CN201428138Y - 大型塔桅式机械设备组合基础 - Google Patents
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Abstract
本实用新型由砼预制构件组合而成的正多边形或圆形独立基础梁板结构与砂、石子、土等固体散料共同构成的配置于大型桅杆式结构如风电机组等的组合式基础。上、下双道辐射式水平空间交叉加水平圆周封闭的预应力组合连接系统、凹凸键定位系统和砼抗剪切无间隙连接面构造系统、散料仓系统共同实现了原整体现浇砼基础的功能。具有节资环保、降低成本，可移位、重复使用的明显特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及能移位重复使用的由砼预制构件与砂、石子、土等固体散料组合而成的大型塔桅式机械设备如风力发电机组等的基础。
背景技术
目前，大型塔桅式机械设备如风力发电机组、钻探机等的基础，全部采用整体现浇砼基础。现有的塔桅式机械设备组合基础的技术性能远远不能满足其要求。其明显弊端在于，体积庞大，不能移位重复使用，造成大量资源浪费、经济浪费和环境污染。
发明内容
本实用新型的目的和任务是提供一种能满足如风力发电机组的大型塔桅式机械设备的抗倾翻力矩、水平力、垂直力和水平扭矩要求的、以大量非砼材料替代砼材料的、可移位重复使用的、缩短施工周期免除现场湿作业的较传统现浇砼基础节约资源、降低成本、消除废弃物污染的新型工厂化预制的大型塔桅式机械设备组合基础。
技术方案 本实用新型的组合形式：由砼预制构件水平组合而成的独立基础梁板结构与非砼散料如砂、石子、土等共同构成的独立基础；与之配套的砼结构预制件的水平组合连接构造系统；抗剪切防构件位移构造系统；防散料水平位移构造系统；与上部机械设备的垂直连接定位构造系统；以及其它为实现技术目标服务的构造措施。
本实用新型的砼预制构件组合成的独立基础的几何形状有下列特征：
一、平面几何图形同中心：平面形状为边数为大于等于4的偶数的正多边形的棱柱体中心件(1)1件、平面为边数为中心件(1)的平面正多边形边数的整数倍数的正多边形或圆形的抗压板1号(2)1件或抗压板2号(40)1件、平面为正多边形筒形或圆环形横剖面为矩形的环形梁(4)、正多边形的内切圆直径或外圆直径大于环形梁(4)的外缘直径的正多边形或圆形平台座(39)1件、数量为中心件(1)的平面正多边形边数的1或2倍、相邻的基础梁轴线在基础中心相交的水平夹角相同的基础梁1号(3)或基础梁2号(11)的轴线；二、高度关系：平台座(39)与中心件(1)上平面相平，环形梁(4)的上平面高于平台座(39)；横剖面为矩形的基础梁1号(3)或基础梁2号(11)的上平面水平或外缘上平面低于与平台座(39)连接部位的平面；基础梁1号(3)或基础梁2号(11)与平台座(39)交接外的平面与平台座(39)相平或低于平台座(39)；基础梁1号(3)或基础梁2号(11)的下端部分别与抗压板1号(2)或抗压板2号(40)合为一体形成梁板结构；三、平面位置关系：中心件(1)的正多边形平面的内切圆直径小于环形梁(4)内缘正多边形的内切圆或圆形的直径；环形梁(4)的平面正多边形外缘的内切圆直径小于平台座(39)的正多边形内切圆或圆形的外缘直径；抗压板1号(2)的正多边形平面的内切圆或抗压板2号(40)的圆形平面的半径大于或等于基础梁1号(3)或基础梁2号(11)的梁外端到基础中心的距离；与上部桅杆式结构垂直连接定位的地脚螺栓(5)垂直埋置于环形梁(4)的砼内；如图1、2、3、4、5、6、7、8所示。
正多边形基础1号(101)由平面同中心的中心件(1)1件、环形梁(4)1件、正多边形或圆形平台座(39)1件、平面外缘形状为边数是中心件(1)的平面正多边形边数整倍数的正多边形的抗压板1号(2)1件、轴线与中心件(1)的平面外边垂直且通过该外边中点的基础轴线重合的基础梁1号(3)共同构成；或以件数与中心件(1)平面正多边形边数相同的正多边形梁板结构1号(102)替代正多边形基础1号(101)；通过中心件(1)的中心和它的正多边形平面外边交会点的延长线的垂直切线是相邻的2件梁板结构1号(102)的共同边；梁板结构1号(102)的平面内底边与中心件(1)的正多边形的对应外边为共同边；梁板结构1号(102)的外边为相邻的两条通过中心件(1)的中心和它的正多边形外边交会点的延长线的垂直切线之间的正多边形基础1号(101)的外边的一部分；梁板结构1号(102)上设有环形梁(4)和平台座(39)的一部分与其它梁板结构1号(102)上的部分环形梁(4)和平台座(39)共同构成整体环形梁(4)和整体平台座(39)；基础梁1号(3)的平面轴线把梁板结构1号(102)的抗压板1号(2)平分为相互对称的多边形；或以平面组合后与梁板结构1号(102)完全相同的内端件1号(12)、过渡件1号(13)和外端件1号(14)各1件替代梁板结构1号(102)；内端件1号(12)与过渡件1号(13)、过渡件1号(13)与外端件1号(14)的共同边为平行于对应的中心件(1)的平面正多边形外边的直线的垂直切线；如图1、2、9、10所示。
圆形基础1号(103)由平面同中心的中心件(1)1件、环形梁(4)1件、平台座(39)1件、平面外缘为圆形的抗压板2号(40)1件、轴线与中心件(1)的平面外边垂直且通过该外边中点的基础轴线重合的基础梁1号(3)共同构成；或以件数与中心件(1)平面正多边形边数相同的梁板结构2号(104)水平组合后替代圆形基础1号(103)，通过中心件(1)的中心和它的正多边形平面外边交会点的延长线的垂直切线是相邻的2件梁板结构2号(104)的共同边，梁板结构2号(104)的外边为相邻的两条通过中心件(1)的中心和它的正多边形外边交会点的延长线的垂直切线之间的圆形基础1号(103)的外边的一部分；梁板结构2号(104)平面为扇形，其平面内底边与中心件(1)的正多边形外边为共同边，梁板结构2号(104)上设有环形梁(4)和平台座(39)的一部分与其它梁板结构2号(104)上的环形梁(4)和平台座(39)共同构成整体的环形梁(4)和平台座(39)；基础梁1号(3)的轴线把梁板结构2号(104)的抗压板2号(40)平分为相互对称的扇形；或以平面组合后与梁板结构2号(104)完全相同的内端件1号(12)、过渡件1号(13)和外端件3号(16)各1件自内而外平面组合后替代梁板结构2号(104)；内端件1号(12)与过渡件1号(13)、过渡件1号(13)与外端件3号(16)的共同边为平行于对应的中心件(1)的平面正多边形外边的直线的垂直切线；如图3、4、11、12所示。
