CN107725281A - 一种分片装配式t型钢内加劲风力机钢筒塔段 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分片装配式T型钢内加劲风力机钢筒塔段，将筒身沿纵向分为多片拼装，每片筒壁均为圆弧钢板，两片筒壁利用塔筒内部的T型钢板连接，T型钢板作为连接板并兼作加劲肋，每片筒壁与T型钢板的连接部位都有一个平直连接段，与T型钢板翼缘用高强螺栓连接；筒壁内部设有水平弧形内加劲板，用连接端板与T型钢板的腹板连接；塔段筒壁的上下两端与分片法兰焊接，以方便与其他塔段连接。本发明较传统的钢结构风力机塔筒具有运输、安装方便的优点，采用高强螺栓连接大大减少了焊缝数量，有利于塔筒质量的保证，耐疲劳性能也得到很大提高。适用于风力机中下部塔段，可以和传统的焊接锥形塔筒段通过法兰连接。

Description

一种分片装配式T型钢内加劲风力机钢筒塔段

技术领域

本发明涉及风力发电机塔筒技术领域，尤其涉及一种分片装配式T型钢内加劲风力机钢筒塔段。

背景技术

目前，风力机塔筒通常采用钢板卷制焊接而成得多段圆锥筒，锥筒的两端再焊接法兰，上下两段锥筒法兰通过螺栓连接。然而，随着风力机向着大型化发展，为获得更大的风力，轮毂高度越来越大，从以前的60-100米发展到目前的120-160米，这对风力机支撑塔架提出了在高度和承载能力方面更高的要求。目前传统的风力机塔筒大多都是通过焊接的方式连接，这些塔筒仍然面临着由焊接导致的应力集中、疲劳破坏等问题。

一般的风力机塔架的内力分布规律大致为：沿着塔身的轴向，底段塔筒的弯矩和剪力远远大于顶段，所以一般底部塔段的为最不利塔段，传统的风力机塔筒在采用锥形塔段设计时，由于公路运输的限高，塔筒直径通常不能大于4.5m，而由于加工制造的技术难度也限制了壁厚的增大，这就导致了钢制塔筒在高兆瓦、高轮毂高度的大型风力机中的应用。而纵向焊接法兰分片方案，也可以将塔筒段分为多片组合安装，但由于筒壁和纵向法兰、水平法兰均采用焊接连接，多向焊接情况下其焊接残余应力较大，一方面降低风力机塔筒的疲劳承载能力，另一方面也造成了残余变形较大，难以达到所需的安装精度。下部为预应力混凝土上部为传统钢制塔筒的混合塔筒方案也可以解决运输限制的问题，但是混凝土与钢制塔筒的连接段构造和受力复杂，预应力的施加增加了塔筒的制造及施工难度。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种分片装配式T型钢内加劲风力机钢筒塔段，以解决现有技术中分片式焊接风力机塔筒的焊缝质量难以得到保证、疲劳性能差的问题。本发明采用分片装配式T型钢内加劲风力机钢筒塔段，可以减少或避免限高和超重等运输问题，并且可以与传统的锥筒塔段通过法兰连接。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种分片装配式T型钢内加劲风力机钢筒塔段，包括：圆弧钢板、T型钢板、法兰、高强螺栓、连接角钢、水平弧形内加劲板、连接端板；所述的圆弧钢板的横向端部留有平直连接段与T型钢板通过高强螺栓连接，多片圆弧钢板拼接后装配成整段塔筒；所述的法兰与圆弧钢板的纵向端部焊接；在法兰与T型钢板的连接节点部位设有连接角钢，连接角钢与T型钢板的腹板通过螺栓连接；所述的水平弧形内加劲板两端焊接于连接端板上，连接端板与T型钢板的腹板通过螺栓连接。

优选地，所述的T型钢板的翼缘板上预留与圆弧钢板平直连接段相同孔，用高强螺栓连接。

优选地，所述的圆弧钢板的横向端部留有的平直连接段，其宽度为T型钢板翼缘宽度的1/2，其螺栓孔距及孔尺寸与T型钢板翼缘相同。

优选地，所述的水平弧形内加劲板与拼接后的圆弧钢板内壁通过橡胶垫柔性接触。

优选地，所述的分片装配式T型钢内加劲风力机钢筒塔段内部构件均为钢构件。

本发明的分片装配式T型钢内加劲风力机钢筒塔段，是由多片横向端部带有平直连接段的圆弧钢板和T型钢板经螺栓连接成一个塔段，各塔段之间再由法兰盘连接成整个筒身，也可以连接传统的钢筒塔段。

