CN108603379B - 具有张紧筋体导引槽口的混凝土设备塔架 - Google Patents
具有张紧筋体导引槽口的混凝土设备塔架 Download PDFInfo
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Abstract
一种预制混凝土后张的分段的设备塔架(100),该设备塔架包括直径相对较大的下部区段(107)、直径相对较小的上部区段(109)和位于上部区段与下部区段之间的过渡区段(116),其中,后张筋体(200)横跨这些区段并在这些区段之间提供压缩预载荷,并且在过渡区段(116)的向内突出的表面(214)中形成有槽口(212),该槽口用于在筋体的安装和张紧期间接纳筋体且侧向地保持筋体。槽口可以限定在由高密度聚氨酯形成的鞍状件(300)中,该鞍状件(300)浇筑到向内突出的表面中。鞍状件的内部表面(520)可以是弯曲的以在筋体中提供弯曲部(530)。
Description
本申请要求以2015年8月31日为提交日的申请号为62/212,027的美国临时专利申请的权益,该美国临时专利申请通过参引并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及设备塔架领域,并且更具体地涉及预张紧混凝土设备塔架。
背景技术
于2015年11月3日授予Lockwood等人的美国专利No.9,175,670 B2 (下文称为‘670专利)描述了通过在基部上堆叠预制混凝土环形区段而形成的后张混凝土塔架,其中,区段的直径在塔架的高度上分阶段地变化,以及具有一个直径的一组区段与具有不同直径的一组区段通过过渡区段分开。当与下述塔架设计相比时,这种塔架的几何形状简化了被用于预制区段的模架:其中,各个区段因塔架的直径在塔架的高度上逐渐变化而不同。
附图说明
在以下描述中将参照附图对本发明进行说明,附图示出的是:
图1是以局部横截面图的方式示出的设备塔架的正视图。
图2是在安装张紧筋体之后的塔架的过渡部段的局部截面正视图。
图3是形成于塔架设备中的用于接纳张紧筋体的槽口的一个实施方式的局部平面图。
图4是形成于塔架设备中的用于接纳张紧筋体的槽口的另一个实施方式的局部平面图,图4还示出了塔架中的用于承载由筋体强加的径向载荷的加强结构。
图5是塔架的过渡部段的局部正视图,示出了具有用于在张紧筋体中提供弯曲部的弯曲表面的鞍状件。
具体实施方式
本发明人已经开发出了对在‘670专利中所公开的设备塔架的设计的进一步改进。该设计提供了后张筋体在塔架的基部与过渡区段之间的附接,从而允许过渡区段用作锚固构件。每根筋体均锚固在过渡区段内,并且特定的筋体可以经由管或管道(‘670专利的第3列第4-5行)穿过一个或更多个过渡区段以终止于塔架上的较高高度处的过渡区段中。本发明人已经意识到的是,通过这样的管或管道供给后张筋体的过程可能是耗时的并且可能增加筋体损坏或人身伤害的可能性。本发明消除了对所有或大部分这种管或管道的需求,同时仍为设计者提供了将筋体锚固至除了塔架的最低过渡区段之外的过渡区段的灵活性。
图1示出了可以体现本发明的示例性设备塔架100。塔架100是支承各种类型的设备的风力涡轮机塔架。这些设备可以根据具体应用而固定在设备塔架100的顶部处或靠近设备塔架100的顶部固定,或者固定在沿着设备塔架100的长度的期望位置处。塔架100可以包括基部102、底部塔架部分104、中间塔架部分106、顶部塔架部分108和钢制梢端转接器110。钢制梢端转接器110可以被用于支承风力涡轮机(未示出)的机舱。每个塔架部分104、106、108可以分别形成有由预制混凝土形成的多个塔架区段105、107、109。每个塔架区段105可以具有第一恒定直径和第一高度,每个塔架区段107可以具有第二恒定直径和第二高度,并且每个塔架区段 109可以具有第三恒定直径和第三高度。如图1中所示,塔架区段105的第一恒定直径可以大于塔架区段107的第二恒定直径,塔架区段107的第二恒定直径又大于塔架区段109的第三恒定直径,从而形成直径从底部塔架部分104向顶部塔架部分108减小的设备塔架100。过渡区段114和116 可以定位在适当的塔架部分104、106、108之间以适应塔架区段105、107、 109的直径从设备塔架100的底部向顶部的渐进改变。
图1进一步示出了基部102,该基部102可以包括平台118和在地平面128下方延伸的子部段126。从平台118延伸有基座或底座120。塔架 100还具有限定内腔124的内表面。如下面更全面地描述的,用于对塔架 100的混凝土进行后张的钢缆或筋体(未示出)可以位于塔架100的外部或内腔124内。
