CN110439758A - 一种风电钢-混凝土组合塔架的节点过渡塔筒段、风电塔架及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种风电钢‑混凝土组合塔架的节点过渡塔筒段、风电塔架及其施工方法，涉及风力发电技术领域。过渡塔筒段包括内钢筒及外钢筒，内钢筒外壁到外钢筒的内壁间具有间隙，间隙内浇筑有混凝土夹层，内钢筒外壁、纵向全长设有伸向外钢筒的第一限位加强构件，外钢筒内壁、纵向全长设有伸向内钢筒的第二限位加强构件，第一限位加强构件与第二限位加强构件错开设置，内钢筒、外钢筒及混凝土夹层构成的过渡塔筒段两端分别设有连接部。可减轻或避免组合型风电塔架的混凝土塔筒段与钢塔筒段连接处的刚度突变与连接节点的局部屈曲问题，从而可以提高风力塔架整体的力学性能及稳定性。本发明适用于风电塔架结构设计与建设中。

Description

一种风电钢-混凝土组合塔架的节点过渡塔筒段、风电塔架及 其施工方法

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风电钢-混凝土组合塔架的节点过渡塔筒段、风电塔架及其施工方法。

背景技术

风力发电塔架是风力发电设备的重要组成部分，近年来，国家大力发展风电行业，风力发电得到迅速发展。一般来说，由于风从地面上到上空会越来越强，因此风力发电机安装的越高就越有利。随着低风速区域风电的开发利用和风机单机容量的迅速提高，更大的机组进入市场，势必导致传统钢塔架的高度、壁厚和直径的大幅度增大，给塔架的制造、安装和运输带来困难，成本也急剧增加。

目前，预应力装配式混凝土塔段与钢塔段构成的组合型风电塔架成为较常用的一种解决方案，但是，由于混凝土塔段与钢塔段所用材料的差异较大，力学性能差异也较大，在二者的连接处，刚度会发生突变，钢塔段在连接节点处的部分易发生屈曲，影响风力塔架整体的力学性能及稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种风电钢-混凝土组合塔架的节点过渡塔筒段、风电塔架及其施工方法，可以减轻或避免组合型风电塔架的混凝土塔段与钢塔段连接处的刚度突变与连接节点的局部屈曲问题，从而可以提高风力塔架整体的力学性能及稳定性。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种风电钢-混凝土组合塔架的节点过渡塔筒段，包括：内钢筒及套在所述内钢筒上的外钢筒，所述内钢筒外壁到外钢筒的内壁之间具有间隙，所述间隙内浇筑有混凝土夹层，所述内钢筒外壁、纵向全长设有伸向外钢筒的第一限位加强构件，所述外钢筒横截面为多边形，所述外钢筒内壁、纵向全长设有伸向内钢筒的第二限位加强构件，所述第一限位加强构件与第二限位加强构件错开设置，所述内钢筒、外钢筒及混凝土夹层构成的过渡塔筒段两端分别设有连接部。

优选地，所述第一限位加强构件对应外钢筒的角点设置，所述第二限位加强构件设置于外钢筒每条边的中点位置。

优选地，所述多边形为正多边形，所述内钢筒外壁360°方向上均匀设置多个所述第一限位加强构件，所述外钢筒内壁360°方向上均匀设置多个第二限位加强构件，第一限位加强构件与相邻设置的第二限位加强构件错开360°/2n设置，所述n为所述多边形的边数。

优选地，所述第一限位加强构件与第二限位加强构件的自由端横截面大于连接端的横截面。

优选地，所述第一限位加强构件与第二限位加强构件为“T”型结构件或三角形结构件。

优选地，所述间隙的宽度沿内、外塔筒轴向上窄下宽设置。

优选地，所述混凝土夹层为自密实混凝土夹层、微膨胀混凝土夹层或自密实微膨胀混凝土夹层。

优选地，所述连接部为螺栓孔，所述内钢筒与外钢筒上端固定连接有第一平板式法兰盘，在所述第一平板式法兰盘上设有所述螺栓孔，所述内钢筒与外钢筒下端固定连接有第二平板式法兰盘，在所述第二平板式法兰盘上设有所述螺栓孔；或者，

