)對其機(jī)艙仰角的要求較高，上下偏差范圍很小，例如VESTAS 600千瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙（機(jī)加工要求）仰角為5°±24‘。塔架的直線度、同軸度等對機(jī)艙的仰角影響很大。因此設(shè)計單位對塔架的材料、焊接工藝以及尺寸、形位公差提出了嚴(yán)格要求。

截至2009年，風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要采用管塔式塔架形式，這種類型的塔架用鋼板卷制焊接而成，形成上小下大的圓錐管，總高度一般為50~100米之間，直徑大約在3~5米左右，內(nèi)部裝設(shè)爬梯、電纜等直通機(jī)艙?？紤]運(yùn)輸因素將塔架分為基礎(chǔ)環(huán)、下段塔筒、（中段塔筒）、上段塔筒。各段塔筒端部焊接法蘭，安裝時用高強(qiáng)螺栓將各段連接在一起，其結(jié)構(gòu)緊湊安全可靠、維護(hù)方便，外形美觀。

2.工藝制作原理

塔架主要是由鋼板卷制焊接而成的圓錐管，為了保證塔架及其端部法蘭的制作精度，提高施工質(zhì)量與效率，采用無間隙組對原理進(jìn)行制作。從塔架鋼板下料工序開始便采取一系列措施進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證鋼板的下料精度，為后道工序打下了堅實的基礎(chǔ)。在卷制、組對、焊接等環(huán)節(jié)進(jìn)一步采取有技術(shù)先進(jìn)性的措施進(jìn)行施工，邊施工邊檢測，把每道工序的精度誤差都控制在設(shè)計要求的范圍之內(nèi)，使最后形成的塔架產(chǎn)品各方面均能達(dá)到設(shè)計要求。

將制作合格的各段塔架運(yùn)輸?shù)桨惭b位置后依次吊裝，由于塔架的制作精度得到了保證，所以采用高強(qiáng)螺栓將各段塔架連接緊固后即可達(dá)到設(shè)計的安裝精度要求，無須進(jìn)行調(diào)整。最后吊裝機(jī)艙和葉輪，從而完成風(fēng)機(jī)的整體安裝。

風(fēng)力發(fā)電塔架結(jié)構(gòu)制作施工工法施工工藝

• 工藝流程

《風(fēng)力發(fā)電塔架結(jié)構(gòu)制作施工工法》的工藝流程是：

原材料進(jìn)場檢驗→板材切割→筒節(jié)卷制→筒節(jié)縱縫焊接→筒節(jié)與法蘭組焊→塔架環(huán)縫組焊→塔架附件連接件組焊→成品件檢驗→成品件噴砂、涂裝→塔架附件組裝→包裝出廠→運(yùn)輸?shù)剿馨惭b位置→塔架、機(jī)艙、葉輪吊裝→風(fēng)機(jī)調(diào)試運(yùn)行→竣工。

• 操作要點

《風(fēng)力發(fā)電塔架結(jié)構(gòu)制作施工工法》的操作要點如下：

一、原材料進(jìn)場檢驗

1.原材料入廠后，必須對原材料（包括鋼材、法蘭、焊材、油漆、標(biāo)準(zhǔn)件等）進(jìn)行詳細(xì)的質(zhì)量文件審查：要求有完整合格的產(chǎn)品出廠證明塔架筒體、法蘭、門框材質(zhì)必須具備質(zhì)量證明書原件或加蓋供材單位檢驗公章的有效復(fù)印件（鋼廠注明“復(fù)印件無效”時等同于無質(zhì)量證明書）。

2.原材料應(yīng)按合同、技術(shù)文件及相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗與試驗，并將檢驗和試驗的結(jié)果做好記錄。

1）筒體、門框、基礎(chǔ)環(huán)鋼板須按爐批號取樣送交有資質(zhì)第三方進(jìn)行化學(xué)成分、力學(xué)性能復(fù)驗，按照《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T 1591、《素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T 700、《厚度方向性能鋼板》GB 5313進(jìn)行驗收，合格后方可使用。

2）鍛造法蘭的尺寸及形位公差等應(yīng)按圖紙及技術(shù)文件要求進(jìn)行檢驗，并按鍛造批次提供試樣送交有資質(zhì)第三方進(jìn)行100%UT、化學(xué)成分、力學(xué)性能復(fù)驗，按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗收，合格后方可使用。

3）筒體、門框、基礎(chǔ)環(huán)鋼板及鍛造法蘭其他方面檢驗，按技術(shù)文件及合同要求進(jìn)行。

4）焊接材料（焊條、焊絲、焊劑）的選用應(yīng)與母材相匹配，其選用等級分別根據(jù)《碳鋼、低合金鋼及不銹鋼焊條》JB/T 56102、《氣體電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲產(chǎn)品質(zhì)量分等》JB/T 50076、《碳素鋼埋弧用焊劑產(chǎn)品質(zhì)量分等》JB/T 5697的規(guī)定不得低于一等品，對焊接材料進(jìn)行檢驗的要求按照技術(shù)文件的規(guī)定執(zhí)行。

