CN211924386U - 一种用于混凝土风机塔筒的连接转换组合结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于混凝土风机塔筒的连接转换组合结构，其包括位于混凝土风机塔筒和钢塔筒之间的连接转换组合结构，所述连接转换组合结构含呈筒状的外侧板和复数个隔板构件，所述外侧板顶部设置有连接法兰，所述连接法兰与所述钢塔筒的底法兰固定连接；所述隔板构件包含内侧板和纵向隔板，二者长边相连且成角设置，所述纵向隔板的另一长边与外侧板内壁固定连接；内侧板另一长边与相邻隔板构件连接，相邻的隔板构件与所述外侧板内壁围成上下贯穿的腔体，所述腔体内设有锚固装置且浇筑有混凝土，本实用新型有效解决的了混凝土结构到钢制结构刚度变化不平滑的问题，具有良好的整体性，保证连接部位不发生相对转角位移，连接节点受力明确。

Description

一种用于混凝土风机塔筒的连接转换组合结构

技术领域

本实用新型涉及风机塔架技术领域，尤其指一种用于混凝土风机塔筒的连接转换组合结构。

背景技术

在低风速、高切变指数地区风力发电场项目建设中，为了提高发电利用小时数，多采用高塔筒发电技术。钢结构塔筒高度增加造成其结构本身的抗弯刚度变小，自振频率减小、周期变长，风机运行时极易造成结构共振，影响设备安全运行。为了解决这一问题，许多风机厂商推出混凝土塔筒或混凝土钢混合塔筒方案，以提高塔筒刚度、控制造价。

同时，考虑到受力、位移、裂缝等因素，混凝土风机塔筒方案和混凝土钢混合塔筒方案的混凝土部分大多采用预应力技术。即混凝土钢混合塔筒方案下部为预应力混凝土塔筒，到上部转换为钢塔筒；混凝土风机塔筒方案也需要在顶部连接一段钢塔筒过渡后再安装上部机舱部分。

目前混凝土塔筒与钢塔筒的常用连接方式有预应力锚具直连式，即在混凝土塔筒顶面灌浆摸平或塔筒顶面灌浆后覆盖一钢板调平后，安装钢制塔筒，通过预应力锚具直接将钢制塔筒和混凝土塔筒连接在一起。发展至今，常用的安装方式有如图1、图2所示两种。请先参阅图1，采用预应力钢绞线30张拉直接将钢塔筒20锚固在混凝土10顶面，构造简单，但风力发电机组在运行时动荷载直接作用在预应力锚具40上，钢塔筒底部法兰50反复撬动锚具40，且节点位置受力复杂，增加了锚具滑移失效风险，影响风机安全运行。再请参阅图2，通过混凝土塔筒100壁外挑牛腿和高强预应力锚栓的方式固定上部钢结构，钢塔筒200底部和混凝土塔筒100顶面接触受力简单明确，但混凝土牛腿受力、配筋比较复杂，安装施工周期长，后期运维不便。

因此，对于混合塔架设计，下段混凝土塔筒段和上段钢塔筒段的连接设计是关键之一，第一要保证两种材料截面刚度平稳过渡，连接可靠；第二要保证连接部位不发生相对转角位移，连接节点受力明确；第三要结构简单合理，刚度大，浇筑环节施工速度快，高空吊装便捷，后期维护方便等。因此，寻找一种结构合理、连接可靠、吊装便捷的转换段连接装置对风电机组混合塔架的设计具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型所解决的主要技术问题即在于提供一种用于混凝土风机塔筒的连接转换组合结构。

本实用新型所采用的技术手段如下所述。

本实用新型所述的一种用于混凝土风机塔筒的连接转换组合结构，其连接转换组合结构位于混凝土风机塔筒和钢塔筒之间，所述连接转换组合结构含呈筒状的外侧板和复数个隔板构件。

