CN202324777U - 钢筋混凝土与钢管组合塔筒结构 - Google Patents

钢筋混凝土与钢管组合塔筒结构 Download PDF

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许庆贵
曲学直
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Northeast Electric Power Design Institute of China Power Engineering Consulting Group
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Abstract

一种钢筋混凝土与钢管组合塔筒结构,其特征在于:由钢内筒、钢筋混凝土外筒构成若干段塔筒单元,相邻塔筒单元通过连接件连接。本实用新型解决了钢管不耐腐蚀的缺点,而且增加了整体刚度,增加塔筒的设计使用年限,具有长久的经济效益;稳定性好;耐腐蚀性强;围护费用低;加工方便;节约钢材;与混凝土基础连接方便、安全、可靠;对道路宽度的要求低。

Description

钢筋混凝土与钢管组合塔筒结构
技术领域
本实用新型涉及风机塔筒,尤其是涉及一种预应力钢筋与钢管组合塔筒结构形式。
背景技术
目前,国内外已建的风力发电高塔主要采用钢锥塔筒形式,钢塔筒钢材用量大,一般单机容量为1500KW轮毂高度70m塔筒钢材用量在95t左右,单机容量为2000KW轮毂高度80m塔筒钢材用量在128t左右,单机容量为3000KW轮毂高度90m及以上塔筒钢材用量在212t左右,随着风机功率的提高,需要风力发电塔筒具有更大的塔身高度。现在国内一般采用钢锥塔筒,而钢锥塔筒的缺点有以下几点:
1)钢锥塔筒耐腐蚀性能差:钢锥塔筒一般设计使用年限为20年。20年以后需要进行技术鉴定是否能够继续使用或需要更换。尤其在海上风电方面,海水、大气对钢锥塔筒耐腐蚀尤其严重。对建设单位而言又需要投入一笔建设或围护资金,一般火力发电厂设计使用年限都为50年。
2)钢锥塔筒用钢量大:钢锥塔筒底部荷载轴向力小,弯矩大,塔筒直径设计得都比较大,以抵抗较大的弯矩。钢材用量多。
3)钢锥塔筒运输费用较高,一般在一个固定的塔筒生产基地加工,需要经过长途运输到达现场后才能安装。
4)对道路宽度要求大:风机吊装一般采用履带式起重机并配辅助吊,履带式起重机起重量根据轮毂高度一般采用400t、450t、500t。辅助吊一般采用100t汽车吊。履带式起重机要求施工道路宽度一般在9m以上,施工风机前要先修施工临时道路。满足履带式起重机通行的要求,风机吊装完毕后再将道路恢复到检修道路路面宽度。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种成本低、寿命长、吊装方便的钢筋混凝土与钢管组合塔筒结构。
为实现上述目的,本实用新型提供一种钢筋混凝土与钢管组合塔筒结构,其特征在于:由钢内筒、钢筋混凝土外筒构成若干段塔筒单元,相邻塔筒单元通过连接件连接。
本实用新型钢筋混凝土与钢管组合塔筒作为一种新的结构形式,具有如下积极效果:
1)钢筋混凝土与钢管组合塔筒的特点:塔筒内部为钢管外包钢筋混凝土,混凝土壁厚可在120mm左右,可以采用C60以上高强混凝土,混凝土轴心抗压强度设计值为27.5N/mm2。钢筋可选用HRB400,钢筋抗拉强度设计值为360N/mm2,根据需要也可以采用预应力钢筋,预应力钢筋的抗拉强度更高。钢管不仅可以作为钢筋混凝土的内模,而且钢管本身抗拉能力很强,在一定的构造条件两者能够共同工作,钢管壁厚可以减薄,一般在8~12mm左右,不仅能够解决混凝土抗拉强度低的弱势,解决了钢管不耐腐蚀的缺点,而且增加了整体刚度,增加塔筒的设计使用年限,具有长久的经济效益。
2)稳定性好:随着单机容量得增加,轮毂高度越来越高,机舱的重量也会越来越重,这就对塔筒的刚度有一定的要求,在风荷载的作用下,塔筒需要有一定稳定性。钢锥塔筒采用的钢板相对于混凝土而言较薄,要满足稳定要求,势必会采取增加钢板厚度和采用更大的塔筒直径。而钢筋混凝土与钢管组合塔筒的稳定性就很容易保证。
3)耐腐蚀性强:陆地百万风电场的建设基本上位于西部沙漠地区,风沙较大。海上风电场盐雾腐蚀对钢锥塔筒(包括塔筒、法兰、螺栓)影响也很严重,如果螺栓腐蚀强度降低,对整体结构的安全也会造成影响。混凝土本身具有很好的耐腐蚀性能,使用范围广,可以在内陆、沿海地区均可使用。
4)维护费用低:由于受外界环境的影响,钢锥塔筒的耐腐蚀性能较弱,一般设计使用年限为20年,20年后需要经过技术鉴定是否可用,并且需要经常围护。而钢筋混凝土塔筒在其使用年限内基本上是不需要维护的。
5)加工方便:由于钢锥塔筒的制作要求精度较高,必须要在生产车间进行加工,钢锥塔筒对连接焊缝也要求较严格。每节塔筒只允许出现一条纵向焊缝。混凝土与钢管组合塔筒可以工厂加工预制,也可以在现场施工,应用方便。
6)节约钢材:钢锥塔筒要满足刚度、强度、稳定性的要求,一般用钢梁较大。混凝土与钢管组合塔筒则能节省大量钢材。
7)与混凝土基础连接方便、安全、可靠:钢锥塔筒与基础的连接一般是通过基础环连接,基础施工前基础环要运到现场,基础绑扎钢筋前要将基础环安装牢固,并满足精度要求。钢锥塔筒与基础环的连接采用螺栓法兰连接。混凝土与钢管组合塔筒与基础的连接方式可以采用插入式连接的形式。两者整浇在一起,连接安全、可靠。
8)对道路宽度的影响:混凝土与钢管组合塔筒可以任意分割,不受焊缝的影响,可以用较小的起重机械吊装(如果采用预制),采用现浇结构可以取消吊装机械,这样可将道路路面宽度修成4.5m,不用施工临时道路,节省临时道路的投资费用约400~500万元,而且缩短了工程工期。
附图说明
附图是本实用新型结构示意图。
具体实施方式
参照附图,本实用新型采用预制结构,由钢内筒1、钢筋混凝土外筒2构成塔筒单元,根据轮毂高度、起吊方式、施工措施,将塔筒分为3段,每段塔都通过法兰连接件3逐一连接。
如采用钢筋混凝土现浇结构,可以采用滑模施工,不需要支模,采用预应力钢筋混凝土现浇结构,预应力采用后张法滑模施工。内筒做为施工及检修人员及材料的运输通道。

Claims (1)

1.一种钢筋混凝土与钢管组合塔筒结构,其特征在于:由钢内筒、钢筋混凝土外筒构成若干段塔筒单元,相邻塔筒单元通过连接件连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105672740A (zh) * 2015-12-25 2016-06-15 中铁建电气化局集团西安电气化制品有限公司 钢板复合式混凝土电杆

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Owner name: CHINA POWER ENGINEERING CONSULTING GROUP NORTHEAST

Free format text: FORMER NAME: NORTHEASTERN ELECTRIC POWER DESIGN INSTITUTE, CHINA POWER ENGINEERING CONSULTING GROUP CORPORATION

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Address before: 130021 Northeast Power Design Institute, No. 4368 Renmin Street, Jilin, Changchun

Patentee before: Northeastern Electric Power Design Institute, China Power Engineering Consulting Group Corporation

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