5）油漆及標(biāo)準(zhǔn)件的檢驗按技術(shù)文件及合同要求進(jìn)行。

6）原材料的材質(zhì)證明書、復(fù)檢報告、檢驗、試驗記錄等文件，按合同要求向業(yè)主（或監(jiān)理）報檢，并在交貨時一并提供。

3.所用原材料應(yīng)按圖紙及合同要求選用，發(fā)生材料代用時必須經(jīng)塔架設(shè)計單位認(rèn)可并辦理代用手續(xù)，并須經(jīng)業(yè)主和監(jiān)理人員認(rèn)可。

4.為了保證制作全程的可追溯性，每塊鋼板上必須標(biāo)記有以下信息（不限于）：爐批號、件號、材質(zhì)和質(zhì)量等級等。

二、板材切割

1.根據(jù)施工圖展開筒節(jié)，采用數(shù)控切割機(jī)進(jìn)行切割，數(shù)控編程時對切割、刨邊、機(jī)械加工、滾圓和焊接收縮等部位應(yīng)預(yù)留加工余量；每個筒節(jié)內(nèi)表面都應(yīng)分4個心線，作為組對與檢測基準(zhǔn)線，并標(biāo)出筒節(jié)號。

2.切割前鋼板必須矯正，以保證切口平直。

3.基礎(chǔ)環(huán)上的橢圓孔采用數(shù)控切割機(jī)切割，必須去除所有可見的凹槽和切痕，孔周圍不得有任何缺口或者槽口。其余螺栓孔鉆孔后必須將周邊毛刺全部清理干凈。

4.切割后切口上應(yīng)無裂紋、夾層和大于1.0毫米的凹陷，并應(yīng)清除邊緣上熔渣和飛濺物等。

5.若在筒體上切割或打印標(biāo)記，必須處理切口和切口旁邊表面損壞和硬化的區(qū)域。

6.塔架基礎(chǔ)環(huán)縱、環(huán)焊縫坡口采用刨邊機(jī)加工，塔架筒體縱、環(huán)焊縫坡口采用經(jīng)公司改進(jìn)并取得國家專利的半自動切割機(jī)進(jìn)行加工，塔架筒體板材不等厚處應(yīng)按1:4加工過渡坡口。不允許手工切割或者手工開坡口。

7.切割允許偏差見表1。

8.邊緣加工允許偏差見表2。

三、筒節(jié)卷制

1.筒節(jié)采用三輥卷板機(jī)進(jìn)行卷制，用弦長不小于1500毫米的弧形樣板反復(fù)檢查，筒節(jié)的弧線與樣板之間的間隙不得大于2毫米，以保證筒節(jié)的圓度。

2.檢查合格后在坡口背面點焊牢固下胎，其對口錯邊量≤2毫米，對接焊縫局部間隙不應(yīng)超過3毫米，以保證筒節(jié)的同軸度和上下口平行度。

四、筒節(jié)縱縫焊接

1.筒節(jié)卷制后吊運(yùn)至焊接區(qū)地面上，使縱縫處于平焊位置，用半自動埋弧焊機(jī)按照焊接文件給定的焊接參數(shù)進(jìn)行焊接。焊接前應(yīng)檢查筒體焊接接頭對口錯邊量不大于2毫米?？v縫兩端使用引弧板和引出板，其坡口形式與縱縫的坡口形式相同，長度為100毫米?？v縫里坡口焊接前應(yīng)預(yù)留焊接反變形，使焊后外側(cè)不發(fā)生蘋果形凹陷。焊接時先焊里側(cè)坡口，外側(cè)用碳弧氣刨清根后焊接?？v縫外側(cè)采用懸臂埋弧焊機(jī)進(jìn)行焊接。焊縫經(jīng)外觀檢查、無損探傷檢測合格后，檢查縱縫處筒節(jié)的圓度，如有超差則應(yīng)采用三輥卷板機(jī)對其進(jìn)行溜圓。

2.在焊接塔架筒體時，要求制作筒體縱縫焊接試板，產(chǎn)品焊接試板的制備應(yīng)符合《壓力容器產(chǎn)品焊接試板的力學(xué)性能檢測》JB 4744-2000標(biāo)。產(chǎn)品焊接試板應(yīng)按不同厚度、不同熱處理、不同爐批號制作。低溫塔筒產(chǎn)品試板要求做低溫沖擊試驗。焊接試板每10臺須選首臺做產(chǎn)品焊接試板。焊接試板檢驗項目按《壓力容器產(chǎn)品焊接試板的力學(xué)性能檢測》JB 4744-2000中規(guī)定執(zhí)行。如一塊試板不合格，應(yīng)加倍制作試板（即另選兩臺產(chǎn)品做試板）進(jìn)行復(fù)驗并做金相試驗，如果仍不合格應(yīng)逐臺制作產(chǎn)品焊接試板。