正多边形基础2号(105)由中心件(1)、正多边形抗压板1号(2)1件、环形梁(4)1件、平台座(39)1件和对应于中心件(1)正多边形每边设置的横剖面为矩形的基础梁2号(11)2道，且相邻基础梁2号(11)平面轴线的夹角相等，平分相邻基础梁2号(11)轴线夹角的基础轴线通过对应的中心件(1)正多边形外边的中点；或以件数与中心件(1)平面正多边形边数相同的梁板结构3号(106)水平组合后替代正多边形基础2号(105)；通过中心件(1)的中心和它的正多边形平面外边交会点的延长线的垂直切线是相邻的2件梁板结构3号(106)的共同边；梁板结构3号(106)的平面内底边与中心件(1)的正多边形的对应外边为共同边；梁板结构3号(106)的外边为相邻的两条通过中心件(1)的中心和它的正多边形外边交会点的延长线的垂直切线之间的正多边形基础2号(105)的外边的一部分；
或以平面组合后与梁板结构3号(106)完全相同的内端件2号(17)、过渡件2号(18)和外端件2号(19)各1件自内而外水平组合后替代梁板结构3号(106)；或以平面组合后与外端件2号(19)完全相同的外端分件3号(26)和外端分件4号(27)各1件替代外端件2号(19)；外端分件3号(26)与外端分件4号(27)的共同边为平分外端件2号(19)的抗压板1号(2)面积的通过中心件(1)中心的直线的垂直切线；
或以平面组合后与梁板结构3号(106)完全相同的内端件2号(17)1件、件数为大于等于2的整数n的过渡件2号(18)n件、外端件2号(19)1件或外端分件3号(26)、外端分件4号(27)各1件自内而外水平组合后替代梁板结构3号(106)；内端件2号(17)与过渡件2号(18)、过渡件2号(18)与外端件2号(19)、n件过渡件2号(18)之间的共同边为：抗压板1号(2)部分的平行于中心件(1)的平面对应外边的直线和基础梁2号(11)宽度范围内的垂直于基础梁2号(11)平面轴线的直线连接而成的折线的垂直切面；或以自内而外水平组合后与梁板结构3号(106)完全相同的内端件4号(29)1件、过渡件7号(24)1件、外端件6号(28)1件替代梁板结构3号(106)；或以水平并列组合后的外端分件5号(30)和外端分件6号(31)各1件替代外端件6号(28)1件；
或以内端件4号(29)1件、件数为大于等于2的整数n的过渡件7号(24)n件，外端件6号(28)1件或外端分件5号(30)和外端分件6号(31)各1件自内而外水平组合后替代梁板结构3号(106)；内端件4号(29)与过渡件7号(24)、过渡件7号(24)与外端件6号(28)、n件过渡件7号(24)之间的共同边为：抗压板1号(2)的上平面以下部分为：平行于中心件(1)的平面对应外边的一条直线的垂直切线；抗压板1号(2)上平面以上部分为：与抗压板1号(2)的平行于中心件(1)对应外边的直线交会的同一构件的两道基础梁2号(11)宽度范围内的垂直于基础梁2号(11)平面轴线的两条直线段的垂直切线；如图5、6、13、14、17、18所示。
圆形基础2号(107)由中心件(1)1件、圆形平面的抗压板2号(40)1件、环形梁(4)1件、平台座(39)1件和对应于中心件(1)正多边形每边设置的横剖面为矩形的基础梁2号(11)2道，且相邻基础梁2号(11)平面轴线的夹角相等，平分相邻基础梁2号(11)轴线夹角的基础轴线通过对应的中心件(1)正多边形外边的中点；或以件数与中心件(1)正多边形边数相同的梁板结构4号(108)平面组合后替代圆形基础2号(107)；通过中心件(1)的中心和它的正多边形平面外边交会点的延长线的垂直切线是相邻的2件梁板结构4号(108)的共同边；梁板结构4号(108)的平面内底边与中心件(1)的正多边形的对应外边为共同边；梁板结构4号(108)外边为相邻的两条通过中心件(1)的中心和它的正多边形外边交会点的延长线的垂直切线之间的圆形基础1号(103)的外边的一部分；
或以自内而外水平组合后与梁板结构4号(108)完全相同的内端件2号(17)1件、过渡件2号(18)1件和外端件5号(25)1件替代梁板结构4号(108)；或以并列水平组合后与外端件5号(25)完全相同的外端分件1号(20)和外端分件2号(21)各1件替代外端件5号(25)；外端分件1号(20)和外端分件2号(21)的共同边为平分外端件5号(25)的抗压板2号(40)面积的通过中心件(1)中心的直线的垂直切线；
或以自内而外平面组合后与梁板结构4号(108)完全相同的内端件2号(17)1件、件数为大于等于2的整数n的过渡件2号(18)n件、外端件5号(25)1件或外端分件1号(20)、外端分件2号(21)各1件替代梁板结构4号(108)；内端件2号(17)与过渡件2号(18)、过渡件2号(18)与外端件5号(25)、n件过渡件2号(18)之间的共同边为：抗压板1号(2)部分的平行于中心件(1)的平面对应外边的直线和基础梁2号(11)宽度范围内的垂直于基础梁2号(11)平面轴线的直线连接而成的折线的垂直切面；
或以自内而外水平组合后与梁板结构4号(108)完全相同的内端件4号(29)1件、过渡件7号(24)1件和外端件8号(35)1件替代梁板结构4号(108)；或以水平并列组合后与外端件8号(35)完全相同的外端分件7号(33)1件和外端分件8号(34)1件替代外端件8号(35)；外端分件7号(33)和外端分件8号(34)的共同边为平分外端件8号(35)的抗压板2号(40)面积的通过中心件(1)中心的直线的垂直切线；