所述连接部为螺栓孔，所述内钢筒与外钢筒上端固定连接有第一平板式法兰盘，在所述第一平板式法兰盘上设有所述螺栓孔，所述内钢筒与外钢筒下端固定连接有第二平板式法兰盘，在所述第二平板式法兰盘上设有所述螺栓孔；所述内钢筒与外钢筒下端固定连接有第二平板式法兰盘，在所述第二平板式法兰盘上设有所述螺栓孔，所述外钢筒外壁上靠近下端预定距离处套有加强环，所述加强环为板状，在所述加强环上设有与所述第二平板式法兰盘上的螺栓孔对应的螺栓孔，所述加强环焊接于所述外钢筒上。

第二方面，本发明还实施例提供一种风电塔架，包括：塔基、下塔筒及安装有风电机组的上塔筒，所述下塔筒为预应力装配式混凝土塔筒，所述上塔筒为钢制塔筒，所述下塔筒安装于所述塔基上，所述下塔筒与上塔筒之间通过第一方面任一所述的节点过渡塔筒段连接，所述节点过渡塔筒段上端通过上端的连接部与上塔筒连接，所述节点过渡塔筒段下端通过下端的连接部与下塔筒连接。

第三方面，本发明实施例提供一种风电塔架的施工方法，包括：

基于施工现场所处的风速区域、风机及风电塔架的参数确定各段塔筒的设计高度及壁厚，所述参数包括风速区域的级别、风机的单机容量及风电塔架的高度，所述各段塔筒包括上塔筒、下塔筒及过渡塔筒段；

根据确定出的上塔筒的设计高度及壁厚，选用相应规格的钢筒制作上塔筒；在上塔筒的一端设置风机组件安装部；

根据确定出的下塔筒的高度在工厂分段预制，制作出多节钢筋混凝土下塔筒节段；所述多节钢筋混凝土下塔筒节段至少包括底节下塔筒节段及顶节下塔筒节段，在所述多节钢筋混凝土下塔筒节段上设有第一竖向预应力孔道群及第二竖向预应力孔道群，所述第一竖向预应力孔道群与第二竖向预应力孔道群为同心圆设置，且第一预应力孔道群位于外圆上，用于穿设预应力钢筋，所述顶节下塔筒节段上预留有竖向锚固孔，用于植入锚固筋；

根据施工现场上下层装配施工顺序，在所述多节下塔筒节段标上序号；

根据确定出的过渡塔筒段的高度，分别制作内钢筒及外钢筒；所述外钢筒横截面为多边形；

在内钢筒外壁、纵向全长焊接第一限位加强构件，在所述外钢筒内壁、纵向全长焊接第二限位加强构件；

将内钢筒放入所述外钢筒内，调整内钢筒或外钢筒，使内钢筒与外钢筒同轴，且所述第一限位加强构件朝向外钢筒的角点；

在内钢筒与外钢筒上端焊接第一平板式法兰盘，所述第一平板式法兰盘上预留有混凝土浇筑孔及第一圆形阵列螺栓孔群；

在内钢筒与外钢筒下端焊接第二平板式法兰盘，所述第二平板式法兰盘上预留第二圆形阵列螺栓孔群；

在所述第二平板式法兰盘底部焊接竖向锚固筋；完成过渡塔筒段的预制；

将预制好的上塔筒、标有序号的多节下塔筒节段及过渡塔筒段运至施工现场；

施工钢筋混凝土塔基，将所述底节下塔筒节段安装于钢筋混凝土塔基；

根据多节下塔筒节段上标记的序号，依次从下向上完成各层下塔筒节段的装配，直至完成顶节下塔筒节段；

将过渡塔筒段下端的锚固筋插入顶节下塔筒节段上预留的竖向锚固孔中固定；

用第一预应力钢筋从上到下穿过第二圆形阵列螺栓孔群，插入第一预应力孔道群中，并用高强度螺栓将预应力钢筋的上端固定；完成过渡塔筒段下端与下塔筒的连接；

通过过渡塔筒段上端第一平板式法兰盘上预留的混凝土浇筑孔向内钢筒与外钢筒的间隙中浇筑混凝土，将内钢筒与外钢筒粘接成整体；

在浇筑混凝土完成后，在过渡塔筒段上端第一平板式法兰盘上对接带颈法兰盘，将带颈法兰盘颈部朝上设置，将第二预应力钢筋下端通过带颈法兰盘内圈螺栓孔，穿过过渡塔筒段锚固于下塔筒的第二竖向预应力孔道群中，将第二预应力钢筋穿过上塔筒，上端用高强度螺栓固定在上塔筒的上端；将上塔筒对准过渡塔筒段上端，插入带颈法兰盘颈部上，焊接于带颈法兰盘上；