五、筒節(jié)與法蘭組焊

1.法蘭與筒節(jié)組裝時，筒節(jié)應(yīng)立放在操平的平面上（與法蘭連接的一端向上），并保持立放的筒節(jié)的圓度，以保證法蘭組對的形位公差符合要求。由于筒節(jié)兩端在下料和卷制過程中嚴(yán)格控制其同軸度、圓度及上下口平行度，故只需將法蘭放在筒節(jié)上端，保證筒節(jié)和法蘭對接時的錯邊、坡口間隙符合技術(shù)文件要求即可在焊縫外側(cè)點焊牢固。應(yīng)注意將筒節(jié)的縱縫放在兩個法蘭孔的中間。

2.法蘭與筒節(jié)組裝后放在專用焊接胎具上，用懸臂焊機(jī)進(jìn)行焊縫內(nèi)外側(cè)焊接，內(nèi)側(cè)焊接完成后清根，進(jìn)行外側(cè)焊接。

3.焊接完成后焊縫經(jīng)外觀檢查、無損探傷檢測合格后與其他筒節(jié)組裝。

六、塔架環(huán)縫組焊

1.筒節(jié)與筒節(jié)組裝時，先將一個筒節(jié)（可為帶法蘭筒節(jié)）放在組對機(jī)的可調(diào)滾輪架上，再將與之連接的另一個筒節(jié)放在組對機(jī)的固定滾輪架上，按切割時所給的定位線定位，調(diào)動可調(diào)滾輪架的4個輪使筒節(jié)外側(cè)的錯邊、坡口間隙符合要求然后在筒節(jié)坡口外側(cè)點焊牢固?；瑒涌烧{(diào)滾輪架，再將另一個與之相連的筒節(jié)放在固定滾輪架上與之組對，依此類推直至完成此段筒體組裝，并在筒體內(nèi)側(cè)相應(yīng)位置打上標(biāo)記。筒節(jié)與筒節(jié)對接均采用外側(cè)對齊，筒節(jié)組裝時縱縫應(yīng)互相錯開180°，其最大允許錯邊量dx≤2毫米，見圖1。筒體組裝完成后檢查筒體的組裝質(zhì)量（即筒體兩端面平行度和同軸度的檢查）合格后方可進(jìn)行環(huán)焊縫焊接。

2.塔體裝配時應(yīng)盡量避免強(qiáng)行組裝以防止焊接時焊縫產(chǎn)生裂紋和內(nèi)應(yīng)力。

3.筒體環(huán)縫焊接采用半自動埋弧焊機(jī)在筒體內(nèi)部對環(huán)縫內(nèi)側(cè)坡口進(jìn)行焊接，焊接完成后在筒體外側(cè)對環(huán)縫進(jìn)行清根，清根后采用懸臂埋弧焊機(jī)焊接環(huán)縫外側(cè)坡口。

4.焊縫經(jīng)外觀檢查、無損探傷檢測合格后組裝塔架附件連接件。

七、塔架附件連接件組焊

塔架附件連接件包括筒內(nèi)平臺連接板、電纜支架、爬梯連接板、門框等。焊接采用手工電弧焊或CO₂氣體保護(hù)焊，焊縫不得置于塔體焊縫上。

八、成品件檢驗

1.筒體任意切斷面圓度公差應(yīng)符合要求。

2.檢測筒體兩端法蘭面平行度和同軸度，把彈簧秤拴在鋼卷尺上，用相同力（約為5~10千克）測量，并記錄A、B、C、D四個象限斜邊長如圖2及表3，其相對差值在2毫米以內(nèi)為合格。

3.筒體制作完成后，其任意局部表面凹凸度不能超出最大值，見表4及圖3。

4.筒節(jié)焊接接頭在環(huán)向和軸向形成的棱角見圖4，其值應(yīng)符合表5要求。

5.法蘭與筒體焊接合格后，用激光測平儀檢查法蘭的平面度。法蘭平面度要求見表6。

九、成品件噴砂、涂裝

風(fēng)電場一般建在內(nèi)陸大風(fēng)地區(qū)和沿海多風(fēng)地區(qū)。內(nèi)陸地區(qū)風(fēng)沙較大，沿海地區(qū)空氣濕度大、鹽蝕性強(qiáng)。塔架作為鋼制結(jié)構(gòu)，防腐是一個很重要的問題，應(yīng)嚴(yán)格控制塔架的噴砂和涂裝。

1.噴砂：構(gòu)件經(jīng)自檢、互檢、專檢合格后，進(jìn)行構(gòu)件的成品噴砂。噴砂后的鋼材表面不應(yīng)有浮銹、焊渣、灰塵、油污、水和毛刺等，應(yīng)達(dá)到設(shè)計要求的粗糙度。