或以自内而外水平组合后与梁板结构4号(108)完全相同的内端件4号(29)1件、件数为大于等于2的整数n的过渡件7号(24)n件、和外端件8号(35)1件或外端分件7号(33)、外端分件8号(34)各1件替代梁板结构4号(108)；内端件4号(29)与过渡件7号(24)、过渡件7号(24)与外端件8号(35)、n件过渡件7号(24)之间的共同边为：抗压板2号(40)的上平面以下部分为：平行于中心件(1)的平面对应外边的一条直线的垂直切线；抗压板2号(40)上平面以上部分为：与抗压板2号(40)的平行于中心件(1)对应外边的直线交会的同一构件的两道基础梁2号(11)宽度范围内的垂直于基础梁2号(11)平面轴线的两条直线段的垂直切线；如图7、8、15、16、19、20所示。
本实用新型的砼预制构件水平组合连接系统的构造：正多边形基础1号(101)或圆形基础1号(103)的水平组合连接为上、下单孔或上单下多孔的两种水平空间交叉后张法无粘结预应力系统；在砼预制结构件的基础梁1号(3)的上半部轴线上设置1道钢绞线孔道(36)水平贯穿于基础梁1号(3)的轴线，其孔道中心标高在中心件(1)之外的区段相同；下部在基础梁1号(3)的轴线上设置一道或对称水平设置多道平行钢绞线孔道(36)，其孔道中心标高在中心件(1)之外的区段相同；各基础梁1号(3)上、下设置的钢绞线孔道(36)在中心件(1)空间交叉使上或下部水平连接系统的钢绞线孔道(36)的孔道中心标高在内端件1号(12)内水平；以钢绞线(41)贯穿于钢绞线孔道(36)内，其一端为固定端(38)，另一端为张拉端(37)；如图21、22、23、24、25、26所示。固定端(38)由与外端件1号(14)或外端件3号(16)或外端件6号(28)或外端件8号(35)或外端件2号(19)或外端件5号(25)的基础梁1号(3)或基础梁2号(11)或抗压板1号(2)或抗压板2号(40)的砼预制构件垂直面相平的套管2号(70)与中心有外大内小锥形孔(82)的圆圈5号(68)和与圆圈5号(68)内孔的内径相同的套管1号(67)和中心设有与钢绞线孔道(36)内径相同的孔的圆圈4号(65)和钢绞线孔道(36)水平同心自外向内组合连接；与圆圈5号(68)内孔配合的封闭板(69)，在封闭板(69)的外侧有与构件外立面相平的封口砼(71)；圆圈4号(65)外侧设有承压环(64)，承压环(64)上有孔(81)，钢绞线(41)从孔(81)穿过；钢绞线(41)的外端部设有钢绞线锚头(66)；张拉端(37)由外面与外端件1号(14)或外端件3号(16)或外端件6号(28)或外端件8号(35)或外端件2号(19)或外端件5号(25)的基础梁1号(3)或基础梁2号(11)或抗压板1号(2)或抗压板2号(40)的砼预制构件垂直外立面相平的外向有凹槽的横剖面为L形的其内径与钢绞线孔道(36)的内径相同的圆圈2号(58)同心水平组合连接；圆圈2号(58)外侧设有其外径与圆圈2号(58)L形凹槽相配合、其外向内径凹槽与锚环(61)外径相配合的剖面为L形的圆圈3号(59)；圆柱形锚环(61)上设有外大内小的锥形孔(82)，钢绞线(41)的一端从锥形孔(82)向外穿过，在锥形孔(82)与钢绞线(41)之间有夹片(60)；筒口外端内径面设有与圆圈3号(59)外径面设有的外螺纹相配合的内螺纹的外口有圆圈的防护套筒(62)，在防护套筒(62)与圆圈2号(58)之间有封闭垫圈1号(63)；如图27、28所示。
正多边形基础2号(105)或圆形基础2号(107)及由其分解而成的砼预制构件的水平组合连接系统的在同一水平部位的多(大于等于2)钢绞线孔道(36)的设置方法是与基础梁2号(11)的梁轴线对称水平平行分布且钢绞线孔道(36)中心标高在同一高度，对称于中心件(1)平行外边两侧下部的多(大于等于2)钢绞线孔道(36)在中心件(1)内为水平平行布置；如图25、26所示。
为加强构件组合后的整体性，在正多边形基础1号(101)或圆形基础1号(103)或正多边形基础2号(105)或圆形基础2号(107)的抗压板1号(2)或抗压板2号(40)的内切圆或圆周内侧设圆环形的钢绞线孔道(36)，在平面对称的部位设置两组张拉端(37)和固定端(38)构造，以钢绞线(41)对整座基础进行圆周紧固；如图21、22、23、24、25、26所示。
为了使各预制构件组合连接定位准确，在各预制构件的相互连接面上设有由分别对应设置于相邻砼预制构件连接面上的由定位凹槽(45)和与之配合的定位凸键(46)共同构成的定位键(83)，每组对应的垂直连接面上最少设置2组定位键(83)；定位凹槽(45)由外面与砼构件外立面齐平的有外大内小锥形孔(82)的锥孔圆圈(47)与筒口朝外的筒内有黄油(49)的圆筒(48)同心连接，锥孔圆圈(47)和圆筒(48)的内侧面有锚筋(50)与锥孔圆圈(47)、圆筒(48)连接；定位凸键(46)由外面与砼外立面齐平的内有圆孔与锥形键(52)圆柱形部分配合的圆圈1号(51)，锥形键(52)的锥形部分与锥孔圆圈(47)的锥形孔(82)配合，在圆圈1号(51)和锥形键(52)的内侧有锚筋(50)与锥形键(52)、圆圈1号(51)连接；如图41所示。在内端件1号(12)与过渡件1号(13)或过渡件1号(13)与外端件1号(14)或过渡件1号(13)与外端件3号(16)的相邻连接面上，定位键(83)设置于基础梁1号(3)或抗压板1号(2)的垂直连接面的任意部位；在内端件2号(17)与过渡件2号(18)或过渡件2号(18)与外端件2号(19)或过渡件2号(18)与外端件5号(25)或内端件4号(29)与过渡件7号