将带颈法兰盘的外圈螺栓孔与第一圆形阵列螺栓孔群对准，用高强度螺栓固定连接或者，将带颈法兰盘与第一平板式法兰盘贴合面焊接；完成风电塔架的施工。

本发明实施例提供的风电钢-混凝土组合塔架的节点过渡塔筒段、风电塔架及其施工方法，包括：内钢筒及套在所述内钢筒上的外钢筒，所述内钢筒外壁到外钢筒的内壁之间具有间隙，所述间隙内浇筑有混凝土夹层，所述内钢筒外壁、纵向全长设有伸向外钢筒的第一限位加强构件，所述外钢筒横截面为多边形，所述外钢筒内壁、纵向全长设有伸向内钢筒的第二限位加强构件，所述第一限位加强构件与第二限位加强构件错开设置，所述内钢筒、外钢筒及混凝土夹层构成的过渡塔筒段两端分别设有连接部。在施工风电塔架时，通过在竖向不同材料塔体的连接节点处设置所述钢筒混凝土结构的过渡塔筒段，起到过渡连接作用，可以使上下节点连接处的应力及刚度平缓变化，减轻或避免组合型风电塔架的混凝土塔段与钢塔段连接处的刚度突变问题，改善了连接处易发生屈曲的现象，从而可以提高风力塔架整体的力学性能及稳定性；进一步地，由于解决了混凝土塔段与钢塔段连接处的刚度突变问题，改善了连接处的力学性能，相应地可以在一定程度上加高塔体本身，或在塔高不变的情况下，适当减小塔壁厚度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明风电钢-混凝土组合塔架的节点过渡塔筒段一实施例截面结构示意图；

图2为图1中过渡塔筒段一实施例结构示意图；

图3为图2中过渡塔筒段一实施例下端处局部结构示意图；

图4为图2中过渡塔筒段一实施例上端处局部结构示意图；

图5为本发明风电塔架一实施例结构示意图；

图6为本发明风电塔架一实施例应用结构示意图；

图7为图5或图6中下混凝土塔筒的横截面一实施例结构示意图；。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，为了更加清楚说明本发明，在以下的具体实施例中描述了众多技术细节，本领域技术人员应当理解，没有其中的某些细节，本发明同样可以实施。另外，为了凸显本发明的主旨，涉及的一些本领域技术人员所熟知的方法、手段、零部件及其应用等未作详细描述，但是，这并不影响本发明的实施。本文所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参看图1至图7所示，本发明实施例提供的风电钢-混凝土组合塔架的节点过渡塔段段，适用于风电塔架建设中，其中钢-混凝土组合塔架指的是钢与混凝土组合塔架。所述风电钢-混凝土组合塔架的节点过渡塔筒段包括：内钢筒1及套在所述内钢筒1上的外钢筒2，所述内钢筒1外壁到外钢筒2的内壁之间具有间隙3，所述间隙3内浇筑有混凝土夹层，所述内钢筒1外壁、纵向全长设有伸向外钢筒2的第一限位加强构件4，所述外钢筒2横截面为多边形，所述外钢筒2内壁、纵向全长设有伸向内钢筒1的第二限位加强构件5，所述第一限位加强构件4与第二限位加强构件5错开设置，所述内钢筒1、外钢筒2及混凝土夹层构成的过渡塔筒段两端分别设有连接部6。