本发明的有益效果：

（1）将每段筒壁分成多片，能减少运输的限高问题和现场安装的重量问题。

（2）用T型钢板连接筒壁，在筒壁组装方便的同时将T型钢板的腹板作为内加劲，提高了塔筒的稳定性。

（3）筒壁与T型钢板采用高强螺栓连接，避免了因焊接产生的残余应力，以及现场焊接过程中的焊接质量难以控制和保证，较传统风力机塔筒，疲劳强度得到了提高。

（4）筒壁内部设有水平加劲肋（水平弧形内加劲板），增强结构整体性，防止局部屈曲，提高了塔筒的整体稳定性。

（5）可以作为底部塔段，在满足承载能力的同时还可以和传统的钢筒段通过法兰连接。

附图说明

图1为本发明的横截面示意图；

图2为本发明的分片连接示意图；

图3为本发明的纵横向节点的连接示意图；

图4为本发明的连接节点放大透视图；

图5为本发明的整体结构示意图；

图6为本发明的单片部件示意图；

其中，1为圆弧钢板，2为T型钢板，3为法兰，4为高强螺栓，5为连接角钢，6为水平弧形内加劲板，7为连接端板，8为平直连接段，9为腹板。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

参照图1-图6所示，本发明的一种分片装配式T型钢内加劲风力机钢筒塔段，包括：圆弧钢板1、T型钢板2、法兰3、高强螺栓4、连接角钢5、水平弧形内加劲板6、连接端板7。

所述的分片装配式T型钢内加劲风力机钢筒塔段由多片带平直连接段8的圆弧钢板1用T型钢板2连接，连接方式采用高强螺栓4连接，为方便制作和现场安装，每片圆弧钢板1的尺寸应一致。圆弧钢板1的平直连接段8的宽度应等于T型钢板翼缘宽度的一半，宽度过小会使安装间隙变大，宽度过大会导致拼接时安装不上，工厂预制时必须满足加工精度要求。

所述的法兰3是在工厂加工时与圆弧钢板1焊接预制而成，如图3所示，在T型钢板2、法兰3的连接部位，在法兰3上焊接连接角钢5，现场安装时将分别与T型钢板2的腹板9用螺栓连接。

所述的水平弧形内加劲板6通过连接端板7与T型钢板的腹板9用螺栓连接。所述的水平弧形内加劲板与拼接后的圆弧钢板内壁通过橡胶垫柔性接触。

将各部件现场拼装，组成整塔段，装配完成后的整塔段借助起重机与下部筒体或基础连接。

本发明的分片装配式T型钢内加劲风力机钢筒塔段，首先将塔筒的纵向分段，用法兰连接，然后将每一段塔筒都分多片安装，无需运输长管和大直径管，提高了运输效率。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种分片装配式T型钢内加劲风力机钢筒塔段，其特征在于，包括：圆弧钢板（1）、T型钢板（2）、法兰（3）、高强螺栓（4）、连接角钢（5）、水平弧形内加劲板（6）、连接端板（7）；所述的圆弧钢板（1）的横向端部留有平直连接段（8）与T型钢板（2）通过高强螺栓（4）连接，多片圆弧钢板（1）拼接后装配成整段塔筒；所述的法兰（3）与圆弧钢板（1）的纵向端部焊接；在法兰（3）与T型钢板（2）的连接节点部位设有连接角钢（5），连接角钢（5）与T型钢板（2）的腹板（9）通过螺栓连接；所述的水平弧形内加劲板（6）两端焊接于连接端板（7）上，连接端板（7）与T型钢板（2）的腹板（9）通过螺栓连接。

2.根据权利要求1所述的分片装配式T型钢内加劲风力机钢筒塔段，其特征在于，所述的T型钢板（2）的翼缘板上预留与圆弧钢板（1）平直连接段（8）相同孔，用高强螺栓（4）连接。

3.根据权利要求1或2所述的分片装配式T型钢内加劲风力机钢筒塔段，其特征在于，所述的圆弧钢板（1）的横向端部留有的平直连接段（8），其宽度为T型钢板翼缘宽度的1/2，其螺栓孔距及孔尺寸与T型钢板翼缘相同。

4.根据权利要求1所述的分片装配式T型钢内加劲风力机钢筒塔段，其特征在于，所述的水平弧形内加劲板与拼接后的圆弧钢板内壁通过橡胶垫柔性接触。

5.根据权利要求1所述的分片装配式T型钢内加劲风力机钢筒塔段，其特征在于，所述的分片装配式T型钢内加劲风力机钢筒塔段内部构件均为钢构件。