CN102444138B - 一种安装激光测风仪的测风塔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安装激光测风仪的测风塔，包括测风塔的基础，该基础有一个底板，底板的周壁上连接侧板，底板与侧板连接后呈箱式结构，底板上安装数个垂直与水平方向的纵向支撑杆，纵向支撑杆间连接倾斜支撑杆，在底板的中心部位安装塔体，塔体上部安装可调平台，可调平台有一个平台板，平台板上安装丝杆，丝杆一端与塔体连接，在塔体与侧板之间至少安装根主支撑斜杆，在底板的周边处安装定位桩，定位桩与主支撑斜杆一端连接，主支撑斜杆的另一端与塔体连接。本发明能够安装激光测风仪的测风塔，使其制造周期短、造价低、定位下沉后稳定性好、测风塔的平台能够进行水平调整，能够使激光测风仪平整稳定的安装在测风台上，保证获得测风的准确数据。

Description

一种安装激光测风仪的测风塔

技术领域

 本发明涉及测风塔，是一种安装激光测风仪的测风塔。

背景技术

利用风能发电的技术方案已经在各国不断的研究发展。由于在开阔地建造风能发电装置能达到较好的发电效果，因此，海上独有的风向稳定性、风揣流强度及风速等特性，使在海上建造风力发电装置已成为各国风力发电的主要研究方面之一。在海上建造风力电场前，需要在拟建风电场的海域建设海上测风塔，以达到实测风资源数据及相关气象资料，从而确定该海域是否适合建设海上风电场。同时，在海上建造的发电机装置在运行过程中，也需要测塔的各种数据。已有的测风塔国内一般采用三角架、钢裙桩或PHC裙桩等基础结构，国际上一般采用PHC裙桩、单桩、导管架、漂浮等基础结构，这些测风塔的不足在于：结构复杂，施工复杂，并且塔身为固定式结构，其高度一般在30-40米，每个塔的造价一般为1500万元左右，建造工期长，一般需要1年左右等。并且有些抵抗海洋中的极端情况的强度较低，当受力复杂时，测风塔的稳定性较低，易出现倾斜或摆动等状态，使测风力的准确性欠佳。最近公开的钢排式测负塔基础及测风塔，虽具有某些优点，但仍存在制造、定位复杂，抵抗风流强度较低等不足，较难安装要求较高的激光测风仪。

发明内容

本发明的目的是，提供一种安装激光测风仪的测风塔，它能够安装激光测风仪的测风塔，使它的制造周期短、造价低、定位下沉后稳定性好、测风塔的平台能够进行水平调整，能够使激光测风仪平整稳定的安装在测风台上，保证获得测风的准确数据。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种安装激光测风仪的测风塔，包括测风塔的基础，该基础有一个底板，底板的周壁上连接侧板，底板与侧板连接后呈箱式结构，底板上安装数个垂直与水平方向的纵向支撑杆，纵向支撑杆间连接倾斜支撑杆，在底板的中心部位安装塔体，塔体上部安装可调平台，可调平台有一个平台板，平台板上安装丝杆，丝杆一端与塔体连接，在塔体与侧板之间至少安装根主支撑斜杆，在底板的周边处至少安装3个定位桩，定位桩与主支撑斜杆一端连接，主支撑斜杆的另一端与塔体连接。平台板的底表面安装支架，平台板上安装的丝杆穿过支架与塔体连接。塔体与平台板之间安装支板，支板上安装数个支杆，支杆之间安装横向连接杆。所述底板为方形，在方形的四个角和方形的每条边的中部均安装定位桩，每个定位桩均与主支撑斜杆一端连接。底板上安装套管，套管底端与底板连接，位于套管通孔处的底板上开设通孔，套管内安装定位桩，套管上设置定位孔，定位销安装在定位孔内。定位桩上部安装振动棒。底板的底部外表面上纵横分布固定角铁，固定角铁焊接在底板的底部外表面。每两根主支撑斜杆之间上部安装第一连接杆，第一连接杆两端分别与相应的主支撑斜杆连接，四个第一连杆位于同一水平面内，每两根主支撑斜杆之间中部安装第二连杆，第二连杆两端分别与相应的主支撑斜杆连接，四个第二连接杆位于同一水平面内。塔体采用金属管制作，金属管内充满混凝土。

本发明提供的测风塔的塔基础是箱式结构，使测风塔具有漂浮性能好的优点，在陆地上制作后易于拖运至指定海域，当到达海域后只需向其内注水后即可沉到海底，再向箱式基础内放置石块或浇注混凝土等配重物将基础压实。测风塔的稳定性和牢固度极好，并且安装调整方便，从制造到沉入海底再到压实，整个过程不需要水下打桩、挖掘等作业，同时，不需要大型船舶，施工速度很快，大幅降低了运输成本，并降低制作成本。

