CN111306006A - 一种钢管混凝土塔架及其安装方法 - Google Patents

一种钢管混凝土塔架及其安装方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种钢管混凝土塔架及其安装方法，属于陆上新型高塔架及既有钢塔架加固技术领域。包括连接装置、钢筋混凝土承台、钢管混凝土管件、独立基础、筒形底座和承台钢模，钢管混凝土管件的两端分别与独立基础和筒形底座连接，且伸出部分与钢筋混凝土承台连接，各部件连接为一个整体，具有良好的稳定性。用钢管混凝土塔架替代传统钢塔架，解决了刚度不足问题与共振问题，钢管混凝土塔架自振频率远大于主机叶轮频率；节省了钢材和基础混凝土方量；钢管混凝土塔架的底部的空间大，能够设置各类设备，有效提高了空间利用率。钢管混凝土内混凝土处于受压状态，解决了钢塔架疲劳问题，提高了牢固性和使用寿命。

Description

一种钢管混凝土塔架及其安装方法
技术领域
本发明属于陆上新型高塔架及既有钢塔架加固技术领域，具体涉及一种钢管混凝土塔架及其安装方法。
背景技术
在环境污染和温室气体排放日益严重的今天，风力发电作为全球公认可以有效减缓气候变化、提高能源安全、促进低碳经济增长的方案，得到各国政府、机构和企业等的高度关注。此外，由于风电技术相对成熟，且具有更高的成本效益和资源有效性，因此，风电也成为近年来世界上增长最快的能源之一。
我国国土幅员辽阔、地形复杂多变，在中东部地区，风速较低，风切变较大，为更好利用风能资源，风机塔架高度不断提高，传统钢塔架在高度超过一定高度后，塔架及机组整体的震动频率将与叶轮转动频率相近，产生共振，为提高刚度，需将塔筒直径增大，而在陆地上将遇到运输困难，因此在高塔架领域，目前存在混凝土混合塔架、格构式塔架以及分片式塔架等高塔架技术，钢管混凝土塔架技术目前实际应用较少，主要原因是钢管混凝土抗压性能发挥不充分，施工工艺复杂，经济成本较高，整体抗震性能不足。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种钢管混凝土塔架及其安装方法，通过用钢管混凝土塔架替代传统钢塔架，解决了刚度不足问题与共振问题，减少了钢材和基础混凝土的用量，并且钢管混凝土塔架内的混凝土处于受压状态，解决了钢塔架疲劳问题。
本发明通过以下技术方案来实现：
本发明公开了一种钢管混凝土塔架，包括连接装置、钢筋混凝土承台、钢管混凝土管件、独立基础、筒形底座和承台钢模；筒形底座固定在钢筋混凝土承台内，筒形底座上端与连接装置固定连接，若干钢管混凝土管件的一端通过铰接装置与筒形底座的侧壁连接并伸入钢筋混凝土承台内部，另一端与固定在地基上对应的独立基础固定连接；钢筋混凝土承台浇筑在承台钢模内，承台钢模与筒形底座固定连接；
使用时，连接装置与风机塔架固定连接。
优选地，连接装置为基础环或锚栓笼。
优选地，筒形底座上端连接有调平法兰，调平法兰与连接装置固定连接。
优选地，铰接装置为球形铰链。
优选地，独立基础为杯形基础。
优选地，承台钢模与筒形底座之间设有能够上下开启的活动底板。
优选地，钢筋混凝土承台为圆柱形，且筒形底座与钢筋混凝土承台同心。
本发明公开了上述钢管混凝土塔架的安装方法，包括以下步骤：步骤1：将筒形底座与承台钢模固定连接，将钢管混凝土管件通过铰接装置与筒形底座连接后进行整体吊装，调整钢管混凝土管件的位置，使每根钢管混凝土管件都插入独立基础的预定位置，进行二次灌浆；
步骤2：二次灌浆的强度满足要求后，将连接装置调平后与筒形底座上端固定连接；进行承台钢模内的钢筋绑扎，完毕后对钢管混凝土管件进行混凝土充填，使钢管混凝土管件内的混凝土反升至承台钢模内，进行钢筋混凝土承台浇筑，浇筑时将钢管混凝土管件的上端部分与钢筋混凝土承台浇筑为一体；
步骤3：当钢管混凝土管件内的混凝土和浇筑得到的钢筋混凝土承台的强度满足要求后，进行上部风机塔架的吊装，将风机塔架与连接装置固定连接。