2.涂裝：涂漆采用無氣噴涂。

1）塔架筒體涂漆采用甲方提供的油漆配套方案實施，涂料、涂裝遍數(shù)、涂層厚度及間隔時間均應(yīng)符合要求。

2）塔架法蘭面噴砂后，熱噴涂鋅防腐，表面不涂油漆。法蘭的倒角必須做與塔筒壁相同的油漆涂層。法蘭孔噴砂熱噴鋅或者刷塔筒底漆。

3）基礎(chǔ)環(huán)上法蘭面至以下1100毫米的范圍內(nèi)（不包括法蘭上平面）按相應(yīng)塔架涂裝方案進(jìn)行防腐處理，其余面積的防腐保證在基礎(chǔ)環(huán)安裝之前不生銹即可。

4）塔架平臺、門、爬梯、電纜支架及入口梯子采用熱浸鋅防腐。組裝的平臺應(yīng)拆開分別防腐，其余可拆卸附件（梯架支撐、門掛鉤、接地板等）采用熱浸鋅處理，與塔架焊接在一起的附件允許與筒體一起進(jìn)行打砂涂漆防腐，但焊接避雷螺柱必須熱噴鋅，其表面不允許有涂層（涂漆時采取保護(hù)措施）。

5）構(gòu)件表面不應(yīng)誤涂、漏涂，涂層均勻、無皺皮、流墜、氣泡、脫皮和返銹等缺陷。涂漆工作應(yīng)進(jìn)行干漆膜厚度（磁感應(yīng)法）檢查，附著力試驗、人工老化試驗及光澤度的測試。

6）涂裝完成后，構(gòu)件的標(biāo)志、標(biāo)記和編號應(yīng)清晰完整，并按照甲方要求對塔筒統(tǒng)一涂刷文字及圖形商標(biāo)，其涂刷文字及圖形商標(biāo)的要求見圖紙及工藝文件要求。

十、塔架附件組裝

為了避免破壞塔架涂層，塔架內(nèi)用棉被覆蓋涂層，作業(yè)人員在棉被上行走、作業(yè)。附件組裝前應(yīng)復(fù)查、清點零件。

1.門板裝配應(yīng)保證與塔體貼合緊密，開啟順利無阻澀現(xiàn)象。

2.梯子與梯架支撐應(yīng)安裝牢固，上下成直線，接頭牢固。

3.塔架平臺面板與支撐耳板間在裝配時放置厚度為3~5毫米的橡膠墊。

4.附件裝配時螺栓連接部位的螺栓緊固力矩應(yīng)按技術(shù)文件要求執(zhí)行。

5.塔架門套應(yīng)安裝密封條，確保密封條防水和老化。

十一、包裝出廠

為了防止塔架在運(yùn)輸過程中變形，法蘭必須采用10號槽鋼米字支撐固定（支撐用與法蘭孔相配的銷釘螺栓與法蘭連接），如圖5所示：

基礎(chǔ)環(huán)、塔架搬運(yùn)和吊裝時，吊裝索具必須采取可靠的防護(hù)措施，避免與防腐層直接接觸損傷防腐層。在塔架外側(cè)用防水布把塔架整體包上，防止運(yùn)輸過程中漆膜等破壞。

十二、運(yùn)輸?shù)剿馨惭b位置

塔架運(yùn)輸?shù)桨惭b位置后，應(yīng)采用雙機(jī)卸車，并使用塔架專用吊裝工具，以免破壞塔架的防腐涂層。

十三、塔架、機(jī)艙、葉輪吊裝

1.首先吊裝基礎(chǔ)環(huán)，基礎(chǔ)環(huán)測平后固定，澆筑混凝土，達(dá)到設(shè)計要求強(qiáng)度后吊裝第一節(jié)塔架。

2.塔架吊裝時，應(yīng)首先對塔架內(nèi)的電纜等進(jìn)行加固，確保其在吊裝過程中不被破壞。各段塔架連接處的高強(qiáng)度螺栓，其扭矩必須達(dá)到設(shè)計要求值后，吊車才能松下吊鉤。

3.風(fēng)機(jī)設(shè)備吊裝最重要的環(huán)節(jié)是吊裝機(jī)艙和葉輪。機(jī)艙最重，吊機(jī)受力最大；葉片的受風(fēng)面積最大，因此對風(fēng)速要求嚴(yán)格，一般要求風(fēng)速不大于8米/秒。葉輪吊裝時，要求隨時注意風(fēng)速的變化，上面兩個葉片溜繩應(yīng)按技術(shù)要求進(jìn)行綁扎。葉輪與機(jī)艙對接時，需要2~4根尺寸適當(dāng)?shù)亩ㄎ讳N進(jìn)行定位，然后再慢慢松鉤對接。

