CN110761955A - 一种预制混凝土风机塔筒 - Google Patents

Abstract

本发明属于风电预应力塔架技术领域，尤其涉及一种预制混凝土风机塔筒。本发明由多个由多片预制混凝土构件拼接而成的环向构件拼接而成。预制混凝土构件的侧向端面为斜平面或平滑曲面，风机塔筒竖向缝面形成规则螺旋线。本发明的预制混凝土风机塔筒主体的预制混凝土构件尺寸可控、制作简易、施工方便、结构受力性能好，能够加快预制构件的现场拼装进度，减少了施工成本，适用于陆上和海上的风机塔架。

Description

一种预制混凝土风机塔筒

技术领域

本发明属于风电预应力塔架技术领域，尤其涉及一种预制混凝土风机塔筒。

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。

现有技术中，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。但是，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，需要进一步改进。

发明内容

本发明提供了一种预制混凝土风机塔筒，目的在于提供一种尺寸可控、运输不受限、能加快拼装进度、节省时间、施工方法简便、结构安全的风机塔筒。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种预制混凝土风机塔筒，至少包括地基基础，还包括预制混凝土塔筒主体；所述预制混凝土塔筒主体连接在地基基础上，所述的预制混凝土塔筒主体由多个环向构件上下连接而成；所述环向构件由多个单片预制混凝土构件围成的环状结构；上下层环向构件的侧面缝相互衔接，在预制混凝土塔筒主体的侧面形成多条规则螺旋线。

还包括钢塔筒；所述钢塔筒固定连接在预制混凝土塔筒主体上端。

所述的单片预制混凝土构件是上下端面水平且侧向两个端面为平行斜平面或平滑曲面的弧状结构。

所述的单片预制混凝土构件侧向端面与竖直向角度θ为0°＜θ≤45°。

所述的单片预制混凝土构件侧向端面与竖直向角度θ为20°。

所述的单片预制混凝土构件的厚度是250mm-600mm，单片预制混凝土构件的高度h为2.0m-5.0m。

所述的单片预制混凝土构件中有一片开有门洞。

所述的环向构件由2-5片单片预制混凝土构件连接而成。

所述的环向构件由3片单片预制混凝土构件连接而成。

所述的单片预制混凝土构件强度等级为C40-C70。

有益效果：本发明通过地基基础、连接在地基基础上且由的多个环向构件上下连接而成的预制混凝土塔筒主体，其中的环向构件由多个相同规格的单片预制混凝土构件环向固定连接而成，多个单片预制混凝土构件环向连接沿塔筒高度形成规则螺旋线的技术方案的设计，使得本发明产生了如下有益效果

(1)本发明运输方便、塔筒组装快捷。

(2)本发明采用单片预制混凝土构件组成环向构件，预制构件尺寸设计灵活，可根据运输要求调整。

(3)本发明预制构件尺寸较小，浇筑方量有限，避免了大体积混凝土施工弊端。

(4)本发明预制构件各缝面连续，不会出现错缝引起的局部应力集中问题，进一步增强了整体结构的安全性。

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是本发明实施例中的横缝和螺旋缝示意图；

图2是本发明实施例中的风机塔架整体示意图；

图3是本发明实施例中的单片预制构件示意图；

图4是本发明实施例中的螺旋线角度示意图；

图5是本发明实施例中的预制混凝土塔筒平面示意图。

图中：1-钢塔筒；2-预制混凝土风机塔筒主体；3-门洞；4-侧面缝；5-横缝缝面；6-单片预制混凝土构件；7-螺旋线；8-侧向端面与竖直向角度为θ；9-环向构件；10-地基基础；11-顶部轮廓线。

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1-5所示的一种预制混凝土风机塔筒，还包括预制混凝土塔筒主体2；所述预制混凝土塔筒主体2连接在地基基础10上，所述的预制混凝土塔筒主体2由多个环向构件9上下连接而成；所述环向构件9由多个单片预制混凝土构件6围成的环状结构；上下层环向构件9的侧面缝4相互衔接，在预制混凝土塔筒主体2的侧面形成多条规则螺旋线7。