(24)或过渡件7号(24)与外端件6号(28)或过渡件7号(24)与外端件8号(35)的相邻连接面上，定位键(83)设在抗压板1号(2)或抗压板2号(40)的垂直连接面上；在中心件(1)与梁板结构1号(102)或梁板结构2号(104)或梁板结构3号(106)或梁板结构4号(108)相邻的垂直连接面上，定位键(83)可以设于任意部位；如图29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、56所示。
本实用新型的各砼预制构件的垂直连接面为无间隙配合，抗压板1号(2)或抗压板2号(40)的垂直连接面的下端有相邻预制构件的相邻格角形成的空腔(84)，抗压板1号(2)或抗压板2号(40)底面与砼垫层(7)之间设有传力砂层(6)，如图52、53所示。在两相邻的砼预制构件的垂直连接面上设有对应配合的三角形凹凸抗剪切连接面(75)或梯形抗剪切连接面(77)或圆弧形抗剪切连接面(78)或垂直平面无间隙连接面(76)；如图43、44、45、42所示。
本实用新型的基础有两种设置方式：全埋或全露；全埋式是在基坑(8)的地基上设砼垫层(7)，在抗压板1号(2)或抗压板2号(40)与砼垫层(7)之间有传力砂层(6)；基础砼预制构件组装完毕后，装填砂或石子或土等散料(9)，在散料(9)的上面设有散料定位盖板(10)；全露式是基础设置于地坪以上，基础砼预制构件组装完毕后，在其抗压板1号(2)或抗压板2号(40)的外边缘上面设有预埋钢柱(79)与预制的散料仓挡板(72)下端的预埋凹槽(80)相配合；两件散料仓挡板(72)之间以连接件(74)与钢埋件(73)的连接成为一体，使散料仓挡板(72)形成筒状料仓；在散料(9)上面设有散料定位盖板(10)；如图6、10、46、47、48、49所示。
本实用新型的中心件(1)为正多边形棱柱体1件，或以水平切线将其分割为中心下件(55)、中心上件(56)和中心中件(57)3件，在相邻各件的水平无间隙连接面上设有棱台体或截头角锥体或截头圆锥体的砼凸键(53)和与之无间隙配合的砼凹键(54)；中心中件(57)为1件或将其水平分割为n(n大于等于2，整数)件，分割后的水平连接面上设有上下相配合的砼凸键(53)和砼凹键(54)，如图50、51所示。
为了使钢绞线孔道(36)封闭，在相邻砼构件的连接面的钢绞线孔道(36)的一端设与钢绞线孔道(36)内径相同的环形凹槽(87)，内置厚度大于环形凹槽(87)槽深的封闭垫圈2号(88)；如图55所示。
为提高吊装砼构件的效率和保证安全，在每件砼构件的外侧立面上水平设置不少于3个吊装销孔(85)，将由吊环(89)与吊钩组合的与吊装销孔(85)配合的柱形钢销(86)插入吊装销孔(85)内，即可起吊，如图54所示。有益效果本实用新型以砼预制构件水平组合后形成的梁板独立基础结构和置于其上的如砂、石子、土等散料共同构成的大型塔桅式机械设备如风力发电机组、勘探机的新型基础。与传统整体现浇砼基础相比，本实用新型的有益效果在于：
1.节约了大型塔桅式机械设备基础的大量砼资源和能源投入；
2.大幅降低了基础制作成本，具有明显的直接经济效益；
3.克服现场制作的湿作业，实现了工厂化预制；
4.实现了移位重复使用，为进一步提高资源利用率创造了技术条件；
5.彻底消灭了传统基础废弃后形成的污染；
6.施工周期大幅度缩短，利于高寒和干旱地区施工。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1——砼预制正多边形基础1号(101)、梁板结构1号(102)平面图
图2——砼预制正多边形基础1号(101)、梁板结构1号(102)剖面图
图3——砼预制圆形基础1号(103)、梁板结构2号(104)平面图
图4——砼预制圆形基础1号(103)、梁板结构2号(104)剖面图
图5——砼预制正多边形基础2号(105)、梁板结构3号(106)平面图
图6——砼预制正多边形基础2号(105)、梁板结构3号(106)剖面图
图7——砼预制圆形基础2号(107)、梁板结构4号(108)平面图
图8——砼预制圆形基础2号(107)、梁板结构4号(108)剖面图
图9——砼预制正多边形基础1号(101)、梁板结构1号(102)构件组合平面图
图10——砼预制正多边形基础1号(101)、梁板结构1号(102)构件组合剖面图
图11——砼预制圆形基础1号(103)、梁板结构2号(104)构件组合平面图
图12——砼预制圆形基础1号(103)、梁板结构2号(104)构件组合剖面图
图13——砼预制正多边形基础2号(105)、梁板结构3号(106)构件组合平面图
图14预制正多边形基础2号(105)、梁板结构3号(106)构件组合剖面图
图15——砼预制圆形基础2号(107)、梁板结构4号(108)构件组合平面图
图16——砼预制圆形基础2号(107)、梁板结构4号(108)构件组合剖面图
图17——砼预制正多边形基础2号(105)、梁板结构3号(106)构件组合平面图
图18——砼预制正多边形基础2号(105)、梁板结构3号(106)构件组合剖面图
图19——砼预制圆形基础2号(107)、梁板结构4号(108)构件组合平面图
图20——砼预制圆形基础2号(107)、梁板结构4号(108)构件组合剖面图
图21——砼预制正多边形基础1号(101)水平连接系统(一)平面图
图22——砼预制正多边形基础1号(101)水平连接系统(一)剖面图
图23——砼预制正多边形基础1号(101)水平连接系统(二)平面图
图24——预制正多边形基础1号(101)水平连接系统(二)剖面图
图25——砼预制圆形基础2号(107)水平连接系统平面图
图26——砼预制圆形基础2号(107)水平连接系统剖面图
图27——固定端(38)构造大样图
图28——张拉端(37)构造大样图
图29——正多边形基础1号(101)、梁板结构1号(102)预制构件组合定位系统平面图
图30——正多边形基础1号(101)、梁板结构1号(102)预制构件组合定位系统剖面图
图31——圆形基础1号(103)、梁板结构2号(104)预制构件组合定位系统平面图