本发明的测风塔能够在塔的可调平台上安装激光测风仪，塔体上的平台可以调整水平度，以满足安装激光测风仪的各种要求，激光测风仪安装在塔体的平台上水平度好，本发明的测风塔的高度仅为13.5米，其稳定性极好。测风塔具有极高的稳定性的前提下，采用激光测风仪能够准确提供风资源数据及相关气象资料，并向海上风电机组的运行过程中的风功率预测等工作状态况提供准确数据。本发明提供的测风塔能够彻底避免遇特殊海上情况下使测风仪不稳、倾斜、摆动等状况，从而使实测数据真实可靠。

本发明所述的测风塔从制作到安装、调整完毕只需要30天左右的时间，并且一个测风塔的造价包括防雷、导航灯等所有附件只需要100万元左右，为海上风电建设能节省大量成本。

附图说明

附图1是本发明测风塔结构示意图；附图2是附图1中A-A剖视结构示意图；附图3是附图1中I部放大结构示意图；附图4是附图3中B-B剖视结构示意图。

具体实施方式

对照附图及实施例对本发明做进一步说明。

本发明实施例所示的结构仅是本发明所述的测风塔的实施方案之一。本发明提供的测风塔的主要结构有一个测风塔基础，测风塔基础上安装塔体，塔体上部安装可调平台，可调平台上安装激光测风仪，测风塔的高度为13.5米左右。本发明所述测风塔的具体结构包括：测风塔的基础，该基础有一个底板20，底板20的周壁上连接侧板21，底板20与侧板21连接后呈箱式结构，底板20上安装数个垂直与水平方向的纵向支撑杆24，纵向支撑杆24间连接倾斜支撑杆25，在底板20的中心部位安装塔体2，塔体2上部安装可调平台，可调平台有一个平台板9，平台板9上安装丝杆13，丝杆13一端与塔体2连接，在塔体2与侧板21之间至少安装2根主支撑斜杆1，在底板20的周边处至少安装3个定位桩4，定位桩4与主支撑斜杆1一端连接，主支撑斜杆1的另一端与塔体2连接。本发明所述的塔体2优选结构为：塔体2采用金属管制作，金属管内填充混凝土22，在使用寿命期限内，既使金属管受损被破坏，金属管内的混凝土仍能起到支撑激光测风仪、抗风浪的作用。本发明所述的可调平台由平台板9、丝杆13、螺母组成。丝杆13穿过平台板9进入塔体2上部，丝杆13至少两根，它能够将调整平台的水平调至小于0.01毫米，以达到激光测风仪的安装使用要求，确保测量数据的准确性。为了增加平台板9的支撑强度，在平台板9的底表面安装支架14，平台板9上安装的丝杆13穿过支架14与塔体2连接。

本发明为了便于调整可调平台，在塔体2与平台板9之间安装支板8，支板8上安装数个支杆12，支杆12之间安装横向连接杆27，并同时在塔体2上安装爬梯10，使维修人员便于进入支板8上进行操作。

本发明所述的测风塔的基础呈箱式结构，该箱式结构可以是方形，也可以是圆形。当底板20为方形时，与其连接的四个侧壁的每个角上均安装一个定位桩，当底板20为圆形时，与其连接的周边侧壁圆周上至少分布3个定位桩4，当然，定位桩4设置越多，测风塔的固定强度越高。在达到较好的固定效果的情况下，制作成本的高低是选择定位桩4的主要依据。本发明根据模拟试验得出的较好的方案之一是：将底板20设计为方形，在方形的四个角和方形的每条边的中部均安装定位桩4，每个定位桩4均与主支撑斜杆1一端连接，主支撑斜杆1另一端与塔体2连接。该方案是将测风塔基础设计为方形，共安装8个定位桩4，具有稳固性好，抗风浪、抗撞能力强的优点。

本发明所述的定位桩为了便于制作、便于随测风塔拖至指定海域、便于安装，提供的进一步的方案是：在底板20上安装套管3，套管3底端与底板20连接，位于套管3通孔处的底板20上开设通孔28，套管3内安装定位桩4，套管3上设置定位孔，定位销23安装在定位孔内。定位桩4上开设第一定位孔25和第二定位孔23，在测风塔制作完毕时，将定位桩4限定在第二限位孔23处，便于定位桩4随测风塔基础及塔体2漂浮。安装完定位桩后，再用第一限位孔5固定定位桩4上移。

