CN106089596A - 一种钢‑预应力混凝土混合式风机直塔筒 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢‑混凝土混合式风机直塔筒，它包括混凝土塔筒段和与混凝土塔筒段通过锚栓组合件(7)相连的钢塔筒段(8)；混凝土塔筒段由预制直段混凝土环(3)拼接而成；上、下预制直段混凝土环(3)通过预应力钢绞线(5)串联在一起；混凝土塔筒段外周与型钢柱(1)相连。本发明采用相对固定的混凝土塔筒段规格，通过型钢柱来调节整体刚度强度，模板投入少，相近的发电机型和塔筒高度，均可采用相同塔筒段，预制模板可在风场附近就近组装可拆卸模板，安装方便高效，运费低，可避开运输限制。本发明适用于陆地软土地基、陆地硬土地基、海上软土地基等多种地基条件情况，适用性强。

Description

一种钢-预应力混凝土混合式风机直塔筒
技术领域
本发明属于高塔风力发电机大直径塔筒的技术领域，具体涉及一种用于支撑风力发电机组的钢-预应力混凝土混合式风机直塔筒。
背景技术
目前，直混凝土塔筒一般设计高度在30米以下，30米以上的混凝土塔筒一般采用变坡混凝土塔筒。直混凝土塔筒模板简单，但是筒体直径较大，结构效率较低，而变坡混凝土塔筒模板费用较高，前期投资成本大，经济效益较差。
发明内容
发明目的：本发明目的是为了克服30米以上风力发电机组混凝土塔筒结构效率较低的问题，提供一种钢-预应力混凝土混合式风机直塔筒。本发明能够使得直混凝土塔筒高度超过30米，和钢筒组合后，可应用于轮毂高度在100～160米的风力发电塔，可降低成本，有效的提高结构效率。
技术方案：为了实现以上目的，本发明采取的技术方案为：
一种钢-混凝土混合式风机直塔筒，它包括混凝土塔筒段和与混凝土塔筒段通过锚栓组合件相连的钢塔筒段；
所述的混凝土塔筒段由预制直段混凝土环拼接而成；
所述的预制直段混凝土环横截面预留有均布的钢绞线孔道，预应力钢绞线穿过钢绞线孔道将上、下预制直段混凝土环串联在一起形成整体；；
所述的预制直段混凝土环径向预留有螺栓孔道；
所述的混凝土塔筒段外周与型钢柱相连。
作为优选方案，以上所述的钢-混凝土混合式风机直塔筒，混凝土塔筒段外周与型钢柱通过抗剪螺栓连接。
作为优选方案，以上所述的钢-混凝土混合式风机直塔筒，所述的型钢柱(1)的横截面形状为矩形、等腰梯形或其它类似形状。
作为优选方案，以上所述的钢-混凝土混合式风机直塔筒，所述的型钢柱(1)可做成变截面柱，变截面时截面优选为矩形。
作为优选方案，以上所述的钢-混凝土混合式风机直塔筒，所述的的上、下两段型钢柱采用双剪型连接节点连接。
作为优选方案，以上所述的钢-混凝土混合式风机直塔筒，混凝土塔筒段外周与6根型钢柱通过抗剪螺栓连接。
作为优选方案，以上所述的钢-混凝土混合式风机直塔筒，锚栓组合件包括上下锚板、预应力锚栓、PVC套管、螺母等部件。
作为优选方案，以上所述的钢-混凝土混合式风机直塔筒，钢-混凝土混合式风机直塔筒高度为100～160米，其中混凝土直塔筒高度为30～80米。
作为优选方案，以上所述的钢-混凝土混合式风机直塔筒，混凝土塔筒段直径为5～12米，钢塔筒段(8)直径为3～6米。
本发明提供的钢-预应力混凝土混合式风机直塔筒和现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)预制直段混凝土环每段2米高，重量轻，吊装容易实现；
(2)可在风场附近就近组装可拆卸模板，安装方便高效，运费底，可避开超宽限制；
(3)相对固定的混凝土塔筒段规格，通过钢柱来调节整体刚度强度，可采用变截面钢柱来更好适应刚度变化，模板投入少，相近机型，相近高度，均可采用相同塔筒段；
(4)混凝土筒段水平分段，与钢柱抗剪连接，现场不需要灌浆作业，工期较快；
(5)适用于陆地软土地基、陆地硬土地基、海上软土地基等多种条件情况，适用性强。
附图说明
图1为本发明钢-预应力混凝土混合式风机直塔筒纵截面的结构示意图；
图2为本发明钢-预应力混凝土混合式风机直塔筒中混凝土塔筒段的横截面结构示意图；
图3为本发明钢-预应力混凝土混合式风机直塔筒在陆上软土地基中应用示意图；
图4为本发明钢-预应力混凝土混合式风机直塔筒在陆上硬土无地下水地基中应用示意图；
图5为本发明钢-预应力混凝土混合式风机直塔筒在陆上硬土表层3～4米无地下水地基中应用示意图；
图6为本发明钢-预应力混凝土混合式风机直塔筒在海上软土地基中应用示意图；
