CN110761954B - 一种具有螺旋线连接缝的预制混凝土风机塔筒及连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于风电预应力塔架技术领域，具体涉及一种具有螺旋线连接缝的预制混凝土风机塔筒及连接方法。本发明由风机塔筒基础、由多个内壁开有螺母安装槽且螺母安装槽至侧向端面水平开有螺栓孔道的单片混凝土预制构件拼接而成的环向预制混凝土构件组成，通过环向预制混凝土构件的拼接、吊装环向预制混凝土构件、填平螺母安装槽和封面四个步骤连接而成。本发明运输方便、连接简单且成本较低。

Description

一种具有螺旋线连接缝的预制混凝土风机塔筒及连接方法

技术领域

本发明属于风电预应力塔架技术领域，具体涉及一种具有螺旋线连接缝的预制混凝土风机塔筒及连接方法。

背景技术

随着风电行业的快速发展，风电机组单机容量不断增大，为了有效利用风能，风机塔架也是越做越高。塔架作为整个风力发电机组的承载支撑部分，其成本基本占整个风机成本的四分之一左右，除了保证机组在各种荷载情况下正常运行以及机组在遭受到一些恶劣外部条件的安全性，其成本控制也很重要。

常用的塔架有桁架式塔架、锥式钢塔筒、混凝土塔筒、钢-混塔筒(上部为钢板结构、下部为混凝土塔筒结构)等形式。其中混凝土塔筒或钢-混塔筒以预制混凝土塔架被广泛采用。预制混凝土塔筒易制造，安装方便、对生态环境影响较小。但传统的整环或者分片预制塔筒由于道路运输的限制、施工制造成本难降等问题遇到了瓶颈期，需要进一步研究改进。

发明内容

本发明提供了一种具有螺旋线连接缝的预制混凝土风机塔筒及连接方法，其目的在于提供一种方便运输且成本较低的预制混凝土风机塔筒及连接方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种具有螺旋线连接缝的预制混凝土风机塔筒，至少包括风机塔筒基础，还包括环向预制混凝土构件和单片混凝土预制构件；所述环向预制混凝土构件有多个，多个环向预制混凝土构件自风机塔筒基础从下至上依次连接；所述环向预制混凝土构件由多个单片预制构件环形拼接而成；所述单片混凝土预制构件为上下端面水平且两个侧向断面为平行斜平面或平滑曲面的弧形结构，单片混凝土预制构件的内壁开有螺母安装槽，螺母安装槽至单片混凝土预制构件的侧向端面水平开有螺栓孔道，螺母安装槽和螺栓孔道对称设置在单片混凝土预制构件的左右两侧。

所述的单片混凝土预制构件中有一片设置有门洞，设置有门洞的单片混凝土预制构件与风机塔筒基础连接。

所述的上下环向预制混凝土构件的侧向断面相互衔接，在预制混凝土塔筒主体的侧面形成多条规则螺旋线。

所述的螺栓孔道位于单片混凝土预制构件内壁1/3壁厚处。

所述的螺母安装槽和螺栓孔道在单片混凝土预制构件上对称且均匀设置有1-5对。

所述的螺母安装槽和螺栓孔道在单片混凝土预制构件上对称且均匀设置有3对。

一种具有螺旋线连接缝的预制混凝土风机塔筒的连接方法，包括如下步骤

步骤一：环向预制混凝土构件的拼接

将预制的单片混凝土预制构件的螺栓孔道内插入螺栓，拼接成环向预制混凝土构件，在螺母安装槽内将螺母在螺栓端头旋紧；

步骤二：吊装环向预制混凝土构件

将步骤一拼接好的环向预制混凝土构件逐层吊装在风机塔筒基础上，使单片预制混凝土构件的侧向断面连接形成的侧面缝形成规则的螺旋缝缝面；

步骤三：填平螺母安装槽

步骤二完成后，用砂浆将螺母安装槽回填抹平；

步骤四：封面

步骤三完成后，在螺旋缝缝面实施封面，完成风机塔筒的连接。

所述的螺栓采用的是抗拉强度大于等于400N/mm²的工程螺栓。

所述的封面采用的是工程防水胶。

有益效果：

(1)本发明通过环向预制混凝土构件上下连接而成，环向预制混凝土构件由单片混凝土预制构件拼接成；根据客观条件，确定单片混凝土预制构件预制尺寸，方便运输。

(2)本发明采用的单片混凝土预制构件规格同一，节约了制造的成本。

(3)本发明中单片混凝土预制构件的螺母安装槽及螺栓孔道的设置，使得拼接、安装方便。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