在实际使用时，单片预制混凝土构件6根据实际需要在混凝土预制场进行预制，然后将单片预制混凝土构件6运输至风机塔筒搭建地。当地基基础10建好后，将单片预制混凝土构件6环向拼装连接成第一级环向构件9，吊装至地基基础10上并与地基基础10采用现有技术进行连接，随后进行第二级环向构件9的拼接，第二级环向构件9拼接好后吊装至第一级环向构件9上，通过单片预制混凝土构件6的横缝缝面5与第一级环向构件9安装，直至达到预设高度；所有单片预制混凝土构件6连接后风机塔筒侧壁形成了规则螺旋线7。

采用本发明的技术方案，每个预制构件混凝土构件6体型一致，模板尺寸唯一，制作方便。预制构件尺寸设计灵活，可根据运输要求调整，运输方便。预制构件尺寸较小，浇筑方量有限，避免大体积混凝土施工弊端，并且产品生产快捷。预制构件各缝面连续，不会出现错缝引起的局部应力集中问题，进一步增强了整体结构的安全性。

所有单片预制混凝土构件6连接后在预制混凝土风机塔筒主体2的侧壁形成了规则螺旋线7，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。采用同规格的预制构件混凝土构件6，也节约了预制混凝土风机塔筒2的安装成本。

实施例二：

根据图2所示的一种预制混凝土风机塔筒，与实施例一不同之处在于：还包括钢塔筒1；所述钢塔筒1固定连接在预制混凝土塔筒主体2上端。

在实际使用时，钢塔筒1的设计，扩大了本发明的使用范围。

实施例三：

根据图1和图3所示的一种预制混凝土风机塔筒，与实施例一不同之处在于：所述的单片预制混凝土构件6是上下端面水平且侧向两个端面为平行斜平面或平滑曲面的弧状结构。

优选的是所述的单片预制混凝土构件侧向端面与竖直向角度θ8为0°＜θ≤45°。

优选的是所述的单片预制混凝土构件侧向端面与竖直向角度θ8为20°。

在实际使用时，单片预制混凝土构件6采用此技术方案，一方面便于运输；另一方面，单片预制混凝土构件6侧面连接所形成的规则螺旋线7，使得建成的预制混凝土风机塔筒2，沿高度缝面连续，各层环与环之间连接点连续，受力均匀，没有因为错缝引起的应力集中。

实施例四：

根据图1和图3所示的一种预制混凝土风机塔筒，与实施例三不同之处在于：所述的单片预制混凝土构件6的厚度是250mm-600mm，单片预制混凝土构件6的单片预制混凝土构件高度为2.0m-5.0m。

在实际使用时，采用本技术方案，能够使单片预制混凝土构件6的强度满足要求，而且适于运输和安装时的拼接。

实施例五：

根据图1和图3所示的一种预制混凝土风机塔筒，与实施例一不同之处在于：所述的单片预制混凝土构件6中有一片开有门洞3。

在实际使用时，单片预制混凝土构件6中有一片开有门洞3，且此片拼接在第一级环向构件9上，与地基基础10相连接。采用此技术方案，可以方便的通过门洞3进入风机塔筒内部，方便人员进出、安装、维护及后续的操作。