其中，内钢筒1的横截面可以为圆形、多边形等，所述混凝土夹层为自密实混凝土夹层、微膨胀混凝土夹层或自密实微膨胀混凝土夹层；其中，自密实混凝土(SelfCompacting Concrete或Self-Consolidating Concrete简称SCC)是指在自身重力作用下，能够流动、密实，即使存在致密钢筋也能完全填充模板，同时获得很好均质性，并且不需要附加振动的混凝土；微膨胀混凝土是指在普通的混凝土中添加一定的膨胀剂，使混凝土在水化期间能够依靠膨胀剂的作用而发生一定的膨胀，从而弥补了混凝土的收缩，达到防治混凝土裂缝，提高混凝土性能的目的；自密实微膨胀混凝土夹层是自密实混凝土夹层与微膨胀混凝土夹层的混合物，兼具二者的优点。

在一个实施例中，所述连接部6为螺栓孔，所述内钢筒1与外钢筒2上端固定连接有第一平板式法兰盘7，在所述第一平板式法兰盘7上设有所述螺栓孔，所述内钢筒1与外钢筒2下端固定连接有第二平板式法兰盘8，在所述第二平板式法兰盘8上设有所述螺栓孔。

参看图3所示，在另一个实施例中，所述连接部6为螺栓孔，所述内钢筒1与外钢筒2上端固定连接有第一平板式法兰盘7，在所述第一平板式法兰盘7上设有所述螺栓孔，所述内钢筒1与外钢筒2下端固定连接有第二平板式法兰盘8，在所述第二平板式法兰盘8上设有所述螺栓孔；所述内钢筒1与外钢筒2下端固定连接有第二平板式法兰盘8，在所述第二平板式法兰盘8上设有所述螺栓孔，所述外钢筒2外壁上靠近下端预定距离处套有加强环9，所述加强环9为板状，在所述加强环9上设有与所述第二平板式法兰盘8上的螺栓孔对应的螺栓孔10，所述加强环9焊接于所述外钢筒2上。这样，由于在外筒外壁上靠近下端预定距离设置加强环9，可以减小由于施加预应力造成的过渡塔筒段下端局部变形过大，其下部混凝土结构的下塔筒受力不均匀的问题。

本发明实施例提供的过渡塔筒段风电钢-混凝土组合塔架的节点过渡塔筒段，包括：内钢筒1及套在所述内钢筒1上的外钢筒2，所述内钢筒1外壁到外钢筒2的内壁之间具有间隙3，所述间隙3内浇筑有混凝土夹层，所述内钢筒1外壁、纵向全长设有伸向外钢筒2的第一限位加强构件4，所述外钢筒2横截面为多边形，所述外钢筒2内壁、纵向全长设有伸向内钢筒1的第二限位加强构件5，所述第一限位加强构件4与第二限位加强构件5错开设置，所述内钢筒1、外钢筒2及混凝土夹层构成的过渡塔筒段两端分别设有连接部6。在施工风电塔架时，通过在竖向不同材料塔体的连接节点处设置所述钢筒混凝土结构的过渡塔筒段，起到过渡连接作用，可以使上下节点连接处的应力及刚度平缓变化，减轻或避免组合型风电塔架的混凝土塔段与钢塔段连接处的刚度突变问题，改善了连接处易发生屈曲的现象，从而可以提高风力塔架整体的力学性能及稳定性。

进一步地，由于解决了混凝土塔段与钢塔段连接处的刚度突变问题，改善了连接处的力学性能，相应地可以在一定程度上加高塔体本身，或在塔高不变的情况下，适当减小塔壁厚度。

在一个实施例中，所述内钢筒1与外钢筒2同轴设置，所述间隙3的宽度沿内、外塔筒轴向上窄下宽设置；由于在间隙3中建筑混凝土，这样过渡塔筒段下部结构重量高于上部，可以增加过渡塔筒段整体结构的稳定性。

所述的第一限位加强构件4及第二限位加强构件5可以为在内外钢筒2侧壁纵向全长焊接成的一个整体结构，也可以在纵向全长上分开布置的多个单独结构；第一限位加强构件4及第二限位加强构件5一方面起限位作用，控制内外钢筒2之间的间距，保证内外钢筒2同轴；另一方面在内外钢筒2间的间隙3中浇筑混凝土后，在内外钢筒2与混凝土之间起到增加粘结性的作用，以增加内外钢筒2的刚度，减小变形。