优选地，在步骤1中调整钢管混凝土管件位置直至步骤3中钢管混凝土管件内的混凝土强度满足要求前，设置临时钢绞线拉绳对钢管混凝土管件进行固定。
优选地，钢管混凝土管件内的混凝土为自密实混凝土。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开的一种钢管混凝土塔架，钢管混凝土管件的一端与地面上的独立基础可靠连接，另一端与筒形底座通过铰接装置连接，便于在起吊与安装固定时调整钢管混凝土塔架的角度，且钢管混凝土管件伸出部分与钢筋混凝土承台连接，若干钢管混凝土管件与其上部的钢筋混凝土承台、下部的独立基础可靠的连接为一个整体，具有良好的稳定性。用钢管混凝土塔架替代传统钢塔架，解决了刚度不足问题与共振问题，钢管混凝土塔架自振频率远大于主机叶轮频率；节省钢材百分之10％，基础混凝土方量节省15％；钢管混凝土塔架的底部的空间大，能够设置变压器、变流器、电梯等设备，有效提高了空间利用率。钢管混凝土内混凝土处于受压状态，解决了钢塔架疲劳问题，提高了牢固性和使用寿命。
进一步地，连接装置采用基础环或锚栓笼，结构简单，工艺成熟，能够将风机塔架和筒形底座进行可靠连接。
进一步地，便于对筒形底座进行调平，提高筒形底座及上部所连接风机塔架的稳定性。
进一步地，铰接装置采用球形铰链，控制灵活、准确、扭转角度大，在钢管混凝土管件的起吊与安装过程中方便调整，安全可靠。
进一步地，承台钢模与筒形底座之间设有能够上下开启的活动底板，能够方便钢管混凝土管件在起吊与安装过程中调整位置，不会产生干涉。
进一步地，钢筋混凝土承台为圆柱形，便于浇筑成形；筒形底座与钢筋混凝土承台同心，使整体结构更加稳定牢靠。
本发明公开的上述钢管混凝土塔架的安装方法，钢管混凝土管件的一端通过二次灌浆与独立基础连接，且内部的混凝土反升后使钢管混凝土管件的另一端与整体浇筑式的钢筋混凝土承台浇筑为一体，具有很高的强度，施工过程简单，充分利用了钢管混凝土抗压性能好，预制化程度高的特点，节约了钢材和混凝土的使用量，减少了成本，提高了生产效率；寿命长，减少了维护费用，具有良好的应用前景，
进一步的，钢管混凝土管件安装过程中，临时钢绞线拉绳对其进行临时固定，提高了钢管混凝土管件的稳定性和工程作业的安全性。
进一步的，钢管混凝土管件内的混凝土采用自密实混凝土，流动性好，密实度高，能够获得很好均质性，并且不需要附加振动，提高施工效率。
附图说明
图1为本发明的整体结构正视示意图；
图2为本发明的现场组装、吊装示意图；
图3为本发明的钢管混凝土塔架与筒形底座的连接结构示意图。
图中：1-风电主机，2-风机塔架，3-连接装置，4-钢筋混凝土承台，5-钢筋混凝土塔架，6-独立基础，7-筒形底座，8-承台钢模，9-铰接装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述，其内容是对本发明的解释而不是限定：
如图1，本发明的钢管混凝土塔架，包括连接装置3、钢筋混凝土承台4、钢管混凝土管件5、独立基础6、筒形底座7和承台钢模8；筒形底座7固定在钢筋混凝土承台4内，钢筋混凝土承台4优选为圆柱形，且筒形底座7与钢筋混凝土承台4同心。筒形底座7上端与连接装置3固定连接，连接装置3可以采用基础环或锚栓笼。在本发明的一个较优的实施例中，筒形底座7上端连接有调平法兰，调平法兰再与连接装置3固定连接。
若干钢管混凝土管件5的一端通过铰接装置9与筒形底座7的侧壁连接并伸入钢筋混凝土承台4内部，铰接装置9优选球形铰链，钢管混凝土管件5的另一端与固定在地基上对应的独立基础6固定连接，独立基础6优选杯形基础；钢筋混凝土承台4浇筑在承台钢模8内，承台钢模8与筒形底座7固定连接，优选地，承台钢模8与筒形底座7之间钢管混凝土管件5的安装位置预留能够上下开启的活动底板，便于钢管混凝土管件在起吊与安装过程中调整位置。
上述述钢管混凝土塔架的安装方法，包括以下步骤：