十四、風(fēng)機(jī)調(diào)試運(yùn)行

風(fēng)機(jī)安裝完畢后，應(yīng)進(jìn)行調(diào)試，并經(jīng)驗收合格。

• 施工材料

《風(fēng)力發(fā)電塔架結(jié)構(gòu)制作施工工法》所用的施工材料見表7。

• 施工機(jī)具

《風(fēng)力發(fā)電塔架結(jié)構(gòu)制作施工工法》所用的施工機(jī)具見表8。

參考資料：

《風(fēng)力發(fā)電塔架結(jié)構(gòu)制作施工工法》的質(zhì)量控制要求如下：

一、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

1.設(shè)計文件（施工圖、技術(shù)協(xié)議等）

2.現(xiàn)行國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范

《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T 1591-2008；

《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T 700-2006；

《熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外型、重量及允許偏差》GB/T 709-2006；

《厚度方向性能鋼板》GB 5313-1985；

《鋼制壓力容器》GB 150-1998；

《形狀和位置公差未注公差的規(guī)定》GB/T 1184-2008；

《鋼結(jié)構(gòu)焊縫外形尺寸》JB/T 7949-1999；

《鋼制壓力容器焊接工藝評定》JB 4708-2000；

《鋼制壓力容器焊接規(guī)程》JB 4709-2000；

《鋼制壓力容器產(chǎn)品焊接試板的力學(xué)性能檢驗》JB 4744-2000；

《金屬材料室溫拉伸試驗方法》GB/T 228-2008；

《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法》GB/T 229-2007；

《金屬平均晶粒度測定法》YB/T 5148-1993；

《承壓設(shè)備無損檢測》JB 4730-2005；

《焊縫無損檢測符號》GB/T 14693-1993；

《焊接質(zhì)量要求金屬材料的熔化焊》GB/T 12467.1-12467.4-1998

《焊縫磁粉檢驗方法和缺陷磁痕的分級》JB/T 6061-1992；

《焊縫滲透檢驗方法和缺陷痕跡的分級》JB/T 6062-1992；

《緊固件機(jī)械性能螺栓、螺釘和螺柱》GB 3098.1-2000；

《鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓》GB/T 1228-2006；

《鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角螺母》GB/T 1229-2006；

《鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度墊圈》GB/T 1230-2006；

《鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角螺栓、大六角螺母、墊圈技術(shù)條件》GB/T 1231-2006；

《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接的設(shè)計、施工及驗收規(guī)程》JGJ 82-1991；

《碳鋼焊條產(chǎn)品質(zhì)量分等》JB/T 56102.1-1999；

《低合金鋼焊條產(chǎn)品質(zhì)量分等》JB/T 56102.2-1999；

《氣體電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲產(chǎn)品質(zhì)量分等》JB/T 50076-1999；

《碳素鋼埋弧焊用焊劑產(chǎn)品質(zhì)量分等》JB/T 56097-1999

《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》GB 8923-1988；

《金屬和其他無機(jī)蓋層、熱噴涂、鋅、鋁、及其合金》GB/T 9793-1997；

《金屬覆蓋層鋼鐵制件熱浸鍍鋅層技術(shù)要求及試驗方法》GB/T 13912-2002；

《熱噴涂金屬件表面處理通則》GB/T 11373-1989；

《漆膜附著力測定法》GB/T 1720-1991；

《漆膜厚度測定法》GB/T 1764-1979。

二、工序控制

1.主要工序停檢點控制程序見施工質(zhì)量控制停檢點程序圖6。

2.測量用儀器、量具必須經(jīng)國家專門的計量檢定部門檢定合格，統(tǒng)一使用，不得隨意更換。

3.塔架組裝時點焊固定所用焊接材料必須與構(gòu)件焊接所用材料相同。

4.構(gòu)件制作經(jīng)自檢、互檢合格后，應(yīng)備有檢查記錄。由專職質(zhì)檢人員按施工圖紙及規(guī)范要求檢查構(gòu)件質(zhì)量，填寫檢查記錄，重要工序應(yīng)通知業(yè)主參加檢測。

三、關(guān)鍵工序施工質(zhì)量控制

1.塔架法蘭平面度、平行度、同軸度控制：

塔架兩端法蘭平面度、平行度及同軸度是幾段塔架安裝后整體直線度及法蘭面接合程度的可靠保證。塔架下法蘭與筒體中軸線垂直度偏差1毫米，塔架頂端就會偏離中軸線10毫米以上。法蘭平面度、平行度超差會使法蘭受載面改變受力狀況，大大影響風(fēng)力發(fā)電的運(yùn)行質(zhì)量，從而影響其使用壽命。所以必須確保法蘭的平面度、平行度、同軸度符合要求，如下：

1）法蘭在使用之前應(yīng)使用激光測平儀測量其自身平面度是否符合要求。

2）筒節(jié)鋼板下料精度是保證法蘭平面度、平行度、同軸度的基本前提，所以必須嚴(yán)格控制筒節(jié)鋼板下料誤差，應(yīng)采用數(shù)控切割機(jī)精密切割。