可以理解的是，结构件的拐角上受到的刚度相对较为集中，为力学构件的薄弱位置，为了增加该位置的局部刚度，在另一个实施例中，所述第一限位加强构件4对应外钢筒2的角点设置，所述第二限位加强构件5设置于外钢筒2每条边的中点位置；以增加内钢筒1的局部刚度。

其中，第一限位加强构件4及第二限位加强构件5预先焊接固定于内钢筒1的外壁和外钢筒2的内壁，然后再将内钢筒1与外钢筒2同轴叠放，调整第一限位加强构件4朝向外钢筒2的角点。

参看图2所示，在又一个实施例中，所述多边形为正多边形，例如为正六边形、正八边形、正十二边形等；所述内钢筒1外壁360°方向上均匀设置多个所述第一限位加强构件4，所述外钢筒2内壁360°方向上均匀设置多个第二限位加强构件5，第一限位加强构件4与相邻设置的第二限位加强构件5错开360°/2n设置，所述n为所述多边形的边数；例如外钢筒2的横截面为正八边形时，第一限位加强构件4与相邻设置的第二限位加强构件5错开360°/2*8＝22.5°设置。

具体的，所述第一限位加强构件4与第二限位加强构件5的自由端横截面大于连接端的横截面。

可以理解的是，通过将第一限位加强构件4与第二限位加强构件5的自由端横截面大于连接端的横截面，可以在浇筑混凝土后，第一限位加强构件4与第二限位加强构件5伸入混凝土中的自由端横截面大于连接端的横截面，相比于两端横截面尺寸一致的设置方式，可以在不降低截面承载能力的条件下，节省材料用量，并减轻整体结构的重量。

在一个实施例中，所述第一限位加强构件4与第二限位加强构件5为类“T”型结构件、“T”型结构件、“L”型结构件或三角形结构件。

具体地，所述第一限位加强构件4与第二限位加强构件5由钢板焊接而成。

实施例二

参看图3至图6所示，本发明还实施例提供一种风电塔架，塔基(未示出)、下塔筒20及安装有风电机组210的上塔筒21，所述下塔筒21为预应力装配式混凝土塔筒，所述上塔筒20为钢制塔筒，所述下塔筒21安装于所述塔基上，所述下塔筒21与上塔筒20之间通过所述节点过渡塔筒段22连接，所述节点过渡塔筒段22上端通过上端的连接部6与上塔筒20连接，所述节点过渡塔筒段22下端通过下端的连接部6与下塔筒21连接。

其中，上塔筒也可称为上塔筒段，下塔筒也可以称为下塔筒段。

本发明实施例，通过在混凝土结构的下塔筒21与钢结构的上塔筒20之间采用了前述任一实施例所述的节点过渡塔筒段22连接，起到过渡连接作用，可以使上下节点连接处的应力及刚度平缓变化，减轻或避免组合型风电塔架的混凝土塔段与钢塔段连接处的刚度突变问题，改善了连接处易发生屈曲的现象，从而可以提高风力塔架整体的力学性能及稳定性，使塔体刚度和强度能够满足设计及使用要求；进一步地，由于解决了混凝土塔段与钢塔段连接处的刚度突变问题，改善了连接处的力学性能，相应地可以在一定程度上加高塔体本身，或在塔高不变的情况下，适当减小塔壁厚度。

参看图7所示，下塔筒21为混凝土结构，其横截面与过渡塔筒段22的横截面可以采用类似或相同的结构，例如为正八边形；下塔筒21内壁截面为圆形，在下塔筒21内、外壁之间预留有以轴心为阵列中心的圆形阵列孔23，用于作为第一竖向预应力孔道，多个该第一竖向预应力孔道构成第一竖向预应力孔道群；在所述内壁对应下塔筒21外壁每条边的中点位置设有伸向轴心的突起部24，在每个所述突起部24上设有第二竖向预应力孔道25；多个第二竖向预应力孔道25形成第二预应力孔道群，用于穿设预应力钢筋；参看图3所示，过渡塔筒段22的下端还预设有锚固筋，以增加与混凝土结构的下塔筒21连接时的粘接性能；另外，还通过过渡塔筒段22下端的第二圆形阵列螺栓孔群，插入第一预应力钢筋到下塔筒21中的第一预应力孔道群中，以与底部混凝土结构下塔筒21紧密连接。从而提高结构的整体刚度及稳定性。