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他的附图。

图1是本发明立面示意图；

图2是本发明的单片预制构件展布示意图；

图3是本发明的连接流程图。

图中标号说明：1-预制混凝土塔筒主体；2-单片混凝土预制构件；3-环向预制混凝土构件；4-水平环缝缝面；5-螺旋缝缝面；6-单片预制混凝土构件侧向断面；7-螺栓孔道；8-螺母安装槽；9-螺栓；10-风机塔筒基础。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

根据图1-2所示的一种具有螺旋线连接缝的预制混凝土风机塔筒，至少包括风机塔筒基础10，还包括环向预制混凝土构件3和单片混凝土预制构件2；所述环向预制混凝土构件3有多个，多个环向预制混凝土构件3自风机塔筒基础10从下至上依次连接；所述环向预制混凝土构件3由多个单片混凝土预制构件2环形拼接而成；所述单片混凝土预制构件2为上下端面水平且两个侧向断面6为平行斜平面或平滑曲面的弧形结构，单片混凝土预制构件2的内壁开有螺母安装槽8，螺母安装槽8至单片混凝土预制构件2的侧向端面6水平开有螺栓孔道7，螺母安装槽8和螺栓孔道7对称设置在单片混凝土预制构件2的左右两侧。

在实际使用时，在预制场根据客观环境的条件，将单片混凝土预制构件2预制成既方便运输、又方便安装的尺寸。将预制的单片混凝土预制构件2运输至风机塔筒安装场地，然后将提前预制的单片混凝土预制构件2的螺栓孔道7内插入螺栓，拼接成环向预制混凝土构件3，再在螺母安装槽8内将螺母在螺栓端头旋紧；环向预制混凝土构件3拼接好，将环向预制混凝土构件3吊装在风机塔筒基础10上，然后通过水平环缝缝面4逐层吊装，使单片预制混凝土构件的侧向断面连接形成的侧面缝形成规则的螺旋缝缝面；上述完成后，用砂浆将螺母安装槽回填抹平；再在螺旋缝缝面采用工程防水胶实施封面，完成风机塔筒的连接。

本发明的单片混凝土预制构件2，根据客观条件来确定预制尺寸，方便了运输。连接所用的螺栓必须风机塔筒设计的强度要求。单片混凝土预制构件2的规格同一，节约了制造的成本。本发明中单片混凝土预制构件2的螺母安装槽8及螺栓孔道7的设置，使得拼接、安装方便。

实施例二：

根据图1所示的一种具有螺旋线连接缝的预制混凝土风机塔筒，与实施例一不同之处在于：所述的单片混凝土预制构件2中有一片设置有门洞，设置有门洞的单片混凝土预制构件2与风机塔筒基础10连接。

在实际使用时，采用本技术方案，可以通过门洞出入风机塔筒，使得本发明的安装与维护更加方便。

实施例三：

根据图1和图2所示的一种具有螺旋线连接缝的预制混凝土风机塔筒，与实施例一不同之处在于：所述的上下环向预制混凝土构件3的侧向断面6相互衔接，在预制混凝土塔筒主体1的侧面形成多条规则螺旋线7。

在实际使用时，所有单片预制混凝土构件2连接后在预制混凝土风机塔筒2的侧壁形成了规则螺旋缝缝面5，此技术方案与传统的竖直错缝相比，具有沿塔筒高度缝面连续、各层环与环之间连接点连续、受力均匀，不会产生错缝所引起的应力集中。

实施例四：

根据图2所示的一种具有螺旋线连接缝的预制混凝土风机塔筒，与实施例一不同之处在于：所述的螺栓孔道7位于单片混凝土预制构件2内壁1/3壁厚处。

在实际使用时，螺栓孔道7靠近单片混凝土预制构件2内壁侧预留螺栓孔道，有利于施工和结构安全。

实施例五：

根据图2所示的一种具有螺旋线连接缝的预制混凝土风机塔筒，与实施例一不同之处在于：所述的螺母安装槽8和螺栓孔道7在单片混凝土预制构件2上对称且均匀设置有1-5对。

优选的是所述的螺母安装槽8和螺栓孔道7在单片混凝土预制构件2上对称且均匀设置有3对。

在实际使用时，螺母安装槽8和螺栓孔道7在单片混凝土预制构件2上对称且均匀设置，使得风机塔筒的拼接、安装方便。螺母安装槽8和螺栓孔道7对称且均匀设置的对数，可以根据不同的需要进行设置，以风机塔筒的安装结实、稳固为目的。

