CN102080464B - 混凝土塔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混凝土塔，特别是用于风力涡轮机的混凝土塔。混凝土的压缩强度根据塔的高度而变化。

Description

混凝土塔

技术领域

本发明涉及混凝土塔，特别是风力涡轮机的混凝土塔。

背景技术

用于风力涡轮机的塔通常包括两个组件。第一塔组件是地基，而第二塔组件是塔本身。

存在多种方法来设计地基。通常，借助于强化混凝土来构建地基。地基被再划分，因此，其覆盖了扩展的地基区域。这种类型的地基非常适用于具有承重土壤的场地。

塔被暴露于动态载荷和静态载荷。动态载荷是由风导致的并且是由被支撑的风力涡轮机导致的，该风力涡轮机被安装在塔的顶部。

风力涡轮机塔是由混凝土制成的。特别是对于近海场地，塔被构造成如下方式，即要确保20年或更长的长期使用寿命。

近海塔的混凝土具有高于其他材料阻尼性能的阻尼性能。

优选地，预应力混凝土被用于塔，因此实现了高的抗疲劳性。因此避免了动态失效的风险。

预应力混凝土塔与钢相比具有良好的疲劳特性。此外，由于材料成本较低的原因，预应力混凝土塔比其他塔更便宜。

例如从文献WO 2009 056 898 A1中可以得知典型的混凝土塔。

优选的风力涡轮机塔是圆锥形的。塔包含被预加应力或被后加张力的多个部段。

优选地，每个塔部段均包含多条钢筋束，所述钢筋束用于确保并将塔部段连接到其他部段。因此，钢筋束被固定在最终塔的各个高度处。它们被锚定在塔的地基处或附近。

图3示出了混凝土塔T的公知结构。该塔包含三个部段SEG1、SEG2和SEG3。

顶部部段SEG3被例如24条钢筋束TD固定。24条钢筋束TD在塔T的顶部附近被连接于最终塔T。它们也在部段SEG2和部段SEG1结合在一起的区域内被连接到最终塔T。最后，它们在塔T的地基处或附近被连接到最终塔T。

部段SEG2被例如6条附加钢筋束TD固定。这6条附加钢筋束TD在部段SEG2和部段SEG1结合在一起的区域附近被连接到最终塔T。它们在塔T的地基处或附近被连接到最终塔T。

因此，塔T的俯视图示出了在SEG3的横截面内的24条钢筋束TD的通道，而塔T的俯视图示出了SEG1的横截面内的30条钢筋束TD的通道。

在不同横截面内固定且锚定所有钢筋束是复杂且耗时的。因此，这种工作是计算塔时的重点。

当钢筋束被锚定在各个高度时大部分张力作用在塔部段上。

因此，下方部段具有比上方部段更大的混凝土横截面面积。

顶部部段具有最小的混凝土横截面面积，因此在此施加最小的张力。

发明内容

本发明的目标在于提供改进的塔，特别是用于风力涡轮机的改进的塔，其允许减小塔组装的复杂性并且也允许减小所需成本。

这个目标通过权利要求1的特征来实现。优选构造是从属权利要求的目标。

本发明涉及用于风力涡轮机的混凝土塔。根据本发明，混凝土的压缩强度根据塔的高度而改变。

优选地，塔包含多条钢筋束。钢筋束以如下方式被设置，即混凝土塔被预加应力。

优选地，每条钢筋束仅在钢筋束的第一端及钢筋束的第二端处被锚定于混凝土塔。

优选地，每条钢筋束的所述第二端被锚定在塔的顶部附近，而每条钢筋束的所述第一端被锚定在塔的地基附近。

优选地，混凝土的压缩强度(基础强度)根据塔的高度以成比例的方式增加。因此，可以实现在塔的某个高度内混凝土的横截面的减小。这种减小与混凝土的压缩强度的增加互补。

根据本发明，如果在优选构造中如上述地使用钢筋束，则混凝土塔的构造在每单位“混凝土横截面面积”所承受的“张力”增加。

通过水泥和水的混合来制成混凝土。因此，混凝土涵盖了从非常粗糙的混凝土到非常精细的混凝土之间的范围。如果需要，则特定掺杂物被加入到混凝土。通过各引入材料的量和尺寸来确定混凝土的特征，例如压缩强度。