实施例六：

根据图1所示的一种预制混凝土风机塔筒，与实施例一不同之处在于：所述的环向构件9由2-5片单片预制混凝土构件6连接而成。

优选的是所述的环向构件9由3片单片预制混凝土构件6连接而成。

在实际使用时，本技术方案的采用，不仅方便运输和安装，也节约了成本。

实施例七：

根据图1和图3所示的一种预制混凝土风机塔筒，与实施例一不同之处在于：所述的单片预制混凝土构件6强度等级为C40-C70。

在实际使用时，单片预制混凝土构件6强度等级为C40-C70，保证了一般对风机塔筒的强度设计要求，确保了施工及使用的安全。

实施例八：

一种预制混凝土风机塔筒，所述的预制混凝土风机塔筒2是钢塔筒1的下部结构，风机机头在钢塔筒1上部安装，预制混凝土风机塔筒2安装在地基基础10上；其中：预制混凝土风机塔筒2是由多个环向构件9拼接而成，各环向构件内径和环向构件外径都相等即预制混凝土风机塔筒2上下同径，环向构件内径为3.8m，环向构件外径为4.6m，壁厚为400mm，每环向构件9高2.5m，混凝土强度等级C60，最底部的混凝土构件开设门洞3，方便人员进出及设备搬运。每级环向构件9由3片预制混凝土构件6拼接而成，每片混凝土构件6体型特征一致。

本实施例中预制混凝土构件6的侧向两个端面为斜平面，侧向端面与竖直向角度为θ8为25°，每片预制混凝土构件6的尺寸规格一致，并且避开门洞位置。预制混凝土构件6端面连接缝，沿塔筒总高度形成规则的螺旋线7，沿预制混凝土构件总高度所安装的每环环向构件9，要使得每片预制混凝土构件6的侧向端面底部轮廓线与其底下一层的单片预制混凝土构件6侧向端面的顶部轮廓线11在同一位置。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过地基基础10上连接的由多个环向构件上下连接而成的预制混凝土塔筒，所述环向构件由多个单片预制混凝土构件环向固定连接而成，多个单片预制混凝土构件连接的侧面缝形成规则螺旋线的技术方案。

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。

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。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

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。

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 (10)

1.一种预制混凝土风机塔筒，至少包括地基基础(10)，其特征在于：还包括预制混凝土塔筒主体(2)；所述预制混凝土塔筒主体(2)连接在地基基础(10)上，所述的预制混凝土塔筒主体(2)由多个环向构件(9)上下连接而成；所述环向构件(9)由多个单片预制混凝土构件(6)围成的环状结构；上下层环向构件(9)的侧面缝(4)相互衔接，在预制混凝土塔筒主体(2)的侧面形成多条规则螺旋线(7)。

2.如权利要求1所述的一种预制混凝土风机塔筒，其特征在于：还包括钢塔筒(1)；所述钢塔筒(1)固定连接在预制混凝土塔筒主体(2)上端。

3.如权利要求1所述的一种预制混凝土风机塔筒，其特征在于：所述的单片预制混凝土构件(6)是上下端面水平且侧向两个端面为平行斜平面或平滑曲面的弧状结构。

4.如权利要求3所述的一种预制混凝土风机塔筒，其特征在于：所述的单片预制混凝土构件侧向端面与竖直向角度θ(8)为0°＜θ≤45°。

5.如权利要求4所述的一种预制混凝土风机塔筒，其特征在于：所述的单片预制混凝土构件侧向端面与竖直向角度θ(8)为20°。

6.如权利要求3所述的一种预制混凝土风机塔筒，其特征在于：所述的单片预制混凝土构件(6)的厚度是250mm-600mm，单片预制混凝土构件(6)的单片预制混凝土构件高度为2.0m-5.0m。

7.如权利要求1所述的一种预制混凝土风机塔筒，其特征在于：所述的单片预制混凝土构件(6)中有一片开有门洞(3)。

8.如权利要求1所述的一种预制混凝土风机塔筒，其特征在于：所述的环向构件(9)由2-5片单片预制混凝土构件(6)连接而成。

9.如权利要求8所述的一种预制混凝土风机塔筒，其特征在于：所述的环向构件(9)由3片单片预制混凝土构件(6)连接而成。

10.如权利要求1所述的一种预制混凝土风机塔筒，其特征在于：所述的单片预制混凝土构件(6)强度等级为C40-C70。

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