具体实施方式
结合附图对本发明作进一步的描述如下:
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1
如图1～2所示，一种钢-混凝土混合式风机直塔筒，它包括混凝土塔筒段和与混凝土塔筒段通过锚栓组合件7相连的钢塔筒段8；
所述的混凝土塔筒段由多个预制直段混凝土环3上、下拼接而成；
所述的预制直段混凝土环3横截面预留有均布的钢绞线孔道4，预应力钢绞线5穿过钢绞线孔道4将上、下预制直段混凝土环3串联在一起形成整体；
所述的预制直段混凝土环3内侧面预留有螺栓孔道；
混凝土塔筒段外周与型钢柱1通过抗剪螺栓2连接。
以上所述的钢-混凝土混合式风机直塔筒，所述的型钢柱1的横截面形状为等腰梯形。
以上所述的钢-混凝土混合式风机直塔筒，所述的的上、下两段型钢柱1采用双剪型连接节点6连接。
以上所述的钢-混凝土混合式风机直塔筒，混凝土塔筒段外周与6根型钢柱1通过抗剪螺栓2连接。
以上所述的钢-混凝土混合式风机直塔筒，钢-混凝土混合式风机直塔筒高度为100～160米。
以上所述的钢-混凝土混合式风机直塔筒，混凝土塔筒段直径为5～12米，钢塔筒段(8)直径为3～6米。
实施例2
本发明用于陆地软土地基时，如图3所示，先对塔筒中地面加固，加装可伸缩射线梁10的支架底板，在射线梁端装底预制直段混凝土环3，调整好，再装8节预制直段混凝土环3，下9节预制直段混凝土环3张拉钢绞线5，收缩射线梁10，塔筒落地下沉去除中心底板，挖土筒下沉，沉到计划深度，安装外圈型钢柱1并下部固定，塔筒继续下沉，安装上部剩余预制直段混凝土环3，并与型钢柱1相连，从中孔挖土，再下沉到位并校正，外侧旋喷桩9加固，内侧浇筑底板，填土。
实施例3
本发明用于陆地硬土地基时，遇到无地下水情况时，如图4所示，先挖坑，坑底用砼找平，进行养护，安装下节预制直段混凝土环3，张拉钢绞线5到地面，安装外型钢柱1，调节垂直度，基坑周边用素砼11，安装上部预制直段混凝土环3到顶，伸入钢绞线5与下部转接并张拉钢绞线。遇到表层3～4米地下水情况时，如图5所示，基础可采用独立扩展式基础12，基础中间为空心，钢绞线5直接到基础底部，基础施工时需预留钢绞线孔道。
实施例4
本发明用于海上软土地基时，如图6所示，先把第一组预制直段混凝土环3预先张拉成一体，让下段沉底，中段带气囊，上段吊起，用千吨级浮吊立起，再将外型钢柱1装上，下段型钢柱1和混凝土筒体之间用抗剪螺栓2连接。缓慢放松吊索使塔筒下沉，下沉过程中保证自重与阻力基本平衡。张拉筒内钢绞线5，从中孔向下冲高压水，以泥浆堆在周边，筒身下沉，并不断校正到标高后，中间底部浇混凝土并养护，周边用旋喷桩9加固。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种钢-混凝土混合式风机直塔筒，其特征在于，它包括混凝土塔筒段和与混凝土塔筒段通过锚栓组合件(7)相连的钢塔筒段(8)；
所述的混凝土塔筒段由预制直段混凝土环(3)拼接而成；
所述的预制直段混凝土环(3)横截面预留有均布的钢绞线孔道(4)，预应力钢绞线(5)穿过钢绞线孔道(4)将上、下预制直段混凝土环(3)串联在一起形成整体；
所述的预制直段混凝土环(3)径向预留有螺栓孔道；
所述的混凝土塔筒段外周与型钢柱(1)相连。
2.根据权利要求1所述的钢-混凝土混合式风机直塔筒，其特征在于，混凝土塔筒段外周与型钢柱(1)通过抗剪螺栓(2)连接。
3.根据权利要求1所述的钢-混凝土混合式风机直塔筒，其特征在于，所述的型钢柱(1)的横截面形状为矩形等腰梯形。
4.根据权利要求1所述的钢-混凝土混合式风机直塔筒，其特征在于，所述的型钢柱(1)为变截面柱，变截面的截面为矩形。
5.根据权利要求1至3任一项所述的钢-混凝土混合式风机直塔筒，其特征在于，所述的上、下两段型钢柱(1)采用双剪型连接节点(6)连接。
6.根据权利要求4所述的钢-混凝土混合式风机直塔筒，其特征在于，混凝土塔筒段外周与6根型钢柱(1)通过抗剪螺栓(2)连接。
7.根据权利要求1所述的钢-混凝土混合式风机直塔筒，其特征在于，钢-混凝土混合式风机直塔筒高度为100～160米。
8.根据权利要求6所述的钢-混凝土混合式风机直塔筒，其特征在于混凝土塔筒段直径为5～12米，钢塔筒段(8)直径为3～6米。
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