图2是图1的设备塔架100的局部截面正视图,示出了在张紧筋体 200已经被安装在内腔124内之后过渡区段116的处于构造阶段的区域。在该视图中可以理解的是,下部区段107具有第一内部直径并且上部区段 109具有小于第一内部直径的第二内部直径。过渡区段116布置在下部区段107与上部区段109之间。过渡区段116包括具有内弧面214的隔膜环 210,该内弧面214朝向塔架的竖直纵向中心线向内突出以限定更小的直径。尽管现有技术的塔架设计已经包括形成为穿过隔膜环210以允许张紧筋体200通过的管或管道,但是本发明包括形成于内弧面214中的用于接纳筋体200且侧向地保持筋体200的槽口212。筋体200横跨下部区段107、过渡区段116和上部区段109并被张紧以将压缩载荷施加在这些区段107、 116、109之间。
尽管图2示出了形成于向内突出的隔膜环210中的槽口212,但是任何人都应当理解的是,这种筋体保持槽口可以形成在设备塔架的靠近筋体的设计操作位置的任何合适的内部表面或外部表面中,以在筋体安装和张紧过程中捕获、导引和控制筋体。图2的实施方式示出了槽口212被形成在混凝土隔膜环210中,该混凝土隔膜环210被浇注为过渡区段116的一部分,但是隔膜环可以由其他材料形成并且可以在浇筑后安装到过渡区段中。此外,槽口212被示出为每个槽口具有用于容纳仅一根筋体200的大致“U”形形状,但其他的槽口设计可以容纳多于一根筋体,比如用于捕获两个紧密间隔的筋体的“W”形槽口。
正如在局部平面图中沿着筋体200的纵向轴线从一个槽口212的上方向下看所看到的,图3和图4示出了图2的槽口212的两种替代实施方式。
图3示出了在隔膜环210的内弧面214中形成的槽口212’。在该实施方式中,槽口212’由鞍状件300限定,该鞍状件300通过从鞍状件300的外弧面320延伸的两个突出部310保持在隔膜环210的浇筑混凝土内。混凝土围绕突出部310浇筑,从而能够将鞍状件300和过渡区段116互锁在一起。鞍状件300可以由例如高密度聚氨酯或其他塑料材料、或者适用于环境且适用于与隔膜环210的混凝土接合的任何其他材料形成。在图3的实施方式中,在正常情况下筋体200不接触槽口212’,然而当筋体200在后张过程期间移动就位时,鞍状件300的内弧表面330的开口形状对于捕获和保持筋体200而言是有效的。在其他实施方式中,筋体200可以接触鞍状件300,其中,鞍状件300的材料被选定成适应这种接触。
图4示出了槽口212”的另一种实施方式,该实施方式中槽口212”只是在隔膜环210浇筑过程期间或浇筑之后通过材料移除过程而在隔膜环 210的内弧面214中形成的形状。在该实施方式中,在正常情况下,筋体 200摩擦抵靠槽口212”的表面并将径向向外的力施用到过渡区段116 中。一个或更多个加强结构,比如例如嵌入筋体400可以被用于抵抗通过筋体 200强加在过渡区段116 上的载荷。可以将减摩材料和/或耐磨材料(当与混凝土相比时)的涂层410,比如例如环氧树脂或塑料施加到槽口212”内的混凝土上以减少塔架100的安装和操作期间的磨损。
图5是鞍状件500的另一个实施方式的正视图,该鞍状件500附接至隔膜环210并且限定了在设备塔架中用于接纳和保持张紧筋体200的槽口 510。图5以局部截面图的方式示出了鞍状件500,从而示出了鞍状件500 的内弧表面520——筋体200在该内弧表面520上摩擦——是弯曲的以便在筋体200中提供弯曲部530。使筋体沿着塔架的长度保持靠近塔架的壁有助于保持塔架的内腔室124内的空间用于其他用途,比如用于与塔架的操作相关联的安装设备。鞍状件500的制造材料可以被选定成在筋体200 安装和使用期间防止损害筋体200的材料。
尽管在本文中已经示出并描述了本发明的各种实施方式,但是将明显的是,这些实施方式仅以示例的方式提供。可以在不背离本文中的本发明的情况下做出许多变型、改变和替换。因此,本发明意在仅由所附权利要求的精神和范围限定。
Claims (13)
1.一种设备塔架(100),包括:
堆叠的多个混凝土塔架区段,所述堆叠的多个混凝土塔架区段包括下部区段(107)、上部区段(109)和过渡区段(116),其中,所述下部区段(107)限定第一内部直径,所述上部区段(109)限定小于所述第一内部直径的第二内部直径,所述过渡区段(116)布置在所述下部区段与所述上部区段之间;