3）法蘭與筒節(jié)組裝時，應(yīng)保證筒節(jié)的圓度后再組裝。

4）焊接筒節(jié)與法蘭的對接環(huán)縫時，由于采用不對稱坡口及無間隙組對，從坡口形式上減少了焊接變形對法蘭內(nèi)傾或外翻的影響。

5）筒節(jié)與筒節(jié)組裝時應(yīng)無間隙組裝，焊接時應(yīng)使環(huán)縫均勻收縮。

2.焊接質(zhì)量控制

1）焊接工藝評定

塔架筒體及與法蘭門框等焊前應(yīng)按《鋼制壓力容器焊接工藝評定》JB 4708-200進(jìn)行工藝評定。焊接工藝評定合格后應(yīng)出具完整的評定文件。根據(jù)焊接工藝評定及技術(shù)要求制定焊接工藝文件，產(chǎn)品的施焊范圍不得超出焊接工藝評定的覆蓋范圍。應(yīng)依據(jù)合格的焊接工藝評定編制塔筒焊接工藝作業(yè)指導(dǎo)書。

2）塔筒、法蘭及門框的焊接人員資質(zhì)應(yīng)為鍋爐壓力容器持證焊工，其余部件焊接應(yīng)由技能熟練的焊工操作。

3）焊件的裝配質(zhì)量經(jīng)檢驗合格后方可進(jìn)行焊接。焊接時不允許在筒體的任何部位引弧及焊接把手、接地線部件等。焊接塔架縱、環(huán)縫時，必須采用焊劑墊進(jìn)行焊接，焊后清根時必須保證焊道內(nèi)的夾渣等缺陷徹底清除。施焊完畢后，在距筒體、法蘭及門框焊縫約50毫米處打上焊工鋼印號，要求涂防腐層后也能清晰看到。

4）基礎(chǔ)環(huán)下法蘭的焊接。由于受原材料大小的限制，基礎(chǔ)環(huán)下法蘭分6塊瓦制作，每塊瓦下料時在圓周長度方向上加放2~3毫米余量?；A(chǔ)環(huán)下法蘭的拼接采用CO₂氣體保護(hù)焊，須完全焊透；為確保法蘭的焊接質(zhì)量，焊接前，必須充分預(yù)熱，用點溫計進(jìn)行檢測。焊接時應(yīng)對稱施焊，控制法蘭的焊接變形，保證法蘭的平面度符合圖紙的要求。

5）塔架門框焊接。為保證門框處筒體法蘭的平面度及減少焊接變形，采用焊接門框?qū)Ｓ锰ゾ邔⒎ㄌm及門框四周固定并設(shè)臨時支撐。在筒壁上放實樣時應(yīng)使塔架門框與相鄰?fù)补?jié)縱、環(huán)焊縫相互錯開，縱焊縫與門框中心線相錯90°。采用氣割開孔及鏟坡口，用角向磨光機(jī)打磨坡口，除去可見凹槽、切痕及切割氧化物等，然后組裝、焊接門框。門框焊接采用CO₂氣體保護(hù)焊或手弧焊。焊接前門框及塔筒必須充分預(yù)熱，用點溫計進(jìn)行檢測。施焊時應(yīng)先從門框下部開始焊接，并且保證連續(xù)施焊，控制焊接的層間溫度。外側(cè)焊接完畢后內(nèi)側(cè)用氣刨清根并露出外側(cè)焊縫金屬，用角向磨光機(jī)打磨清除雜質(zhì)后再焊外側(cè)。焊縫根部應(yīng)完全熔透以保證焊縫的質(zhì)量滿足要求。

6）焊縫返修。焊縫需要返修時，應(yīng)制訂返修工藝，焊縫同一部位的返修次數(shù)不應(yīng)超過兩次。焊縫返修次數(shù)、返修部位和返修情況應(yīng)記入質(zhì)量證明資料。

采用《風(fēng)力發(fā)電塔架結(jié)構(gòu)制作施工工法》施工時，除應(yīng)執(zhí)行國家、地方的各項安全施工的規(guī)定外，尚應(yīng)遵守注意下列事項：

1.作業(yè)人員應(yīng)遵守國家安全法規(guī)及行業(yè)、企業(yè)內(nèi)部各種有關(guān)規(guī)定。

2.作業(yè)人員應(yīng)嚴(yán)格按各工種的安全操作規(guī)程作業(yè)。

3.塔架筒節(jié)直徑較大，吊裝作業(yè)時天車工和架工應(yīng)注意吊裝物距離地面的高度，避免碰到施工作業(yè)人員及廠房內(nèi)的設(shè)備。

4.焊工在高空焊接平臺上施焊時應(yīng)注意防止墜落造成傷亡。

5.由于制作時筒節(jié)數(shù)量比較多，應(yīng)擺放在固定區(qū)域，并防止筒節(jié)滾動。

6.筒節(jié)卷制時應(yīng)點焊牢固，防止吊裝時焊縫開裂。

7.安裝塔架時，必須在塔架內(nèi)做好漏電保護(hù)措施。

8.吊裝底節(jié)和中節(jié)塔架時，應(yīng)把臨時安全繩固定在塔架頂端；吊裝上段塔架后，應(yīng)安裝塔架的永久安全繩安裝，確保作業(yè)人員上下塔架的安全。

