CN105673354A - 混凝土塔筒和钢塔筒之间的连接结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种混凝土塔筒和钢塔筒之间的连接结构。本发明的目的是提供一种结构可靠、对接精确、施工工艺简单、施工费用低廉的混凝土塔筒和钢塔筒之间的连接结构。本发明的技术方案是：一种混凝土塔筒和钢塔筒之间的连接结构，用于连接混凝土塔筒和混凝土塔筒上方的钢塔筒，其特征在于：该连接结构具有端钢板和混凝土找平层，所述端钢板经预埋于混凝土塔筒内的预应力钢绞线固定于混凝土塔筒顶面，该端钢板上方灌注形成混凝土找平层，混凝土找平层上安装所述钢塔筒，所述端钢板与钢塔筒经预埋于混凝土找平层内的连接螺栓相连。本发明适用于风力发电领域。

Description

混凝土塔筒和钢塔筒之间的连接结构
技术领域
本发明涉及一种混凝土塔筒和钢塔筒之间的连接结构。适用于风力发电领域。
背景技术
随着我国风力发电行业得到快速发展，风电机组单机容量越来越大、转轮直径越来越大、轮毂高度也越来越高。传统的风电机组的支撑结构为钢制圆锥形塔筒，分段制作，用螺栓连接，钢制塔筒具有外形美观、安装方便的特点，但随着风电机组大型化的发展，为满足受力及刚度需要，钢制塔筒的直径越来越大，当轮毂高度超过100m时，其底段塔筒的直径已远远超过了常规公路运输的限制尺寸，从而出现了混凝土塔筒，这种混凝土塔筒一般是下部塔筒采用现浇或预制混凝土结构，而上部塔筒仍采用常规的钢制塔筒。
由于这种塔筒型式下部为混凝土结构、上部为钢结构，两者的结构材料不一样、施工精度不一样，为便于混凝土塔筒和钢塔筒之间的连接，需要找到一种结构可靠、对接精确、施工工艺简单、施工费用低廉的连接方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种结构可靠、对接精确、施工工艺简单、施工费用低廉的混凝土塔筒和钢塔筒之间的连接结构。
本发明所采用的技术方案是：一种混凝土塔筒和钢塔筒之间的连接结构，用于连接混凝土塔筒和混凝土塔筒上方的钢塔筒，其特征在于：该连接结构具有端钢板和混凝土找平层，所述端钢板经预埋于混凝土塔筒内的预应力钢绞线固定于混凝土塔筒顶面，该端钢板上方灌注形成混凝土找平层，混凝土找平层上安装所述钢塔筒，所述端钢板与钢塔筒经预埋于混凝土找平层内的连接螺栓相连。
所述端钢板上均匀开有若干螺栓孔、钢绞线穿孔和混凝土浇筑孔；
所述端钢板下端面上、对应螺栓孔焊接有下螺帽，所述连接螺栓下端穿过端钢板的螺栓孔与下螺帽螺纹连接，连接螺栓上端配合钢塔筒螺帽连接钢塔筒。
所述下螺帽外侧套有护帽，所述连接螺栓位于混凝土找平层内的部分套有护套。
所述端钢板上方的连接螺栓上螺纹连接用于配合下螺帽固定连接螺栓和端钢板的上螺帽。
所述预应力钢绞线位于混凝土塔筒内的部分套有套管，预应力钢绞线上端向上穿过端钢板后连接设置于端钢板上端面的锚固装置。
所述混凝土找平层侧面设有沿找平层侧壁布置的护板，护板与端钢板焊接固定。
所述端钢板与混凝土塔筒内的纵向钢筋焊接固定。
所述下螺帽为双帽结构，具有两个相同的螺帽，两个螺帽之间焊接相连。
所述钢塔筒螺帽外侧套有防腐护帽。