需要说明的是，本发明实施例提供的风电塔架，包括前述任一实施例所述的过渡塔筒段22，由于二者基于同样的发明构思，技术方案及技术效果相互之间可以参看，为了简要清楚，就不再一一赘述。

实施例三

本发明实施例提供了一种风电塔架的施工方法，用于实施例二所述的风电塔架的施工中，包括：

基于施工现场所处的风速区域、风机及风电塔架的参数确定各段塔筒的设计高度及壁厚，所述参数包括风速区域的级别、风机的单机容量及风电塔架的高度，所述各段塔筒包括上塔筒20、下塔筒21及过渡塔筒段22；

根据确定出的上塔筒20的设计高度及壁厚，选用相应规格的钢筒制作上塔筒20；在上塔筒20的一端设置风机组件安装部；

根据确定出的下塔筒21的高度在工厂分段预制，制作出多节钢筋混凝土下塔筒21节段；所述多节钢筋混凝土下塔筒21节段至少包括底节下塔筒21节段及顶节下塔筒21节段，在所述多节钢筋混凝土下塔筒21节段上设有第一竖向预应力孔道群及第二竖向预应力孔道群，所述第一竖向预应力孔道群与第二竖向预应力孔道群为同心圆设置，且第一预应力孔道群位于外圆上，用于穿设预应力钢筋，所述顶节下塔筒21节段上预留有竖向锚固孔，用于植入锚固筋；

根据施工现场上下层装配施工顺序，在所述多节下塔筒21节段标上序号；

根据确定出的过渡塔筒段22的高度，分别制作内钢筒1及外钢筒2；所述外钢筒2横截面为多边形；

在内钢筒1外壁、纵向全长焊接第一限位加强构件4，在所述外钢筒2内壁、纵向全长焊接第二限位加强构件5；

将内钢筒1放入所述外钢筒2内，调整内钢筒1或外钢筒2，使内钢筒1与外钢筒2同轴，且所述第一限位加强构件4朝向外钢筒2的角点；

在内钢筒1与外钢筒2上端焊接第一平板式法兰盘7，所述第一平板式法兰盘7上预留有混凝土浇筑孔及第一圆形阵列螺栓孔群；

在内钢筒1与外钢筒2下端焊接第二平板式法兰盘8，所述第二平板式法兰盘8上预留第二圆形阵列螺栓孔群；

在所述第二平板式法兰盘8底部焊接竖向锚固筋；完成过渡塔筒段22的预制；

将预制好的上塔筒20、标有序号的多节下塔筒21节段及过渡塔筒段22运至施工现场；

施工钢筋混凝土塔基，将所述底节下塔筒21节段安装于钢筋混凝土塔基；

根据多节下塔筒21节段上标记的序号，依次从下向上完成各层下塔筒21节段的装配，直至完成顶节下塔筒21节段；

将过渡塔筒段22下端的锚固筋插入顶节下塔筒21节段上预留的竖向锚固孔中固定；

用第一预刚度钢筋从上到下穿过第二圆形阵列螺栓孔群，插入第一预刚度孔道群中，并用高强度螺栓将预刚度钢筋的上端固定；完成过渡塔筒段22下端与下塔筒21的连接；

通过过渡塔筒段22上端第一平板式法兰盘7上预留的混凝土浇筑孔向内钢筒1与外钢筒2的间隙3中浇筑混凝土，将内钢筒1与外钢筒2粘接成整体；

在浇筑混凝土完成后，在过渡塔筒段22上端第一平板式法兰盘7上对接带颈法兰盘，将带颈法兰盘颈部朝上设置，将第二预应力钢筋下端通过带颈法兰盘内圈螺栓孔，穿过过渡塔筒段22锚固于下塔筒21的第二竖向预应力孔道群中，将第二预应力筋穿过上塔筒20，上端用高强度螺栓固定在上塔筒20的上端；将上塔筒20对准过渡塔筒段22上端，插入带颈法兰盘颈部上，焊接于带颈法兰盘上；