9.施工過程中，隨時觀察天氣狀況，及時通知強(qiáng)風(fēng)預(yù)報。接到強(qiáng)風(fēng)預(yù)告應(yīng)馬上停止作業(yè)，將吊鉤升到最高位置，然后趴桿將臂桿頭部觸地或?qū)⒈蹢U放置于鐵板凳上，關(guān)閉發(fā)動機(jī)，鎖好操作室，人員撤離。

《風(fēng)力發(fā)電塔架結(jié)構(gòu)制作施工工法》的環(huán)保措施如下：

1.嚴(yán)格遵守ISO14000環(huán)境管理體系中環(huán)保要求，確保建筑垃圾、噪聲、廢氣、揚(yáng)塵、廢水的排放符合國家和地方法律、法規(guī)要求。

2.各類原料、物料定置堆放整齊，并設(shè)標(biāo)示牌。

3.區(qū)域衛(wèi)生干凈整潔遵守施工現(xiàn)場的各項規(guī)章制度。

4.設(shè)小型垃圾堆放場地，將垃圾分類。

5.塔架打砂噴漆時在專用的封閉廠房內(nèi)進(jìn)行，以減少揚(yáng)塵和有害氣體污染。

6.施工現(xiàn)場必須設(shè)置消防措施，配置手提滅火器材等。

1.《風(fēng)力發(fā)電塔架結(jié)構(gòu)制作施工工法》解決了施工工期與質(zhì)量控制的矛盾，可邊施工邊對質(zhì)量進(jìn)行控制檢查，大量降低質(zhì)量返修成本，約占投資額的5%。

2.《風(fēng)力發(fā)電塔架結(jié)構(gòu)制作施工工法》改善了施工人員作業(yè)環(huán)境，使施工安全、高效、有序進(jìn)行。

3.《風(fēng)力發(fā)電塔架結(jié)構(gòu)制作施工工法》的社會效益主要表現(xiàn)在：提高新型能源開發(fā)利用效率，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展；減少礦物能源對環(huán)境的污染。

《風(fēng)力發(fā)電塔架結(jié)構(gòu)制作施工工法》的應(yīng)用實例如下：

1. 實例1：華能吉林通榆風(fēng)電特許權(quán)項目（二期100兆瓦）工程

華能吉林通榆風(fēng)電特許權(quán)項目位于吉林省白城市通榆縣內(nèi)，二期裝機(jī)容量100.5兆瓦，公司于2008年3月承建了18臺套風(fēng)機(jī)塔架，塔架高度67.400米。

塔架中大量的扇形鋼板坡口采用了公司對半自動切割機(jī)進(jìn)行改造的機(jī)具進(jìn)行切割，提高了切割效率及坡口質(zhì)量。

• 實例2：華能阜新風(fēng)電場三期（彰北）工程

華能阜新風(fēng)電場三期（彰北）工程風(fēng)機(jī)位于遼寧省阜新市彰武縣，裝機(jī)規(guī)模為10.05萬千瓦，預(yù)計年上網(wǎng)電量21541.6萬千瓦·小時。公司于2009年月承建了該項目全部的67臺套風(fēng)機(jī)塔架，塔架高度67.400米。

該工程工期緊，任務(wù)量大，應(yīng)用了該工法后，既保證了工期，又完成了塔架產(chǎn)品。

• 實例3：華能科右中風(fēng)電二期（49.5兆瓦）項目

華能科右中風(fēng)電二期（49.5兆瓦）項目風(fēng)電場風(fēng)機(jī)位于內(nèi)蒙古科右中旗，公司于2009年承建16臺套風(fēng)機(jī)塔架，塔架高度67.400米。

該工程開工時，在生產(chǎn)資源、資金等方面給公司造成了很大壓力，在應(yīng)用了該工法之后，不僅完成了該工程及阜新彰北工程的施工，而且達(dá)到了甲方要求的工期及質(zhì)量。

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《關(guān)于公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質(zhì)[2011]154號，《風(fēng)力發(fā)電塔架結(jié)構(gòu)制作施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。 2100433B

本書為日本土木學(xué)會所編風(fēng)力發(fā)電設(shè)備塔架結(jié)構(gòu)設(shè)計指南及解說。主要講述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備塔架結(jié)構(gòu)的設(shè)計流程、設(shè)計風(fēng)速的評估、風(fēng)荷載的評估、地震作用的評估、其他荷載 、塔架結(jié)構(gòu)的計算、錨固部分的結(jié)構(gòu)計算、基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)計算、根據(jù)指南設(shè)計的實例、數(shù)值計算分析實例、相關(guān)法律以及法規(guī)、參考資料等。本書對我國風(fēng)力發(fā)電設(shè)備塔架結(jié)構(gòu)的設(shè)計具有較強(qiáng)的指導(dǎo)和借鑒意義。