本发明的有益效果是：1、采用连接螺栓作为抗拉结构、高强混凝土灌注的混凝土找平层作为抗压结构，充分的利用了材料的力学性能，保证连接结构的安全性。2、在混凝土塔筒顶部设置了端钢板，该端钢板作为混凝土找平层的承压结构，也作为预应力钢绞线的锚固板、连接螺栓受拉的下法兰，使上部结构的抗力通过连接螺栓顺利的传递到预应力钢绞线，上部结构的压力通过混凝土找平层传递到下部混凝土，受力明确顺畅，保证了连接结构的安全性。3、下螺帽与端钢板焊接，外侧设置有护帽，连接螺栓外套有护套，护帽和护套将连接螺栓与混凝土隔开，连接螺栓可自由的取出和再次安装，保证连接螺栓出现问题时可方便的更换。4、端钢板与混凝土塔筒纵向主筋焊接，解决了纵向主筋的锚固问题，改善了混凝土塔筒的受力性能。5、在端钢板上、混凝土找平层两侧设置了护板，护板用于灌注高强混凝土时的模板，也可作为高强混凝土注浆体的侧向受力结构，方便高强混凝土施工，改善高强混凝土的受压性能。
附图说明
图1是实施例中最终状态的连接结构剖面图。
图2是实施例中预制状态的连接结构剖面图。
图3是实施例中张拉状态的连接结构剖面图。
图4是实施例中注浆状态的连接结构剖面图。
图5是实施例中端钢板平面示意图。
具体实施方式
如图1～5所示，本实施例为下段预制混凝土塔筒1与上段钢塔筒4相连接的连接结构，该连接结构主要由端钢板15、连接螺栓2、位于混凝土塔筒1与钢塔筒4之间的混凝土找平层3组成。
预制混凝土塔筒1顶部设置有端钢板15，此端钢板用于承担上部钢塔筒4传下来的全部荷载。端钢板15经预埋于混凝土塔筒1内的预应力钢绞线11固定于混凝土塔筒1顶面，该端钢板上方灌注形成混凝土找平层3，混凝土找平层3上安装钢塔筒4，端钢板15与钢塔筒4通过预埋于混凝土找平层3内的连接螺栓2相连。
本例中端钢板15作为预应力钢绞线11的锚板，同时也作为连接螺栓2的下法兰，该端钢板15上均匀开有若干螺栓孔18、钢绞线穿孔16和混凝土浇筑孔17，预应力钢绞线穿孔16用于穿过预应力钢绞线11，混凝土浇筑孔17的尺寸一般为100～200mm，用于浇筑混凝土时的下料和振捣。预制混凝土塔筒1内的预应力钢绞线11，预应力钢绞线11外侧设置有套管12，在端钢板15的上面设置预应力钢绞线11的锚固装置13，预应力钢绞线11在端钢板15上锚固。预制混凝土塔筒1内纵向钢筋14与端钢板15焊接，加强塔筒混凝土的受力性能。
连接螺栓2下端固定在端钢板15上，在端钢板15的下部设置下螺帽21，下螺帽21为双帽结构(两个相同的螺帽)，这两个螺帽之间及螺帽与端钢板15之间用点焊连接，用于固定螺帽。下螺帽21外侧套橡胶制的护帽24，用于隔开连接螺栓2与塔筒混凝土。在端钢板15上部的连接螺栓2螺纹连接上螺帽22，上螺帽22为单帽结构，用于将连接螺栓2和端钢板15固定。连接螺栓2的外侧套橡胶制的护套25，用于隔开连接螺栓2与混凝土找平层3内的混凝土。连接螺栓2的上端配合钢塔筒螺帽23与钢塔筒4的下法兰连接，在钢塔筒4下法兰上设置钢塔筒螺帽23，钢塔筒螺帽23也是双帽结构，在钢塔筒螺帽23外侧套橡胶制的防腐护帽26，用于螺栓防腐。
混凝土找平层3外侧设置护板31，护板31与混凝土塔筒1的内外径尺寸相同，护板31与端钢板15焊接，护板31用于灌注混凝土找平层3时的模板，也作为混凝土找平层3的侧向受力结构。
本实施例的施工顺序为：
1、混凝土塔筒1筒身混凝土浇筑前，将端钢板15、连接螺栓2、连接螺栓的护套25及混凝土找平层3的护板31安放在混凝土塔筒1的顶部，筒身混凝土浇筑后与混凝土塔筒1形成一个整体。