图32——圆形基础1号(103)、梁板结构2号(104)预制构件组合定位系统剖面图
图33——正多边形基础2号(105)、梁板结构3号(106)预制构件组合定位系统平面图
图34——正多边形基础2号(105)、梁板结构3号(106)预制构件组合定位系统剖面图
图35——圆形基础2号(107)、梁板结构4号(108)预制构件组合定位系统平面图
图36——圆形基础2号(107)、梁板结构4号(108)预制构件组合定位系统剖面图
图37——正多边形基础2号(105)、梁板结构3号(106)预制构件组合定位系统平面图
图38——正多边形基础2号(105)、梁板结构3号(106)预制构件组合定位系统剖面图
图39——圆形基础2号(107)、梁板结构4号(108)预制构件组合定位系统平面图
图40——圆形基础2号(107)、梁板结构4号(108)预制构件组合定位系统剖面图
图41——定位键(83)大样图
图42——预制构件平面无间隙配合剖面图
图43——预制构件三角形凹凸抗剪切连接面(75)剖面图
图44——预制构件梯形抗剪切连接面(77)剖面图
图45——预制构件圆弧形抗剪切连接面(78)剖面图
图46——散料仓平面图
图47——散料仓剖面图
图48——散料仓挡板(72)的连接构造示意图(一)
图49——散料仓挡板(72)的连接构造示意图(二)
图50——中心件(1)的定位抗剪切构造(一)
图51——中心件(1)的预制构件组合构造
图52——抗压板1号(2)或抗压板2号(40)的垂直连接面构造剖面图(一)
图53——抗压板1号(2)或抗压板2号(40)的垂直连接面构造剖面图(二)
图54——吊装销孔(85)和柱形钢销(86)构造剖面图
图55——钢绞线孔道(36)的管道密封构造剖面图
图56——砼预制构件连接面上的钢绞线孔道(36)、钢绞线(41)、定位凹槽(45)、定位凸键(46)、三角形凹凸抗剪切连接面(75)、垂直平面无间隙连接面(76)、梯形抗剪切连接面(77)、圆弧形抗剪切连接面(78)分布示意图
具体实施方式
本实用新型的正多边形基础1号101或梁板结构1号102或圆形基础1号103或梁板结构2号104或正多边形基础2号105或梁板结构3号106或正多边形基础2号105或梁板结构3号106或圆形基础2号107或梁板结构4号108由砼预制构件按设定位置组合拼装而成，其平面形状如图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20所示。
为了运输、安装、拆解和制作便利，可将过渡件1号13或过渡件2号18或过渡件7号24按本实用新型设定的切割方式分割为多件。
本实用新型采用沿基础梁1号3或基础梁2号11的轴线分上、下两部位设置水平组合预应力钢绞线连接系统；根据结构需要采用上单下单、上单下多钢绞线孔道36以空间交叉形式把全部砼预制构件水平组合连接为一个整体；为强化水平组合连接系统，在抗压板1号2或抗压板2号40的圆周设置了圆环形水平紧固构造；如图21、22、23、24、25、26所示。
为了保证砼预制构件水平组合定位准确并使设于砼预制构件垂直连接面上的垂直平面无间隙连接面76或三角形凹凸抗剪切连接面75或梯形抗剪切连接面77或圆弧形抗剪切连接面78实现无间隙配合，在各砼预制构件的每个垂直连接面上设置了由分设于相邻构件连接面的对应部位相互配合的定位凹槽45和定位凸键46共同构成的定位键83，砼预制构件组装时，从中心件1定位开始，把固定位置的构件的定位凸键46对准对应的与之相邻的砼预制构件连接面上的定位凹槽45，使定位凸键46插入定位凹槽45的凹槽即可；如图29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41所示。
为了防止砼预制构件组合过程中有杂物夹入两连接面之间的缝隙，造成构件连接面无法实现无间隙配合，在每道连接面的下端设有由相邻构件的格角形成的空腔84；如图52、53所示。
为增强砼预制构件组合后的整体性和抗剪切能力，在砼构件的垂直连接面上设置了垂直平面无间隙连接面76或三角形凹凸抗剪切连接面75或梯形抗剪切连接面77或圆弧形抗剪切连接面78的抗剪切防位移构造，与定位键83配合形成砼构件的抗剪切防位移构造系统；如图42、43、44、45所示。
本实用新型的砼预制构件水平组合的钢绞线无粘结预应力连接系统是在预制砼构件时按设定位置预留钢绞线孔道36，安装水平连接系统的步骤是：一、基础砼预制构件全部就位后，将一端设有锚头的钢绞线41从固定端38的承压环64的孔中穿过，再穿入钢绞线孔道36，使钢绞线41从张拉端37穿出，安装锚环61和夹片60，以张拉机对钢绞线41进行张拉，使砼预制构件的连接面实现无间隙配合且达到规定的预应力值时，将防护套筒62和封闭垫圈1号63安装紧固；二、将固定端38的封闭板69安装后，以封口砼71封固，须拆解基础时，将封口砼71剃除，拆下封闭板69，然后将钢绞线41抽出；三、在以上两个程序完成后，按上述程序将钢绞线41穿入基础的抗压板1号2或抗压板2号40的钢绞线孔道36内，进行张拉后，按上述方法对张拉端37和固定端38进行封固；如图21、22、23、24、25、26、27、28所示。
为了便于中心件1的吊装运输，采用砼预制构件的水平分割和垂直组合方式，把一件分为多件；如图50、51所示。
为了便于各种地质环境下使用，本实用新型采用全埋和全露两种设置方式，全埋式为防止地基被雨水浸泡和散料的移动，在散料上设置了钢筋砼的散料定位盖板10；全露式为防止散料水平位移，设置了由砼预制构件组合的散料仓，以确保基础的重力稳定；如图6、10、46、47所示。
Claims (5)
1、大型塔桅式机械设备组合基础由砼预制构件多件水平无间隙配合，以后张法无粘结预应力水平连接系统组合成为正多边形或圆形平面的砼独立梁板结构后，其上配置砂或石子或土等散料，其特征在于：
砼预制构件组合成的独立基础的几何形状有下列特征：