水泥粉末在与水混合时形成糊状物。糊状物用作类似于胶，其将集聚物保持或结合在一起。

水泥被制成具有不同特性的范围，例如：

-用于通用目的的水泥，

-低温水泥，

-有限收缩水泥，等。

用于混凝土的水泥可以是具有不同特性和特征的基础水泥的混合物。

集聚物基本上是两种类型，即细料(精细和粗糙的沙子以及橡胶碎屑)和粗料(碎石、沙砾或筛渣)。大体而言，集聚物应该是坚固的、硬的且耐用的。

混凝土的压缩强度(立方体强度、基础强度)由多个因素影响，例如：

-紧实度(即混凝土中空气的含量)，

-固化度(以保持混凝土潮湿)，

-天气(在固化期间)，

-水泥或水泥混合物的类型，以及

-水与水泥的比例(比例越低，混凝土越坚固)。

根据本发明，如果塔的高度增加，则混凝土的压缩强度增加。

优选地，混凝土的密度根据塔高度的增加而增加。这可以通过使用机械振动机来确保，该机械振动机用于增加混凝土的密度。

优选地，通过水泥类型混合物的逐渐改变来获得变化的混凝土强度。

例如，开始时混合物具有相对较低的混凝土强度(用于塔的下部)。结束时混合物具有相对较高的混凝土强度(用于塔的上部)。

根据本发明，混凝土的混凝土强度与塔高度的增加成比例地变化或增加。因此，实现了具有较少钢筋束且不需“中途”锚定钢筋束的简单塔构造。

由于混凝土的变化强度，所以确保了预应力混凝土塔的稳定性和常规优点(与钢相比具有良好的疲劳特性并且具有低的材料成本，等)。

另一优点在于，需要更少的钢筋束，并且因而塔的构造简单。因此，减少了成本。

各塔区段或使用的塔部段具有不同的且独立的混凝土强度。具有最大强度的塔区段是具有最小直径的区段，而具有最小强度的区段是具有最大直径的区段。

应当注意到与塔高度相关的混凝土强度的变化可以遵循各种线性或非线性特性线。

可以针对塔的规化场地、该处的环境条件等来优化特性线。

由于本发明，确保了在塔的整个高度上每“混凝土截面积单位”的“张力”实质上相等。

附图说明

通过之后的附图更详细描述了本发明。附图仅是示例并且不限制本发明的范围。

图1示出了根据本发明的混凝土塔，

图2示出了根据本发明使用的不同特性线，以及

图3示出了本申请的背景技术部分中描述的公知的混凝土塔。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的混凝土塔T1。混凝土塔T1包含多条钢筋束TD1。

钢筋束TD1被设置成如下方式，即混凝土塔T1被预加应力。每条钢筋束TD1仅在钢筋束TD1的第一端TD11和钢筋束TD1的第二端TD22处被锚定到混凝土塔T1。

每条钢筋束TD1的第二端TD22被锚定在塔的顶部附近，而每条钢筋束TD1的第一端TD11被锚定在塔的地基附近。

混凝土的压缩强度根据塔T1的高度H而变化。

优选地，混凝土的压缩强度(基础强度)根据塔T1的高度H以成比例的方式增加。

图2示出了根据本发明使用的不同的特性线。

Claims (6)

1.一种用于风力涡轮机的混凝土塔，

其中混凝土的压缩强度根据塔高度的增加而增加；

其中实现了在塔的高度上混凝土的横截面的减小，同时所述减小与混凝土的压缩强度的增加互补；

其中所述混凝土的密度根据塔高度的增加而增加。

2.根据权利要求1所述的混凝土塔，其中多条钢筋束被设置成对所述混凝土塔预加应力。

3.根据权利要求2所述的混凝土塔，其中每条钢筋束仅在所述钢筋束的第一端和所述钢筋束的第二端处被锚定于所述混凝土塔。

4.根据权利要求3所述的混凝土塔，

-其中每条钢筋束的所述第二端被锚定在所述塔的顶部附近，以及/或者

-其中每条钢筋束的所述第一端被锚定在所述塔的地基附近。

5.根据权利要求1-4中一项权利要求所述的混凝土塔，

-其中所述混凝土在所述塔的所述地基处具有第一压缩强度，

-其中所述混凝土在所述塔的所述顶部处具有第二压缩强度，

-而所述第二压缩强度大于所述第一压缩强度。

6.根据权利要求1-4中一项权利要求所述的混凝土塔，

-其中至少两个部段被设置成构造所述混凝土塔，

-其中所述部段被多条钢筋束预加应力，

-其中每条钢筋束仅在所述钢筋束的第一端和所述钢筋束的第二端处被锚定于最终塔，

-其中每条钢筋束的所述第一端被锚定于设置在塔地基处或附近的第一部段，

-其中每条钢筋束的所述第二端被锚定于设置在所述塔的所述顶部处或附近的部段。