将带颈法兰盘的外圈螺栓孔与第一圆形阵列螺栓孔群对准，用高强度螺栓固定连接或者，将带颈法兰盘与第一平板式法兰盘7贴合面焊接；完成风电塔架的施工。

本发明实施例与前述各实施例基于同样的发明构思，技术方案及技术效果相互之间可以参看，为了简要清楚，也不再一一赘述。

具体地，本发明实施例中，为了便于各塔筒段施工，还可以分成节段预制，将相对较高的塔筒分成多节较短的节段，运至施工现场装配，这样可以减少塔筒过高带来的施工难度。对于过渡塔筒段22，可以将分成的每节塔筒上下两端以钢板封闭，预留混凝土浇筑孔；每节塔筒还可以分瓣预制，分瓣预制时，每瓣沿沿纵向的左右两端亦用钢板封闭。左右相邻瓣与瓣之间的纵向接缝、上下层段与段之间的水平接缝均在现场焊接，形成塔筒。

具体地，在工厂分瓣预制时，预制四瓣或八瓣可以视过渡塔筒段22横截面形状及现场情况而定。

下塔筒21可以根据实际工况进行现场浇筑或者工厂预制。

本发明实施例提供的风电塔架及施工方法，由于解决了采用过渡塔筒段22将不同材料上下塔筒21连接，使连接处的应力及刚度变化平缓，改善了在连接处易发生屈曲的现象，使刚度和稳定性都有所提高；从而塔壁厚度可以相应减小，具有较好的应用性。

需要说明的是，在本文中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系的用语，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。诸如，第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种风电钢-混凝土组合塔架的过渡塔筒段，包括内钢筒及套在所述内钢筒上的外钢筒，所述内钢筒外壁到外钢筒的内壁之间具有间隙，所述间隙内浇筑有混凝土夹层，所述内钢筒外壁、纵向全长设有伸向外钢筒的第一限位加强构件，所述外钢筒横截面为多边形，所述外钢筒内壁、纵向全长设有伸向内钢筒的第二限位加强构件，所述第一限位加强构件与第二限位加强构件错开设置，所述内钢筒、外钢筒及混凝土夹层构成的过渡塔筒两端分别设有连接部。

2.根据权利要求1所述的过渡塔筒段，其特征在于，所述第一限位加强构件对应外钢筒的角点设置，所述第二限位加强构件设置于外钢筒每条边的中点位置。

3.根据权利要求1所述的过渡塔筒段，其特征在于，所述多边形为正多边形，所述内钢筒外壁360°方向上均匀设置多个所述第一限位加强构件，所述外钢筒内壁360°方向上均匀设置多个第二限位加强构件，第一限位加强构件与相邻设置的第二限位加强构件错开360°/2n设置，所述n为所述多边形的边数。

4.根据权利要求1至3任一所述的过渡塔筒段，其特征在于，所述第一限位加强构件与第二限位加强构件的自由端横截面大于连接端的横截面。

5.根据权利要求4所述的过渡塔筒段，其特征在于，所述第一限位加强构件与第二限位加强构件为“T”型结构件或三角形结构件。

6.根据权利要求1所述的过渡塔筒段，其特征在于，所述内钢筒与外钢筒同轴设置，所述间隙的宽度沿内、外塔筒轴向上窄下宽设置。

7.根据权利要求1所述的过渡塔筒段，其特征在于，所述混凝土夹层为自密实混凝土夹层、微膨胀混凝土夹层或自密实微膨胀混凝土夹层。

8.根据权利要求1或2所述的过渡塔筒段，其特征在于，所述连接部为螺栓孔，所述内钢筒与外钢筒上端固定连接有第一平板式法兰盘，在所述第一平板式法兰盘上设有所述螺栓孔，所述内钢筒与外钢筒下端固定连接有第二平板式法兰盘，在所述第二平板式法兰盘上设有所述螺栓孔；或者，所述内钢筒与外钢筒靠近下端固定连接有所述第二平板式法兰盘，在所述第二平板式法兰盘上设有所述螺栓孔。