筋体(200),所述筋体(200)横跨所述下部区段(107)、所述过渡区段(116)和所述上部区段(109)且所述筋体(200)被张紧以将压缩载荷施加在这些区段之间;以及
槽口(212),所述槽口(212)位于所述过渡区段(116)的表面中,所述槽口接纳所述筋体(200)且侧向地保持所述筋体(200),
鞍状件(300),所述鞍状件(300)附接至所述过渡区段(116)并限定所述槽口(212),
其中,所述鞍状件(300)包括高密度聚氨酯或其他塑料材料,
其中,所述鞍状件(300)的外弧表面(320)包括突出部(310),所述突出部(310)能够将所述鞍状件(300)和所述过渡区段(116)互锁在一起。
2.根据权利要求1所述的设备塔架(100),其中,所述鞍状件(300)包括内弧表面(330),所述内弧表面(330)是弯曲的以在所述筋体(200)上提供弯曲部。
3.根据权利要求1所述的设备塔架(100),其中,所述槽口(212)浇筑到形成过渡区段(116)的混凝土中,并且还包括被施加在所述槽口(212)内的混凝土上的涂层(410)。
4.一种设备塔架(100),包括:
堆叠的多个混凝土塔架区段,所述堆叠的多个混凝土塔架区段包括下部区段(107)、上部区段(109)和过渡区段(116),其中,所述下部区段(107)限定第一内部直径,所述上部区段(109)限定小于所述第一内部直径的第二内部直径,所述过渡区段(116)布置在所述下部区段与所述上部区段之间;
筋体(200),所述筋体(200)横跨所述下部区段(107)、所述过渡区段(116)和所述上部区段(109)且所述筋体(200)被张紧以将压缩载荷施加在这些区段之间;以及
槽口(212),所述槽口(212)位于所述过渡区段(116)的表面中,所述槽口接纳所述筋体(200)且侧向地保持所述筋体(200),
其中,所述过渡区段(116)包括加强结构(400),所述加强结构(400)用于抵抗通过所述筋体(200)强加在所述过渡区段(116)上的载荷,
所述设备塔架(100)还包括鞍状件(300),所述鞍状件(300)附接至所述过渡区段(116)并限定所述槽口(212),并且
所述鞍状件(300)包括内弧表面(330),所述内弧表面(330)是弯曲的以在所述筋体(200)上提供弯曲部。
5.根据权利要求4所述的设备塔架(100),其中,所述鞍状件(300)包括高密度聚氨酯或其他塑料材料。
6.根据权利要求4所述的设备塔架(100),其中,所述槽口(212)浇筑到形成所述过渡区段(116)的混凝土中,并且还包括施加在所述槽口(212)内的混凝土上的涂层(410)。
7.根据权利要求6所述的设备塔架(100),其中,所述涂层(410)包括与混凝土相比的减摩材料和耐磨材料中的一者。
8.一种对预制混凝土后张的分段的设备塔架(100)作出的改进,其中,所述设备塔架(100)包括直径相对较大的下部区段(107)和直径相对较小的上部区段(109),所述改进包括:
槽口(212),所述槽口(212)形成于所述塔架的表面中,用于接纳所述塔架(100)的后张筋体(200)且侧向地保持所述塔架(100)的所述后张筋体(200);以及
鞍状件(300),所述鞍状件(300)限定所述槽口(212),所述鞍状件(300)附接至置于所述下部区段(107)和所述上部区段(109)之间的所述塔架的过渡区段(116),
其中,所述鞍状件(300)包括突出部(310),所述突出部(310)延伸到形成所述过渡区段(116)的混凝土中,从而能够将所述鞍状件(300)和所述过渡区段(116)互锁在一起。
9.根据权利要求8所述的改进,其中,所述槽口(212)形成于所述塔架(100)的布置在所述下部区段(107)与所述上部区段(109)之间的过渡区段(116)中。
10.根据权利要求8所述的改进,其中,所述鞍状件(300)包括内弧表面(330),所述内弧表面(330)是弯曲的以在所述筋体(200)上提供弯曲部。
11.根据权利要求8所述的改进,其中,所述鞍状件(300)包括高密度聚氨酯或其他塑料材料。
12.根据权利要求8所述的改进,其中,所述槽口(212)浇筑到形成布置在所述下部区段(107)与所述上部区段(109)之间的所述塔架的过渡区段(116)的混凝土中,并且还包括被施加在所述槽口(212)内的混凝土上的涂层(410)。
13.根据权利要求12所述的改进,其中,所述涂层(410)包括与混凝土相比的减摩材料和耐磨材料中的一者。
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