实施例六：

根据图3所示的一种具有螺旋线连接缝的预制混凝土风机塔筒的连接方法，包括如下步骤

步骤一：环向预制混凝土构件3的拼接

将预制的单片混凝土预制构件2的螺栓孔道7内插入螺栓，拼接成环向预制混凝土构件3，在螺母安装槽8内将螺母在螺栓端头旋紧；

步骤二：吊装环向预制混凝土构件3

将步骤一拼接好的环向预制混凝土构件3逐层吊装在风机塔筒基础10上，使单片预制混凝土构件3的侧向断面6连接形成的侧面缝形成规则的螺旋缝缝面5；

步骤三：填平螺母安装槽8

步骤二完成后，用砂浆将螺母安装槽8回填抹平；

步骤四：封面

步骤三完成后，在螺旋缝缝面5实施封面，完成风机塔筒的连接。

优选的是所述的螺栓采用的是抗拉强度大于等于400N/mm²的工程螺栓。

优选的是所述的封面采用的是工程防水胶。

在实际使用时，本发明通过环向预制混凝土构件3的拼接、吊装环向预制混凝土构件3、填平螺母安装槽8和封面四个步骤，完成了具有螺旋线连接缝的预制混凝土风机塔筒的连接。本实施例中的螺栓采用的是抗拉强度大于等于400N/mm²的工程螺栓，使得连接的强度得到保障；封面采用工程防水胶，不仅达到了封面的目的，而且节约成本。

采用本发明的技术方案，不仅连接方便，且安全、环保，还有效的节约了成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种具有螺旋线连接缝的预制混凝土风机塔筒，至少包括风机塔筒基础（10），其特征在于：还包括环向预制混凝土构件（3）和单片混凝土预制构件（2）；所述环向预制混凝土构件（3）有多个，多个环向预制混凝土构件（3）自风机塔筒基础（10）从下至上依次连接；所述环向预制混凝土构件（3）由多个单片混凝土预制构件（2）围成环状结构；所述单片混凝土预制构件（2）为上下端面水平且两个侧向断面（6）为平滑曲面的弧形结构，单片混凝土预制构件（2）的内壁开有螺母安装槽（8），螺母安装槽（8）至单片混凝土预制构件（2）的侧向端面（6）水平开有螺栓孔道（7），螺母安装槽（8）和螺栓孔道（7）对称设置在单片混凝土预制构件（2）的左右两侧；

上下环向预制混凝土构件（3）的侧向断面（6）相互衔接，在预制混凝土塔筒主体（1）的侧面形成多条规则螺旋线（7）；

所述的单片混凝土预制构件（2）中有一片设置有门洞，设置有门洞的单片混凝土预制构件（2）与风机塔筒基础（10）连接；

所述的螺栓孔道（7）位于单片混凝土预制构件（2）内壁1/3壁厚处。

2.如权利要求1所述的一种具有螺旋线连接缝的预制混凝土风机塔筒，其特征在于：所述的螺母安装槽（8）和螺栓孔道（7）在单片混凝土预制构件（2）上对称且均匀设置有1-5对。

3.如权利要求2所述的一种具有螺旋线连接缝的预制混凝土风机塔筒，其特征在于：所述的螺母安装槽（8）和螺栓孔道（7）对称且均匀设置有3对。

4.一种具有螺旋线连接缝的预制混凝土风机塔筒的连接方法，其特征在于：采用如权利要求1-3任意一项所述的具有螺旋线连接缝的预制混凝土风机塔筒，包括如下步骤

步骤一：环向预制混凝土构件（3）的拼接

将预制的单片混凝土预制构件（2）的螺栓孔道（7）内插入螺栓，拼接成环向预制混凝土构件（3），在螺母安装槽（8）内将螺母在螺栓端头旋紧；

步骤二：吊装环向预制混凝土构件（3）

将步骤一拼接好的环向预制混凝土构件（3）逐层吊装在风机塔筒基础（10）上，使单片预制混凝土构件（3）的侧向断面（6）连接形成的侧面缝形成规则的螺旋缝缝面（5）；

步骤三：填平螺母安装槽（8）

步骤二完成后，用砂浆将螺母安装槽（8）回填抹平；

步骤四：封面

步骤三完成后，在螺旋缝缝面（5）实施封面，完成风机塔筒的连接。

5.如权利要求4所述的一种具有螺旋线连接缝的预制混凝土风机塔筒的连接方法，其特征在于：所述的螺栓采用的是抗拉强度大于等于400N/mm²的工程螺栓。

6.如权利要求4所述的一种具有螺旋线连接缝的预制混凝土风机塔筒的连接方法，其特征在于：所述的封面采用的是工程防水胶。