本发明所述的测风塔特别适用于软质海底，当测风塔安装在软质海底时，定位桩4上部安装振动棒6，便于将定位桩4在振动状态下打入海底，这种方案施工方法简单，在达到牢固性、支撑强度较好的情况下降低了施工成本。

本发明测风塔为了更好的固定在海底，进一步增加其稳定性，可在底板20的底部外表面上纵横分布固定角铁19，固定角铁19焊接在底板20的底部外表面。

本发明为了进一步增加塔体2与测风塔基础上各部件的连接强度，使塔体2的抗风浪 、抗撞击力更强，在每两根主支撑斜杆1之间上部安装第一连接杆30，第一连接杆30两端分别与相应的主支撑斜杆1连接，四个第一连杆30位于同一水平面内，每两根主支撑斜杆1之间中部安装第二连杆29，第二连杆29两端分别与相应的主支撑斜杆1连接，四个第二连接杆29位于同一水平面内，如图2所示结构。

本发明所述的测风塔所有部件均在陆地上制作，制作完毕后，由于测风塔基础呈箱式结构，可以很好的漂浮在海上，采用拖船拖至指定海域，到达指定海域后，向测风塔箱式基础内注水，使其沉入海底，再向基础内填入石块或浇注混凝土等配重物，使基础压实，然后进行定位桩下沉定位。当海底为软质底时，在定位桩4上部安装的振动棒6的振动下使定位桩4打入海底软质层内，然后将定位桩4上的第一限位孔5与套管3上的孔内插入定位销，使定位桩4与套管3固定。当海底为硬质岩石层时，不安装定位桩4上的振动棒6，采用钻头在岩石层上打孔后将定位桩4打入海底。将测风塔安装稳定后调整塔体上部的可调平台，使其水平度小于0.01毫米，再调整安装激光测风仪、导航灯、雷达、停靠等所有装置。

本发明的测风塔经模拟试验测出的数据为：最大抗风能力为12级台风，抗浪高5.2米，抗撞击能力为100吨，使用寿命为20年。图中7是T形法兰，11是人孔，15是螺母，16是螺母，17是护栏，18是平台门，26是激光测风仪。

Claims (8)

1.一种安装激光测风仪的测风塔，其特征在于：包括测风塔的基础，该基础有一个底板(20)，底板(20)的周壁上连接侧板(21)，底板(20)与侧板(21)连接后呈箱式结构，底板(20)上安装数个垂直于水平方向的纵向支撑杆(24)，纵向支撑杆(24)间连接倾斜支撑杆(25)，在底板(20)的中心部位安装塔体(2)，塔体(2)上部安装可调平台，可调平台有一个平台板(9)，平台板(9)上安装丝杆(13)，丝杆(13)一端与塔体(2)连接，在塔体(2)与侧板(21)之间至少安装2根主支撑斜杆(1)，在底板(20)的周边处至少安装3个定位桩(4)，定位桩(4)与主支撑斜杆(1)一端连接，主支撑斜杆(1)的另一端与塔体(2)连接。

2.根据权利要求1所述的一种安装激光测风仪的测风塔，其特征在于：平台板(9)的底表面安装支架(14)，平台板(9)上安装的丝杆(13)穿过支架(14)与塔体(2)连接。

3.根据权利要求1所述的一种安装激光测风仪的测风塔，其特征在于：所述底板(20)为方形，在方形的四个角和方形的每条边的中部均安装定位桩(4)，每个定位桩(4)均与主支撑斜杆(1)一端连接。

4.根据权利要求1或3所述的一种安装激光测风仪的测风塔，其特征在于：底板(20)上安装套管(3)，套管(3)底端与底板(20)连接，位于套管(3)通孔处的底板(20)上开设通孔(28)，套管(3)内安装定位桩(4)，套管(3)上设置定位孔，定位销(23)安装在定位孔内。

5.根据权利要求1或3所述的一种安装激光测风仪的测风塔，其特征在于：定位桩(4)上部安装振动棒(6)。

6.根据权利要求4所述的一种安装激光测风仪的测风塔，其特征在于：定位桩(4)上部安装振动棒(6)。

7.根据权利要求1所述的一种安装激光测风仪的测风塔，其特征在于：底板(20)的底部外表面上纵横分布固定角铁(19)，固定角铁(19)焊接在底板(20)的底部外表面。

8.根据权利要求1所述的一种安装激光测风仪的测风塔，其特征在于：塔体(2)采用金属管制作，金属管内充满混凝土(22)。

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