2、最上段混凝土塔筒1吊装后，张拉预应力钢绞线11，在端钢板15上部设置锚固装置13，将预应力钢绞线锚固。
3、预应力钢绞线11锚固完后，测量护板31的平整度，若不平整则并将注浆体护板31表面磨平，以保证护板31表面的平整度，然后将连接螺栓定位模板27固定在连接螺栓2上面(图4)，连接螺栓定位模板27尺寸与钢塔筒4下法兰的尺寸完全相同，以保证连接螺栓2的安装精度。
4、连接螺栓2定位后往端面板15与护板31围成的空间内灌注高强混凝土形成混凝土找平层3，高强混凝土强度等级为C60～C120之间，为自流平混凝土，其灌注面与护板31表面齐面。
5、混凝土找平层3达到设计强度后，拆除连接螺栓定位模板27，剪掉多余的护套25，安装钢塔筒4，张拉连接螺栓2并安装钢塔筒螺帽23和防腐护帽26，连接完成。

Claims (9)

1.一种混凝土塔筒和钢塔筒之间的连接结构，用于连接混凝土塔筒(1)和混凝土塔筒上方的钢塔筒(4)，其特征在于：该连接结构具有端钢板(15)和混凝土找平层(3)，所述端钢板(15)经预埋于混凝土塔筒(1)内的预应力钢绞线(11)固定于混凝土塔筒(1)顶面，该端钢板上方灌注形成混凝土找平层(3)，混凝土找平层(3)上安装所述钢塔筒(4)，所述端钢板(15)与钢塔筒(4)经预埋于混凝土找平层(3)内的连接螺栓(2)相连。
2.根据权利要求1所述的混凝土塔筒和钢塔筒之间的连接结构，其特征在于：所述端钢板(15)上均匀开有若干螺栓孔(18)、钢绞线穿孔(16)和混凝土浇筑孔(17)；
所述端钢板(15)下端面上、对应螺栓孔焊接有下螺帽(21)，所述连接螺栓(2)下端穿过端钢板(15)的螺栓孔与下螺帽(21)螺纹连接，连接螺栓(2)上端配合钢塔筒螺帽(23)连接钢塔筒(4)。
3.根据权利要求2所述的混凝土塔筒和钢塔筒之间的连接结构，其特征在于：所述下螺帽(21)外侧套有护帽(24)，所述连接螺栓(2)位于混凝土找平层(3)内的部分套有护套(25)。
4.根据权利要求2或3所述的混凝土塔筒和钢塔筒之间的连接结构，其特征在于：所述端钢板(15)上方的连接螺栓(2)上螺纹连接用于配合下螺帽(21)固定连接螺栓(2)和端钢板(15)的上螺帽(22)。
5.根据权利要求1所述的混凝土塔筒和钢塔筒之间的连接结构，其特征在于：所述预应力钢绞线(11)位于混凝土塔筒(1)内的部分套有套管(12)，预应力钢绞线(11)上端向上穿过端钢板(15)后连接设置于端钢板(15)上端面的锚固装置(13)。
6.根据权利要求1所述的混凝土塔筒和钢塔筒之间的连接结构，其特征在于：所述混凝土找平层(3)侧面设有沿找平层侧壁布置的护板(31)，护板与端钢板(15)焊接固定。
7.根据权利要求1所述的混凝土塔筒和钢塔筒之间的连接结构，其特征在于：所述端钢板(15)与混凝土塔筒(1)内的纵向钢筋(14)焊接固定。
8.根据权利要求2所述的混凝土塔筒和钢塔筒之间的连接结构，其特征在于：所述下螺帽(21)为双帽结构，具有两个相同的螺帽，两个螺帽之间焊接相连。
9.根据权利要求2所述的混凝土塔筒和钢塔筒之间的连接结构，其特征在于：所述钢塔筒螺帽(23)外侧套有防腐护帽(26)。
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