其中，所述外侧板顶部设置有连接法兰，所述连接法兰与所述钢塔筒的底法兰固定连接。

所述隔板构件包含内侧板和纵向隔板，二者长边相连且成角设置，所述纵向隔板的另一长边与外侧板内壁固定连接；内侧板另一长边与相邻隔板构件连接，相邻的隔板构件与所述外侧板内壁围成上下贯穿的腔体，所述腔体内设有锚固装置且浇筑有混凝土。

依据上述技术特征，所述腔体数量与混凝土风机塔筒内的锚固装置数量对应。

依据上述技术特征，所述腔体顶部纵向设置有2个竖向分压板。

依据上述技术特征，所述竖向分压板的两侧边分别连接于外侧板、内侧板，所述锚固装置位于所述腔体内的2个竖向分压板之间。

依据上述技术特征，所述纵向隔板上开设有复数通孔，所述通孔为圆形或椭圆形孔。

依据上述技术特征，所述纵向隔板上端为楔形结构。

依据上述技术特征，所述混凝土水平面与所述内侧板端面齐平或低于内侧板端部。

依据上述技术特征，所述连接转换组合结构呈中空圆台状或者圆柱状。

本实用新型所产生的有益效果：转换连接结构和主体结构应具有良好的整体性，保证连接部位不发生相对转角位移，连接节点受力明确。该塔筒连接转换组合结构利用外侧板和复数个隔板构件（即由内侧板和纵向隔板形成的隔板钢结构）形成稳定的环形塔筒结构，内部浇筑混凝土后形成钢混凝土整体组合结构，在预应力作用下充分发挥钢结构抗拉、混凝土结构抗压的材料性能，结构简单、刚度大。组合结构向下与混凝土塔筒结构融为一体，向上与钢塔筒结构可靠连接，简便快捷，提高上部设备吊装安装速度，后期运行维护方便。

附图说明

图1为现有混合塔筒过渡转换装置实施例一。

图2为现有混合塔筒过渡转换装置实施例二。

图3为连接转换组合结构与上部、下部塔筒连接示意图。

图4为连接转换组合结构节点图。

图5为图4中A-A截面剖面图。

图6为图4中B-B截面剖面图。

图7为内侧板及纵向隔板构件图。

图8为连接转换组合结构水平截面图。

具体实施方式

请参阅图3连接转换组合结构与上部、下部塔筒连接示意图和图8的连接转换组合结构水平截面图。本实用新型所述的连接转换组合结构3用于连接混凝土风机塔筒1和钢塔筒2，其上、下端外径分别与钢塔筒2底部和混凝土风机塔筒1顶部相匹配，所述连接转换组合结构3一般设计呈中空圆台状或者圆柱状，其主要包含外侧板，所述外侧板上端设有连接法兰，用于连接钢塔筒2；还包含环设在外侧板内壁的多个腔体结构，优选的该腔体数量与混凝土风机塔筒1顶部的锚固装置数量相对应。使用时，混凝土风机塔筒安装完毕后吊装该连接转换组合结构，并在连接转换组合结构的腔室内浇筑混凝土使之与混凝土风机塔筒紧固连接，之后通过连接法兰302与钢塔筒2的底部法兰固定连接。本实用新型关键在于连接转换组合结构3的腔体内部浇筑混凝土后连接转换组合结构形成钢混凝土整体组合结构，在预应力作用下充分发挥钢结构抗拉且连接可靠，同时借由自身的结构特性，充分利用材料的性能，无需配钢筋，减少材料用量，提高经济性。

本实用新型的优选结构和实施例详情，还请一并参阅图4-图6。本实用新型所述的连接转换组合结构3主要包含有外侧板301和环设在所述外侧板301内壁上的复数个腔体310。其中，所述外侧板301顶部设置有连接法兰302，所述连接法兰302与钢塔筒2的底法兰固定连接；所述腔体310由复数个隔板构件和外侧板301内壁围设形成，所述隔板构件纵向延伸至外侧板301底部。