9.一种风电塔架，其特征在于，包括权利要求1至8任一所述的节点过渡塔筒、塔基、下塔筒及安装有风电机组的上塔筒，所述下塔筒为预应力装配式混凝土塔筒，所述上塔筒为钢制塔筒，所述下塔筒安装于所述塔基上，所述下塔筒与上塔筒之间通过所述节点过渡塔筒段连接，所述节点过渡塔筒段上端通过上端的连接部与上塔筒连接，所述节点过渡塔筒段下端通过下端的连接部与下塔筒连接。

10.一种风电塔架的施工方法，包括步骤：

基于施工现场所处的风速区域、风机及风电塔架的参数确定各段塔筒的设计高度及壁厚，所述参数包括风速区域的级别、风机的单机容量及风电塔架的高度，所述各段塔筒包括上塔筒、下塔筒及过渡塔筒段；

根据确定出的上塔筒的设计高度及壁厚，选用相应规格的钢筒制作上塔筒；在上塔筒的一端设置风机组件安装部；

根据确定出的下塔筒的高度在工厂分段预制，制作出多节钢筋混凝土下塔筒节段；所述多节钢筋混凝土下塔筒节段至少包括底节下塔筒节段及顶节下塔筒节段，在所述多节钢筋混凝土下塔筒节段上设有第一竖向预应力孔道群及第二竖向预应力孔道群，所述第一竖向预应力孔道群与第二竖向预应力孔道群为同心圆设置，且第一预应力孔道群位于外圆上，用于穿设预应力钢筋，所述顶节下塔筒节段上预留有竖向锚固孔，用于植入锚固筋；

根据施工现场上下层装配施工顺序，在所述多节下塔筒节段标上序号；

根据确定出的过渡塔筒段的高度，分别制作内钢筒及外钢筒；所述外钢筒横截面为多边形；

在内钢筒外壁、纵向全长焊接第一限位加强构件，在所述外钢筒内壁、纵向全长焊接第二限位加强构件；

将内钢筒放入所述外钢筒内，调整内钢筒或外钢筒，使内钢筒与外钢筒同轴，且所述第一限位加强构件朝向外钢筒的角点；

在内钢筒与外钢筒上端焊接第一平板式法兰盘，所述第一平板式法兰盘上预留有混凝土浇筑孔及第一圆形阵列螺栓孔群；

在内钢筒与外钢筒下端焊接第二平板式法兰盘，所述第二平板式法兰盘上预留第二圆形阵列螺栓孔群；

在所述第二平板式法兰盘底部焊接竖向锚固筋；完成过渡塔筒段的预制；

将预制好的上塔筒、标有序号的多节下塔筒节段及过渡塔筒运至施工现场；

施工钢筋混凝土塔基，将所述底节下塔筒节段安装于钢筋混凝土塔基；

根据多节下塔筒节段上标记的序号，依次从下向上完成各层下塔筒节段的装配，直至完成顶节下塔筒节段；

将过渡塔筒段下端的锚固筋插入顶节下塔筒节段上预留的竖向锚固孔中固定；

用第一预应力钢筋从上到下穿过第二圆形阵列螺栓孔群，插入第一预应力孔道群中，并用高强度螺栓将预应力钢筋的上端固定；完成过渡塔筒段下端与下塔筒的连接；

通过过渡塔筒段上端第一平板式法兰盘上预留的混凝土浇筑孔向内钢筒与外钢筒的间隙中浇筑混凝土，将内钢筒与外钢筒粘接成整体；

在浇筑混凝土完成后，在过渡塔筒段上端第一平板式法兰盘上对接带颈法兰盘，将带颈法兰盘颈部朝上设置，将第二预应力钢筋下端通过带颈法兰盘内圈螺栓孔，穿过过渡塔筒段锚固于下塔筒的第二竖向预应力孔道群中，将第二预应力钢筋穿过上塔筒，上端用高强度螺栓固定在上塔筒的上端；

将上塔筒对准过渡塔筒段上端，插入带颈法兰盘颈部上，焊接于带颈法兰盘上；

将带颈法兰盘的外圈螺栓孔与第一圆形阵列螺栓孔群对准，用高强度螺栓固定连接或者，将带颈法兰盘与第一平板式法兰盘贴合面焊接；完成风电塔架的施工。