一、平面几何图形同中心：平面形状为边数为大于等于4的偶数的正多边形的棱柱体中心件(1)1件、平面为边数为中心件(1)的平面正多边形边数的整数倍数的正多边形或圆形的抗压板1号(2)1件或抗压板2号(40)1件、平面为正多边形筒形或圆环形横剖面为矩形的环形梁(4)、正多边形的内切圆直径或外圆直径大于环形梁(4)的外缘直径的正多边形或圆形平台座(39)1件、数量为中心件(1)的平面正多边形边数的1或2倍、相邻的基础梁轴线在基础中心相交的水平夹角相同的基础梁1号(3)或基础梁2号(11)的轴线；二、高度关系：平台座(39)与中心件(1)上平面相平，环形梁(4)的上平面高于平台座(39)；横剖面为矩形的基础梁1号(3)或基础梁2号(11)的上平面水平或外缘上平面低于与平台座(39)连接部位的平面；基础梁1号(3)或基础梁2号(11)与平台座(39)交接外的平面与平台座(39)相平或低于平台座(39)；基础梁1号(3)或基础梁2号(11)的下端部分别与抗压板1号(2)或抗压板2号(40)合为一体形成梁板结构；三、平面位置关系：中心件(1)的正多边形平面的内切圆直径小于环形梁(4)内缘正多边形的内切圆或圆形的直径；环形梁(4)的平面正多边形外缘的内切圆直径小于平台座(39)的正多边形内切圆或圆形的外缘直径；抗压板1号(2)的正多边形平面的内切圆或抗压板2号(40)的圆形平面的半径大于或等于基础梁1号(3)或基础梁2号(11)的梁外端到基础中心的距离；与上部桅杆式结构垂直连接定位的地脚螺栓(5)垂直埋置于环形梁(4)的砼内；
正多边形基础1号(101)由平面同中心的中心件(1)1件、环形梁(4)1件、正多边形或圆形平台座(39)1件、平面外缘形状为边数是中心件(1)的平面正多边形边数整倍数的正多边形的抗压板1号(2)1件、轴线与中心件(1)的平面外边垂直且通过该外边中点的基础轴线重合的基础梁1号(3)共同构成；或以件数与中心件(1)平面正多边形边数相同的正多边形梁板结构1号(102)替代正多边形基础1号(101)；通过中心件(1)的中心和它的正多边形平面外边交会点的延长线的垂直切线是相邻的2件梁板结构1号(102)的共同边；梁板结构1号(102)的平面内底边与中心件(1)的正多边形的对应外边为共同边；梁板结构1号(102)的外边为相邻的两条通过中心件(1)的中心和它的正多边形外边交会点的延长线的垂直切线之间的正多边形基础1号(101)的外边的一部分；梁板结构1号(102)上设有环形梁(4)和平台座(39)的一部分与其它梁板结构1号(102)上的部分环形梁(4)和平台座(39)共同构成整体环形梁(4)和整体平台座(39)；基础梁1号(3)的平面轴线把梁板结构1号(102)的抗压板1号(2)平分为相互对称的多边形；或以平面组合后与梁板结构1号(102)完全相同的内端件1号(12)、过渡件1号(13)和外端件1号(14)各1件替代梁板结构1号(102)；内端件1号(12)与过渡件1号(13)、过渡件1号(13)与外端件1号(14)的共同边为平行于对应的中心件(1)的平面正多边形外边的直线的垂直切线；
圆形基础1号(103)由平面同中心的中心件(1)1件、环形梁(4)1件、平台座(39)1件、平面外缘为圆形的抗压板2号(40)1件、轴线与中心件(1)的平面外边垂直且通过该外边中点的基础轴线重合的基础梁1号(3)共同构成；或以件数与中心件(1)平面正多边形边数相同的梁板结构2号(104)水平组合后替代圆形基础1号(103)，通过中心件(1)的中心和它的正多边形平面外边交会点的延长线的垂直切线是相邻的2件梁板结构2号(104)的共同边，梁板结构2号(104)的外边为相邻的两条通过中心件(1)的中心和它的正多边形外边交会点的延长线的垂直切线之间的圆形基础1号(103)的外边的一部分；梁板结构2号(104)平面为扇形，其平面内底边与中心件(1)的正多边形外边为共同边，梁板结构2号(104)上设有环形梁(4)和平台座(39)的一部分与其它梁板结构2号(104)上的环形梁(4)和平台座(39)共同构成整体的环形梁(4)和平台座(39)；基础梁1号(3)的轴线把梁板结构2号(104)的抗压板2号(40)平分为相互对称的扇形；或以平面组合后与梁板结构2号(104)完全相同的内端件1号(12)、过渡件1号(13)和外端件3号(16)各1件自内而外平面组合后替代梁板结构2号(104)；内端件1号(12)与过渡件1号(13)、过渡件1号(13)与外端件3号(16)的共同边为平行于对应的中心件(1)的平面正多边形外边的直线的垂直切线；
正多边形基础2号(105)由中心件(1)、正多边形抗压板1号(2)1件、环形梁(4)1件、平台座(39)1件和对应于中心件(1)正多边形每边设置的横剖面为矩形的基础梁2号(11)2道，且相邻基础梁2号(11)平面轴线的夹角相等，平分相邻基础梁2号(11)轴线夹角的基础轴线通过对应的中心件(1)正多边形外边的中点；或以件数与中心件(1)平面正多边形边数相同的梁板结构3号(106)水平组合后替代正多边形基础2号(105)；通过中心件(1)的中心和它的正多边形平面外边交会点的延长线的垂直切线是相邻的2件梁板结构3号(106)的共同边；梁板结构3号(106)的平面内底边与中心件(1)的正多边形的对应外边为共同边；梁板结构3号(106)的外边为相邻的两条通过中心件(1)的中心和它的正多边形外边交会点的延长线的垂直切线之间的正多边形基础2号(105)的外边的一部分；
或以平面组合后与梁板结构3号(106)完全相同的内端件2号(17)、过渡件2号(18)和外端件2号(19)各1件自内而外水平组合后替代梁板结构3号(106)；或以平面组合后与外端件2号(19)完全相同的外端分件3号(26)和外端分件4号(27)各1件替代外端件2号(19)；外端分件3号(26)与外端分件4号(27)的共同边为平分外端件2号(19)的抗压板1号(2)面积的通过中心件(1)中心的直线的垂直切线；