我國是風(fēng)電第一大國，風(fēng)電塔結(jié)構(gòu)健康狀況評估和有效的防災(zāi)措施是保障我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要課題。自然基金項目《現(xiàn)役風(fēng)力發(fā)電塔架結(jié)構(gòu)健康評估的基礎(chǔ)研究》（51208382）的研究人員項目執(zhí)行期間通過協(xié)同攻堅，完成以下工作：（1）對在役塔架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了現(xiàn)場測試，獲得了風(fēng)電塔在現(xiàn)實環(huán)境下的振動特點，發(fā)展了風(fēng)電塔振動參數(shù)識別方法；（2）根據(jù)風(fēng)力發(fā)電塔現(xiàn)場測試的需要，發(fā)展了基于激光的結(jié)構(gòu)非接觸性測試手段，研究了基于無線檢波器的場地土勘察的面波方法；（3）發(fā)展了基于實測信息的風(fēng)力發(fā)電塔建模和模型修正方法，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)健康抗震評估；（4）拓展研究了風(fēng)電塔振動控制的被動方法，發(fā)展了一種新型的被動控制裝置；（5）對風(fēng)力發(fā)電塔所涉及的其他防災(zāi)問題進(jìn)行了初步探討，為未來課題的深入持續(xù)開展指明了方向。研究課題組選取一座65m高1.5 MW的現(xiàn)役風(fēng)力發(fā)電塔為研究對象，先后6次赴現(xiàn)場進(jìn)行振動測試，獲得了大量的風(fēng)電塔振動的一手?jǐn)?shù)據(jù)，并發(fā)展了可以用于白噪和諧頻混疊信號的分析方法，可以對不同運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下風(fēng)電塔的振動參數(shù)進(jìn)行識別。課題組結(jié)合調(diào)諧液體阻尼器（TLD）和顆粒阻尼器（PD），發(fā)展了一種新型被動減振裝置（TL-PD），并通過試驗論證了新型減振裝置較好的魯棒性。利用課題，共培養(yǎng)畢業(yè)碩士畢業(yè)生4人，課題組成員參加各類會議交流18人次，發(fā)表會議及期刊論文共26篇，其中SCI檢索5篇、EI檢索8篇。課題負(fù)責(zé)人以訪問客座研究人員身份（Western Fellow）在加拿大西安大略大學(xué)合作研究1次，課題責(zé)任人還獲得2013年度國際試驗力學(xué)協(xié)會Harting Award以及2013年度上海市浦江人才計劃。課題所發(fā)展的白噪和諧頻混疊信號的分析方法是風(fēng)電塔基于動力特性的健康監(jiān)測的基礎(chǔ)，而課題所提出的新型減振裝置TL-PD則為是風(fēng)電塔振動控制一種新型的技術(shù)措施。通過該項目研究，揭示了現(xiàn)役風(fēng)電塔在實際環(huán)境中的振動特點，發(fā)展了風(fēng)電塔抗震評估的方法，并指出了風(fēng)電防災(zāi)方向還需解決的問題。課題的研究成果，對于增加風(fēng)電塔維護(hù)的科技含量進(jìn)而提高我國風(fēng)能基礎(chǔ)設(shè)施的防災(zāi)能力具有重要意義。 2100433B

世界許多國家都在致力發(fā)展新能源技術(shù)，我國現(xiàn)有風(fēng)電裝機(jī)總量世界第一。年輕的風(fēng)電工業(yè)開始暴露出工程安全問題，而作為主要支撐結(jié)構(gòu)的風(fēng)電塔架，其準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)健康狀況評估和有效的防災(zāi)措施是涵待研究的課題。本項目旨在此范疇內(nèi)進(jìn)行前期基礎(chǔ)性探索工作，研究內(nèi)容包括：現(xiàn)役風(fēng)電塔架結(jié)構(gòu)特點及其在現(xiàn)實環(huán)境下振動機(jī)理、基于目標(biāo)的風(fēng)塔數(shù)值建模及模型確認(rèn)技術(shù)、塔架結(jié)構(gòu)健康評價方法。項目將借助激光遙感、無線傳感器等新型試驗手段，開展大量現(xiàn)場實測工作；結(jié)合實測分析、理論研究、數(shù)值模擬、模型試驗，深入討論風(fēng)電塔低阻尼、振動耦合、土-結(jié)構(gòu)相互作用等復(fù)雜物理現(xiàn)象，揭示風(fēng)力發(fā)電塔架結(jié)構(gòu)的破壞特征，研究風(fēng)電塔架結(jié)構(gòu)損傷識別方法。通過本課題，為深入開展旨在發(fā)展智能風(fēng)電塔體系的健康監(jiān)測系統(tǒng)及其控制技術(shù)的研究作積累。