步骤1：在安装场地首先将筒形底座7安装就位，并将筒形底座7与承台钢模8焊接为一个整体，将钢管混凝土管件5通过铰接装置9与筒形底座7安装就位后进行整体吊装，如图2；逐步将每根钢管混凝土管件5插入事先预留的杯型基础内，调平后对杯型基础与钢管混凝土管件5之间的孔隙进行二次灌浆，安装全过程需设置临时钢绞线拉索。
步骤2：杯型基础中二次灌浆的强度满足要求后，进行基础环或锚栓笼的安装，并通过调平螺栓进行调平，然后进行承台钢模8内钢筋的绑扎，完毕后对钢管混凝土管件5进行混凝土充填，使钢管混凝土管件5内的自密实混凝土反升至承台钢模8内，进行钢筋混凝土承台4浇筑，浇筑时将钢管混凝土管件5的上端部分与钢筋混凝土承台4浇筑为一体；
步骤3：当钢管混凝土管件5内的混凝土和浇筑得到的钢筋混凝土承台4的强度满足要求后，进行上部风机塔架2的吊装，将风机塔架2与连接装置3固定连接后，进行风电主机1的吊装及安装。
需要说明的是，以上所述仅为本发明实施方式之一，根据本发明所描述的系统所做的等效变化，均包括在本发明的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种钢管混凝土塔架，其特征在于，包括连接装置(3)、钢筋混凝土承台(4)、钢管混凝土管件(5)、独立基础(6)、筒形底座(7)和承台钢模(8)；筒形底座(7)固定在钢筋混凝土承台(4)内，筒形底座(7)上端与连接装置(3)固定连接，若干钢管混凝土管件(5)的一端通过铰接装置(9)与筒形底座(7)的侧壁连接并伸入钢筋混凝土承台(4)内部，另一端与固定在地基上对应的独立基础(6)固定连接；钢筋混凝土承台(4)浇筑在承台钢模(8)内，承台钢模(8)与筒形底座(7)固定连接；
使用时，连接装置(3)与风机塔架(2)固定连接。
2.根据权利要求1所述的钢管混凝土塔架，其特征在于，连接装置(3)为基础环或锚栓笼。
3.根据权利要求1所述的钢管混凝土塔架，其特征在于，筒形底座(7)上端连接有调平法兰，调平法兰与连接装置(3)固定连接。
4.根据权利要求1所述的钢管混凝土塔架，其特征在于，铰接装置(9)为球形铰链。
5.根据权利要求1所述的钢管混凝土塔架，其特征在于，独立基础(6)为杯形基础。
6.根据权利要求1所述的钢管混凝土塔架，其特征在于，承台钢模(8)与筒形底座(7)之间设有能够上下开启的活动底板。
7.根据权利要求1所述的钢管混凝土塔架，其特征在于，钢筋混凝土承台(4)为圆柱形，且筒形底座(7)与钢筋混凝土承台(4)同心。
8.根据权利要求1～7任意一项所述钢管混凝土塔架的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将筒形底座(7)与承台钢模(8)固定连接，将钢管混凝土管件(5)通过铰接装置(9)与筒形底座(7)连接后进行整体吊装，调整钢管混凝土管件(5)的位置，使每根钢管混凝土管件(5)都插入独立基础(6)的预定位置，进行二次灌浆；
步骤2：二次灌浆的强度满足要求后，将连接装置(3)调平后与筒形底座(7)上端固定连接；进行承台钢模(8)内的钢筋绑扎，完毕后对钢管混凝土管件(5)进行混凝土充填，使钢管混凝土管件(5)内的混凝土反升至承台钢模(8)内，进行钢筋混凝土承台(4)浇筑，浇筑时将钢管混凝土管件(5)的上端部分与钢筋混凝土承台(4)浇筑为一体；
步骤3：当钢管混凝土管件(5)内的混凝土和浇筑得到的钢筋混凝土承台(4)的强度满足要求后，进行上部风机塔架(2)的吊装，将风机塔架(2)与连接装置(3)固定连接。
9.根据权利要求8所述的钢管混凝土塔架的安装方法，其特征在于，在步骤1中调整钢管混凝土管件(5)位置直至步骤3中钢管混凝土管件(5)内的混凝土强度满足要求前，设置临时钢绞线拉绳对钢管混凝土管件(5)进行固定。
10.根据权利要求8所述的钢管混凝土塔架的安装方法，其特征在于，钢管混凝土管件(5)内的混凝土为自密实混凝土。
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