或以平面组合后与梁板结构3号(106)完全相同的内端件2号(17)1件、件数为大于等于2的整数n的过渡件2号(18)n件、外端件2号(19)1件或外端分件3号(26)、外端分件4号(27)各1件自内而外水平组合后替代梁板结构3号(106)；内端件2号(17)与过渡件2号(18)、过渡件2号(18)与外端件2号(19)、n件过渡件2号(18)之间的共同边为：抗压板1号(2)部分的平行于中心件(1)的平面对应外边的直线和基础梁2号(11)宽度范围内的垂直于基础梁2号(11)平面轴线的直线连接而成的折线的垂直切面；或以自内而外水平组合后与梁板结构3号(106)完全相同的内端件4号(29)1件、过渡件7号(24)1件、外端件6号(28)1件替代梁板结构3号(106)；或以水平并列组合后的外端分件5号(30)和外端分件6号(31)各1件替代外端件6号(28)1件；
或以内端件4号(29)1件、件数为大于等于2的整数n的过渡件7号(24)n件，外端件6号(28)1件或外端分件5号(30)和外端分件6号(31)各1件自内而外水平组合后替代梁板结构3号(106)；内端件4号(29)与过渡件7号(24)、过渡件7号(24)与外端件6号(28)、n件过渡件7号(24)之间的共同边为：抗压板1号(2)的上平面以下部分为：平行于中心件(1)的平面对应外边的一条直线的垂直切线；抗压板1号(2)上平面以上部分为：与抗压板1号(2)的平行于中心件(1)对应外边的直线交会的同一构件的两道基础梁2号(11)宽度范围内的垂直于基础梁2号(11)平面轴线的两条直线段的垂直切线；
圆形基础2号(107)由中心件(1)1件、圆形平面的抗压板2号(40)1件、环形梁(4)1件、平台座(39)1件和对应于中心件(1)正多边形每边设置的横剖面为矩形的基础梁2号(11)2道，且相邻基础梁2号(11)平面轴线的夹角相等，平分相邻基础梁2号(11)轴线夹角的基础轴线通过对应的中心件(1)正多边形外边的中点；或以件数与中心件(1)正多边形边数相同的梁板结构4号(108)平面组合后替代圆形基础2号(107)；通过中心件(1)的中心和它的正多边形平面外边交会点的延长线的垂直切线是相邻的2件梁板结构4号(108)的共同边；梁板结构4号(108)的平面内底边与中心件(1)的正多边形的对应外边为共同边；梁板结构4号(108)外边为相邻的两条通过中心件(1)的中心和它的正多边形外边交会点的延长线的垂直切线之间的圆形基础1号(103)的外边的一部分；
或以自内而外水平组合后与梁板结构4号(108)完全相同的内端件2号(17)1件、过渡件2号(18)1件和外端件5号(25)1件替代梁板结构4号(108)；或以并列水平组合后与外端件5号(25)完全相同的外端分件1号(20)和外端分件2号(21)各1件替代外端件5号(25)；外端分件1号(20)和外端分件2号(21)的共同边为平分外端件5号(25)的抗压板2号(40)面积的通过中心件(1)中心的直线的垂直切线；
或以自内而外平面组合后与梁板结构4号(108)完全相同的内端件2号(17)1件、件数为大于等于2的整数n的过渡件2号(18)n件、外端件5号(25)1件或外端分件1号(20)、外端分件2号(21)各1件替代梁板结构4号(108)；内端件2号(17)与过渡件2号(18)、过渡件2号(18)与外端件5号(25)、n件过渡件2号(18)之间的共同边为：抗压板1号(2)部分的平行于中心件(1)的平面对应外边的直线和基础梁2号(11)宽度范围内的垂直于基础梁2号(11)平面轴线的直线连接而成的折线的垂直切面；
或以自内而外水平组合后与梁板结构4号(108)完全相同的内端件4号(29)1件、过渡件7号(24)1件和外端件8号(35)1件替代梁板结构4号(108)；或以水平并列组合后与外端件8号(35)完全相同的外端分件7号(33)1件和外端分件8号(34)1件替代外端件8号(35)；外端分件7号(33)和外端分件8号(34)的共同边为平分外端件8号(35)的抗压板2号(40)面积的通过中心件(1)中心的直线的垂直切线；
或以自内而外水平组合后与梁板结构4号(108)完全相同的内端件4号(29)1件、件数为大于等于2的整数n的过渡件7号(24)n件、和外端件8号(35)1件或外端分件7号(33)、外端分件8号(34)各1件替代梁板结构4号(108)；内端件4号(29)与过渡件7号(24)、过渡件7号(24)与外端件8号(35)、n件过渡件7号(24)之间的共同边为：抗压板2号(40)的上平面以下部分为：平行于中心件(1)的平面对应外边的一条直线的垂直切线；抗压板2号(40)上平面以上部分为：与抗压板2号(40)的平行于中心件(1)对应外边的直线交会的同一构件的两道基础梁2号(11)宽度范围内的垂直于基础梁2号(11)平面轴线的两条直线段的垂直切线；
砼预制构件水平组合连接系统的构造：正多边形基础1号(101)或圆形基础1号(103)的水平组合连接为上、下单孔或上单下多孔的两种水平空间交叉后张法无粘结预应力系统；在砼预制结构件的基础梁1号(3)的上半部轴线上设置1道钢绞线孔道(36)水平贯穿于基础梁1号(3)的轴线，其孔道中心标高在中心件(1)之外的区段相同；下部在基础梁1号(3)的轴线上设置一道或对称水平设置多道平行钢绞线孔道(36)，其孔道中心标高在中心件(1)之外的区段相同；各基础梁1号(3)上、下设置的钢绞线孔道(36)在中心件(1)空间交叉使上或下部水平连接系统的钢绞线孔道(36)的孔道中心标高在内端件1号(12)内水平；钢绞线(41)置于钢绞线孔道(36)内，其一端为固定端(38)，另一端为张拉端(37)；固定端(38)由与外端件1号(14)或外端件3号(16)或外端件6号(28)或外端件8号(35)或外端件2号(19)或外端件5号(25)的基础梁1号(3)或基础梁2号(11)或抗压板1号(2)或抗压板2号(40)的砼预制构件垂直面相平的套管2号(70)与中心有外大内小锥形孔(82)的圆圈5号(68)和与圆圈5号(68)内孔的内径相同的套管1号(67)和中心设有与钢绞线孔道(36)内径相同的孔的圆圈4号(65)和