在本实施例中，为减少焊缝数量，优选的将钢板整体加工成L型。即所述隔板构件包含内侧板303和纵向隔板304，二者长边相连且成角设置，所述纵向隔板304的另一长边与外侧板301内壁固定连接（可以为焊接方式）；内侧板303另一长边与相邻隔板构件连接，相邻的隔板构件与所述外侧板301内壁围成上下贯穿的腔体310，所述腔体310内设有锚固装置且浇筑有混凝土311。优选的，所述内侧板303曲率半径与外侧板301相同，优选的所述腔体310数量与混凝土风机塔筒1内的锚固装置数量对应。使用时，将连接转换组合结构3吊装在混凝土风机塔筒顶部，且所述腔体310与混凝土风机塔筒顶部的锚固装置一一对应，然后自腔体上部进行混凝土浇筑或灌浆，使得混凝土风机塔筒1和连接转换组合结构3形成钢混凝土整体组合结构，达到稳固连接的效果；而所述连接转换组合结构3的顶部连接法兰302通过螺栓与钢塔筒2的底部法兰固定连接。

请再次参阅图4，在本实用新型的一较佳实施例中，为了使连接转换组合结构和主体结构具有良好的整体性，并增加连接转换组合结构的稳固性能，可以在每一所述腔体310顶部纵向设置有2个竖向分压板305，所述竖向分压板305的竖直长度远小于所述隔板构件的长度，同时所述竖向分压板305的两侧边分别连接于外侧板301、内侧板303，优选的所述锚固装置位于所述腔体310内的2个竖向分压板305之间。所述锚固装置主要包含有预埋波纹管306、承压板307、预应力锚具308和预应力钢绞线309。进一步的，2个竖向分压板305之间的距离不小于所述预埋波纹管306外径。安装时，先将预埋波纹管306置于腔体310内，承压板307安设在2个竖向分压板305顶部，再依次将预应力锚具308和预应力钢绞线309穿设于预埋波纹管306内。上述安装方式及顺序可依据具体实施方式改变，之后在预埋波纹管306、竖向分压板305和腔体310之间形成的空腔中注入混凝土311。请一并参阅7，更进一步的，每一所述纵向隔板304上还开设有复数通孔3041，所述通孔3041为圆形、椭圆形孔或其他形状符合要求的通孔。在本实用新型的优选实施例中，因为竖向分压板305的竖直长度远小于所述隔板构件的长度，且借由通孔3041的结构，使得混凝土311能在每一纵向隔板304之间自由流动，进而完整填充在各个腔体内，既能使组合结构的混凝土快速形成整体，又能避免气泡的产生，最终使得连接转换组合结构可靠的锚固于混凝土风机塔筒顶部，在预应力作用下充分发挥钢结构抗拉、混凝土结构抗压的材料性能。

优选的，所述纵向隔板304的顶部做成楔形与外侧板301焊接，使外侧板刚度逐渐变化，避免应力集中。腔体内混凝土水平面与所述内侧板端面齐平或略低于内侧板端部。

优选的，请参阅图8为连接转换组合结构水平截面图，所述复数个腔体310内浇筑混凝土311优选为采用不收缩混凝土，保证组合结构混凝土与钢结构环形外侧板紧密结合。

本实用新型在实际使用时，还需要注意外侧板301钢板的厚度、强度、冷脆等材料性能要符合风机厂家对钢塔筒结构设计要求；连接法兰302要与上部钢塔筒2的底部法兰对应。连接转换组合结构3吊装就位时要调整连接法兰302的水平度，使之满足风机机组技术要求。连接转换组合结构的各个部件参数的设计可视混凝土风机塔筒的形状、设计特点和实际情况加以灵活应用。

