风电场大件运输车辆及设备对道路转弯半径及加宽值的要求分析

风电场大件运输车辆及设备对道路转弯半径及加宽值的要求分析

杜,尧  ,杨,文  ,杨建伟  ,杨馥毓 ,杜江

湖南三一智慧新能源设计有限公司 湖南省长沙市

摘要 风电场道路工程建设是影响风电场工程的整体进度及成本的重要因素之一。特别南方山地风电场，虽然采用了叶片二次转运车降低了对道路转弯半径及加宽值要求，但由于征地困难、生态限制、成本因素等影响，选择合适的风电场道路转弯半径及加宽值作为设计参数至关重要。近期研究表明，风电场道路弯道转弯半径及加宽值的影响因素有很多，其中，风机设备的运输车辆尺寸是最为重要的影响因素之一。但是，具体哪种设备运输车辆对道路转弯半径及加宽值的影响最大的相关研究仍存在不足。本次研究通过对机舱、叶片、塔筒运输车进行综合分析，发现道路转弯半径及加宽值的影响因素与叶片运输车、机舱运输车、塔筒运输车均有关。

1风电场道路平面参数计算

本次研究采用《风电场工程道路设计规范（NB/T 10209—2019）附录A》中计算方法,利用《汽车、半挂车、汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限制（GB 1589-2016）》车辆尺寸测量方法进行测量。

1.1风电大件运输车辆在不同转弯半径时所对应的道路加宽值计算

表1 不同转弯半径时道路加宽值（半挂车不考虑外侧扫尾）

图1 不同转弯半径时道路加宽值（单位：m）

结果分析

风电大件运输车辆在不同转弯半径时所对应的道路加宽值见表1、图1，其中可以发现道路转弯半径与加宽值成负相关，转弯半径越大，所需的道路加宽值越小；在转弯半径一样的情况下，对道路加宽值要求最高的运输车辆为30米塔筒运输车辆，要求最低的是机舱转运车辆；叶片转运车（非后轮转向）与20米塔筒运输车辆对道路加宽值的要求相近。

1.2风电大件运输车辆在不同转弯半径时外侧扫尾宽度

表2 不同转弯半径时外侧扫尾宽度（单位：米）

图2 不同转弯半径时外侧扫尾宽度

结果分析

风电大件运输车辆在不同转弯半径时的外侧扫尾宽度见表2、图2，其中可以发现所有车辆在不同的转弯半径下的外侧扫尾宽度为负值，表明所研究的大件运输车辆在不同转弯半径下均未涉及扫尾加宽，车辆后悬部分均位于道路外侧范围之内。以25米塔筒运输车辆为例，在转弯半径由20米增加至60米的范围内，扫尾宽度由-5.44米变化至-2.27米，表明随着转弯半径的增加，车辆距离道路外侧的扫尾距离越来越近。

1.3不同转弯半径时道路加宽值（后轮转向车不考虑内侧侵占、外侧扫尾）

表3 不同转弯半径时道路加宽值（后轮转向车不考虑外侧扫尾）（单位：米）

图3 不同转弯半径时道路加宽值（后轮转向车不考虑外侧扫尾）

结果分析

后轮转向车辆不考虑内侧侵占、外侧扫尾的条件下，在不同转弯半径时的道路加宽值见表3、图3，其中，路面加宽值相对于1.2中数据差异点在于有正有负，说明在使用后轮转向车辆时存在外悬扫尾的情况，但随着转弯半径的增大，相应的道路加宽值随之减小，外悬扫尾也会减小，直至变为负值。

2后轮转向角度分析

2.1在转弯半径25米时，不同后轮转向角度对应的路面加宽值

表4 在转弯半径25米时，不同后轮转向角度对应的路面加宽值（单位：米）

2.2在转弯半径25米时，不同后轮转向角度对应的扫尾加宽值

表5 在转弯半径25米时，不同后轮转向角度对应的扫尾加宽值（单位：米）

结果分析

后轮转向车辆随着转向角度的增加，其对路面加宽值的要求相应降低、但扫尾尺寸会增大，在转向角度增加至14°时会出现正值，说明此时车辆后悬会飘出路面范围外，在道路设计和施工时需考虑扫尾障碍的清除。在转弯半径半径25米时，后轮转向角度的推荐值为14°，在该推荐值下，道路路面的加宽值最小，且无扫尾或扫尾尺寸也小。

3小结

以上研究表明，不考虑外侧扫尾的情况下，以典型值25米转弯半径来看，路面加宽值由大到小的运输车辆排序为：

根据以上排序，选择排名相近的机舱、塔筒、叶片运输车辆可以综合降低道路建设要求和车辆配置要求，推荐如下几种车辆配置：

（1）若项目采用30米塔筒，且不选择后轮转向车辆进行塔筒运输，则叶片转运车、机舱车辆可随意配置，道路加宽值按30米塔筒运输车（非后轮转向）为参照；

（2）若项目采用30米塔筒，且选择后轮转向车辆进行塔筒运输，则可选择叶片转运车（非后轮转向）、机舱长途运输车的配置，道路加宽值按叶片转运车（非后轮转向）为参照；

（3）若项目采用25米塔筒，且不选择后轮转向车辆进行塔筒运输，则可选择叶片转运车（非后轮转向）、机舱长途运输车的配置，道路加宽值按叶片转运车（非后轮转向）为参照；

（4）若项目采用25米塔筒，且选择后轮转向车辆进行塔筒运输，则选择叶片转运（后轮转向）、机舱转运车的配置，道路加宽值按机舱转运车为参照；

（5）若项目采用20米塔筒，且不选择后轮转向车辆进行塔筒运输，则选择叶片转运（后轮转向）、机舱转运车的配置，道路加宽值按20米塔筒（非后轮转向）为参照；

（6）若项目采用20米塔筒，且选择后轮转向车辆进行塔筒运输，则选择叶片转运（后轮转向）、机舱转运车的配置，道路加宽值按机舱转运车为参照。

综上所述，道路转弯半径及加宽值的影响因素与叶片运输车、机舱运输车、塔筒运输车均有关。

根据项目所采用的塔筒参数，选择对道路要求相近的机舱运输车、叶片运输车来合理优化道路建设参数，达到运输和道路成本最优。

4思考：

本次研究针对目前主流的机型的机舱、塔筒、叶片转运车进行了相关研究，但由于国内风机厂家技术路线差异，各厂家的主要设备尺寸不一，因此，本文未充分考虑设备尺寸对道路运输要求的影响，后续研究会通过车辆-货物-道路的结合进行综合分析，得出更细致的结论。

参考文献

[1]《风电场工程道路设计规范（NB/T 10209—2019）附录A》

[2]《汽车、半挂车、汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限制（GB 1589-2016）》