钢绞线孔道(36)水平同心自外向内组合连接；与圆圈5号(68)内孔配合的封闭板(69)，在封闭板(69)的外侧有与构件外立面相平的封口砼(71)；圆圈4号(65)外侧设有承压环(64)，承压环(64)上有孔(81)，钢绞线(41)从孔(81)穿过；钢绞线(41)的外端部设有钢绞线锚头(66)；张拉端(37)由外面与外端件1号(14)或外端件3号(16)或外端件6号(28)或外端件8号(35)或外端件2号(19)或外端件5号(25)的基础梁1号(3)或基础梁2号(11)或抗压板1号(2)或抗压板2号(40)的砼预制构件垂直外立面相平的外向有凹槽的横剖面为L形的其内径与钢绞线孔道(36)的内径相同的圆圈2号(58)同心水平组合连接；圆圈2号(58)外侧设有其外径与圆圈2号(58)L形凹槽相配合、其外向内径凹槽与锚环(61)外径相配合的剖面为L形的圆圈3号(59)；圆柱形锚环(61)上设有外大内小的锥形孔(82)，钢绞线(41)的一端从锥形孔(82)向外穿过，在锥形孔(82)与钢绞线(41)之间有夹片(60)；筒口外端内径面设有与圆圈3号(59)外径面设有的外螺纹相配合的内螺纹的外口有圆圈的防护套筒(62)，在防护套筒(62)与圆圈2号(58)之间有封闭垫圈1号(63)；
正多边形基础2号(105)或圆形基础2号(107)及由其分解而成的砼预制构件的水平组合连接系统的在同一水平部位的多根钢绞线孔道(36)的设置方式是与基础梁2号(11)的梁轴线对称水平平行分布且钢绞线孔道(36)中心标高在同一高度，对称于中心件(1)平行外边两侧下部的多根钢绞线孔道(36)在中心件(1)内为水平平行布置；
在正多边形基础1号(101)或圆形基础1号(103)或正多边形基础2号(105)或圆形基础2号(107)的抗压板1号(2)或抗压板2号(40)的内切圆或圆周内侧设圆环形的钢绞线孔道(36)，在平面对称的部位设置两组张拉端(37)和固定端(38)构造，以钢绞线(41)对整座基础进行圆周紧固；
在各预制构件的相互连接面上设有由分别对应设置于相邻砼预制构件连接面上的由定位凹槽(45)和与之配合的定位凸键(46)共同构成的定位键(83)，每组对应的垂直连接面上最少设置2组定位键(83)；定位凹槽(45)由外面与砼构件外立面齐平的有外大内小锥形孔(82)的锥孔圆圈(47)与筒口朝外的筒内有黄油(49)的圆筒(48)同心连接，锥孔圆圈(47)和圆筒(48)的内侧面有锚筋(50)与锥孔圆圈(47)、圆筒(48)连接；定位凸键(46)由外面与砼外立面齐平的内有圆孔与锥形键(52)圆柱形部分配合的圆圈1号(51)，锥形键(52)的锥形部分与锥孔圆圈(47)的锥形孔(82)配合，在圆圈1号(51)和锥形键(52)的内侧有锚筋(50)与锥形键(52)、圆圈1号(51)连接；在内端件1号(12)与过渡件1号(13)或过渡件1号(13)与外端件1号(14)或过渡件1号(13)与外端件3号(16)的相邻连接面上，定位键(83)设置于基础梁1号(3)或抗压板1号(2)的垂直连接面的任意部位；在内端件2号(17)与过渡件2号(18)或过渡件2号(18)与外端件2号(19)或过渡件2号(18)与外端件5号(25)或内端件4号(29)与过渡件7号(24)或过渡件7号(24)与外端件6号(28)或过渡件7号(24)与外端件8号(35)的相邻连接面上，定位键(83)设在抗压板1号(2)或抗压板2号(40)的垂直连接面上；在中心件(1)与梁板结构1号(102)或梁板结构2号(104)或梁板结构3号(106)或梁板结构4号(108)相邻的垂直连接面上，定位键(83)设于任意部位；
各砼预制构件的垂直连接面为无间隙配合，抗压板1号(2)或抗压板2号(40)的垂直连接面的下端有相邻预制构件的相邻格角形成的空腔(84)，抗压板1号(2)或抗压板2号(40)底面与砼垫层(7)之间设有传力砂层(6)；在两相邻的砼预制构件的垂直连接面上设有对应配合的三角形凹凸抗剪切连接面(75)或梯形抗剪切连接面(77)或圆弧形抗剪切连接面(78)或垂直平面无间隙连接面(76)。
2、如权利要求1所述的大型塔桅式机械设备组合基础，其特征在于：
基础有两种设置方式：全埋或全露；全埋式是在基坑(8)的地基上设砼垫层(7)，在抗压板1号(2)或抗压板2号(40)与砼垫层(7)之间有传力砂层(6)；基础砼预制构件组装完毕后，装填砂或石子或土等散料(9)，在散料(9)的上面设有散料定位盖板(10)；全露式是基础设置于地坪以上，基础砼预制构件组装完毕后，在其抗压板1号(2)或抗压板2号(40)的外边缘上面设有预埋钢柱(79)与预制的散料仓挡板(72)下端的预埋凹槽(80)相配合；两件散料仓挡板(72)之间以连接件(74)与钢埋件(73)连接，散料仓挡板(72)形成筒状料仓；在散料(9)上面设有散料定位盖板(10)。
3、如权利要求1或2所述的大型塔桅式机械设备组合基础，其特征在于：
中心件(1)为正多边形棱柱体1件，或以垂直同心组合后与中心件(1)完全相同的中心下件(55)、中心上件(56)和中心中件(57)3件替代中心件(1)，中心下件(55)与中心中件(57)、中心中件(57)与中心上件(56)的垂直分界面分别为不同的水平面；在相邻各件的水平无间隙连接面上设有棱台体或截头角锥体或截头圆锥体的砼凸键(53)和与之无间隙配合的砼凹键(54)。
4、如权利要求1或2或3所述的大型塔桅式机械设备组合基础，其特征在于：
在相邻砼构件的连接面的钢绞线孔道(36)的一端设与钢绞线孔道(36)内径相同的环形凹槽(87)，内置厚度大于环形凹槽(87)槽深的封闭垫圈2号(88)。
5、如权利要求1或2或3或4所述的大型塔桅式机械设备组合基础，其特征在于：
在每件砼构件的外侧立面上水平设置不少于3个吊装销孔(85)，吊环(89)与吊装销孔(85)配合的柱形钢销(86)与吊装销孔(85)配合。
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