CN104314776A - 一种用于海上和陆上风电机组的装配式预应力塔筒 - Google Patents

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Abstract

一种用于海上和陆上风电机组的装配式预应力塔筒，为圆锥筒形并由多段预应力塔筒组合而成，纵向各节段之间通过预应力钢绞线连接成整体，每一段塔筒由外筒和内筒组成，内外筒之间设有中空层用以现场施工，每一段圆形节段的塔筒均由四块四分之一圆筒部件拼接而成，圆弧段预制时配置环向预应力筋并预留螺栓连接孔，每节段的4块圆弧段塔筒之间采用螺栓连接成整体，所有部件预制后在现场拼装组成整体塔筒。本发明的优点是：该预应力混凝土塔筒结构新颖，内外筒之间中空可减轻结构自重和便于施工，塔筒节段分为四块可预制成型、现场拼装，节省材料、降低运输成本，可有效缩短施工周期短，降低海上风电场建设成本。

Description

一种用于海上和陆上风电机组的装配式预应力塔筒
技术领域
本发明涉及风机塔筒结构，尤其涉及一种用于海上和陆上风电机组的装配式预应力塔筒。 
技术背景
风机塔筒是风力发电机组的主要承载部件，塔筒顶端连接机舱、叶轮和轮毅，同时，塔架底端与风机基础相连，塔筒将上部机组重量、本身自重以及受到的各种力与荷载传递给基础。随着风机容量大型化的发展趋势，更大的叶轮直径和更高尺、更大直径的塔架已成为风电发展的主流趋势。由最开始的70、80米，现在已达到了145米，塔筒的施工与安装难度进一步加大。 
目前钢塔架的外径尺寸已接近我国公路运输的最大限高4.5m，而100米以上的钢塔筒的直径一般已经达到了5m左右，带来了制造和运输上的困难，使得工程成本不断增加，同时由于塔体壁厚的增加，导致塔架的质量和成本也有所增加。目前，塔架的成本约占整个风机成本的18％左右，但随着塔架尺寸的增大，综合现有的运输条件及钢材价格的波动等因素，其在风机总成本中的比重还将扩大。 
相比而言，预应力混凝土塔筒结构具有刚度大、稳定性好、抗风抗震和抗疲劳性能好，更耐腐蚀、受力比较明确、施工工期短且成本较低等优势，不但降低了运输及安装成本和难度，又可减少塔筒部分的钢材用量，减少投资，便于安装与拆卸部件，因此研究开发一种适用于海上及陆上风电机组的新型的、便于施工的塔筒结构对于解决大尺寸混凝土塔筒的建造、运输以及施工困难具有重要意义。 
发明内容
本发明的目的就是为解决上述存在问题，提供一种用于海上和陆上风电机组的装配式预应力塔筒，该预应力塔筒塔身由若段塔筒组合而成，可预制成型，现场拼装组成整体塔筒结构，在不影响塔筒整体受力性能的前提下节省材料，降低运输成本和施工难度，并且在施工中减少大型机具的使用，有效缩短施工周期短，降低海上风电场建设成本。 
本发明的技术方案： 
一种用于海上和陆上风电机组的装配式预应力塔筒，预应力塔筒为圆锥筒形并由多段预应力塔筒组合而成，纵向各节段之间通过预应力钢绞线连接成整体，每一段塔筒由外筒和内筒组成，内外筒之间设有中空层用以现场施工，每一段圆形节段的塔筒均由四块四分之一圆筒部件拼接而成，四分之一圆筒部件包括预应力筒外壁和预应力筒内壁并设有纵向预应力孔道、螺栓孔和施工通道，圆弧段预制时配置环向预应力筋并预留螺栓连接孔，每节段的4块圆弧段塔筒之间采用螺栓连接成整体，所有部件预制后在现场拼装组成整体塔筒。 
所述预应力塔筒材料为C40-C60的钢筋混凝土，总高度为60-150m，整体塔筒由6-10个节段组合而成。 
所述外筒壁厚0.1-0.3m，内筒壁厚0.1-0.3m，中空层厚度0.6-1m。 
所述纵向预应力钢绞线的数量为24-100根。 
本发明的有益效果 
本发明提供一种可装配的新型预应力混凝土塔筒结构型式，其中的每一段的塔筒由内筒和外筒组成，内外筒之间为中空以减轻结构自重，同时供施工人员进入施工，整个圆形节段的塔筒由四块预应力结构组成，可预制成型，现场拼装组成整体塔筒结构，在不影响塔筒整体受力性能的前提下节省材料，降低运输成本和施工难度，并且在施工中减少大型机具的使用，有效缩短施工周期短，降低海上风电场建设成本。 
附图说明
图1为预应力塔筒塔壁截面结构示意图。 
图2为预应力塔筒1/4部件俯视图。 
图3为拼装而成的一段塔筒结构示意图。 
图4为预应力塔筒整体示意图。 
图中：1.外筒  2.内筒  3.预应力孔道  4.螺栓孔  5.施工通道。 
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，现结合实施例详细说明如下。 
实施例： 
一种用于海上和陆上风电机组的装配式预应力塔筒，如图1-4所示，预应力塔筒为圆锥筒形并由多段预应力塔筒组合而成，纵向各节段之间通过预应力钢绞线连接成整体，每一段塔筒由外筒1和内筒2组成，内外筒之间设有中空层用以现场施工，每一段圆形节段的塔筒均由四块四分之一圆筒部件拼接而成，四分之一圆筒部件包括预应力筒外壁和预应力筒内壁并设有纵向预应力孔道3、螺栓孔4和施工通道5，圆弧段预制时配置环向预应力筋并预留螺栓连接孔，每节段的4块圆弧段塔筒之间采用螺栓连接成整体，所有部件预制后在现场拼装组成整体塔筒。 
该实施例中，预应力塔筒材料为C40-C60的钢筋混凝土，外筒壁厚0.2m，内筒壁厚0.2m，中空层厚度0.6m，总高度为60m，整体塔筒由6节组合而成；纵向预应力钢绞线的数量为24根。 
预应力塔筒每1/4节段在工厂预制成型，运输至在施工现场后通过螺栓拼装成整体节段，依次吊装并张拉纵向预应力钢绞线，最后与留有环形凹槽的风机基础对接。 

Claims (4)

1.一种用于海上和陆上风电机组的装配式预应力塔筒，其特征在于：预应力塔筒为圆锥筒形并由多段预应力塔筒组合而成，纵向各节段之间通过预应力钢绞线连接成整体，每一段塔筒由外筒和内筒组成，内外筒之间设有中空层用以现场施工，每一段圆形节段的塔筒均由四块四分之一圆筒部件拼接而成，四分之一圆筒部件包括预应力筒外壁和预应力筒内壁并设有纵向预应力孔道、螺栓孔和施工通道，圆弧段预制时配置环向预应力筋并预留螺栓连接孔，每节段的4块圆弧段塔筒之间采用螺栓连接成整体，所有部件预制后在现场拼装组成整体塔筒。
2.根据权利要求1所示用于海上和陆上风电机组的装配式预应力塔筒，其特征在于：所述预应力塔筒材料为C40-C60的钢筋混凝土，总高度为60-150m，整体塔筒由6-10个节段组合而成。
3.根据权利要求1所示用于海上和陆上风电机组的装配式预应力塔筒，其特征在于：所述外筒壁厚0.1-0.3m，内筒壁厚0.1-0.3m，中空层厚度0.6-1m。
4.根据权利要求1所示用于海上和陆上风电机组的装配式预应力塔筒，其特征在于：所述纵向预应力钢绞线的数量为24-100根。
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