如图3和图6所示，本实用新型一般呈中空圆台状或者圆柱状，外侧板与复数个隔板构件围成空腔结构即腔体310，所述腔体310内浇筑混凝土与下部混凝土风机塔筒1形成整体结构，上部与钢塔筒2通过螺栓可靠连接，在预应力钢绞线307作用下形成一座完整的塔筒结构，相较于现有技术，本实用新型具有以下优点。

1、连接转换组合结构既可在工厂预制后用于装配式混凝土塔筒，也可在工厂完成钢结构焊接后运输至现场，吊装就位后现场进行混凝土浇筑，安装灵活简便。

2、由外侧板、内侧板、纵向隔板共同组成的稳定的钢结构环形筒体空间结构，在预应力作用下充分发挥钢结构抗拉、混凝土结构抗压的材料性能，结构简单、刚度大。

3、连接转换组合结构内的混凝土与下部混凝土风机塔筒得混凝土浇筑或灌浆成为整体结构，上部与钢塔筒通过螺栓可靠连接，在预应力钢绞线作用下形成一座完整的塔筒结构，具有良好的整体性，简便快捷，提高上部设备吊装安装速度，后期运行维护方便。

4、钢塔筒通过高强螺栓与连接法兰连接，吊装简便快捷。

5、本转换连接组合结构刚度大，与钢塔筒之间无相对转角位移、连接可靠，连接节点受力明确。

6、预应力钢筋和锚具位于塔筒内部，可设置平台，便于保护、保养、维修。

7、浇筑混凝土时不用支模板、不用配钢筋，减少材料用量，可充分利用材料的性能，提高经济性，浇筑环节施工速度快，混凝土达到设计强度后环形钢筒与混凝土协同受力。

Claims (8)

1.一种用于混凝土风机塔筒的连接转换组合结构，其特征在于，连接转换组合结构（3）位于混凝土风机塔筒（1）和钢塔筒（2）之间，所述连接转换组合结构（3）包含呈筒状的外侧板（301）和复数个隔板构件；

所述外侧板（301）顶部设置有连接法兰（302），所述连接法兰（302）与所述钢塔筒（2）的底法兰固定连接；

所述隔板构件包含内侧板（303）和纵向隔板（304），二者长边相连且成角设置，所述纵向隔板（304）的另一长边与外侧板（301）内壁固定连接；内侧板（303）另一长边与相邻隔板构件连接，相邻的隔板构件与所述外侧板（301）内壁围成上下贯穿的腔体（310），所述腔体（310）内设有锚固装置且浇筑有混凝土（311）。

2.如权利要求1所述的一种用于混凝土风机塔筒的连接转换组合结构，其特征在于，所述腔体（310）数量与混凝土风机塔筒（1）内的锚固装置数量对应。

3.如权利要求1所述的一种用于混凝土风机塔筒的连接转换组合结构，其特征在于，所述腔体（310）顶部纵向设置有2个竖向分压板（305）。

4.如权利要求3所述的一种用于混凝土风机塔筒的连接转换组合结构，其特征在于，所述竖向分压板（305）的两侧边分别连接于外侧板（301）、内侧板（303），所述锚固装置位于所述腔体（310）内的2个竖向分压板之间。

5.如权利要求1所述的一种用于混凝土风机塔筒的连接转换组合结构，其特征在于，所述纵向隔板（304）上开设有复数通孔（3041），所述通孔（3041）为圆形或椭圆形孔。

6.如权利要求1所述的一种用于混凝土风机塔筒的连接转换组合结构，其特征在于，所述纵向隔板（304）上端为楔形结构。

7.如权利要求1-6任一所述的一种用于混凝土风机塔筒的连接转换组合结构，其特征在于，所述混凝土（311）水平面与所述内侧板（303）端面齐平或低于内侧板（303）端部。

8.如权利要求1所述的一种用于混凝土风机塔筒的连接转换组合结构，其特征在于，所述连接转换组合结构（3）呈中空圆台状或者圆柱状。

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