CN212535936U - 一种翼型海上混凝土塔架 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及海上风电塔架技术领域，具体涉及一种翼型海上混凝土塔架，包括多个混凝土标准节、多根预应力筋、多个锚具，多个混凝土标准节从下往上依次叠加起来，并通过多根预应力筋进行连接预紧，锚具连接在预应力筋的端部，用于将预应力筋固定在混凝土标准节上；混凝土标准节的截面为翼型。本实用新型利用混凝土材料制作截面为翼型的混凝土塔架，并配置预应力筋辅助混凝土受力，既可保障塔架结构的受力性能，又可达到塔架结构的质量要求；混凝土塔架的截面为翼型，可避免气流经过塔架时产生涡激振动，混凝土塔架刚度大，稳定性好；混凝土塔架耐腐蚀性好，不会额外增加工程防腐成本，使整个工程更加经济。

Description

一种翼型海上混凝土塔架

技术领域

本实用新型涉及海上风电塔架技术领域，具体涉及一种翼型海上混凝土塔架。

背景技术

为了最大限度地捕捉利用风能，风机单机容量越来越大，叶片和机舱重量也越来越重，导致塔架所承受的载荷越来越大，很多海上风电塔架的最大直径已超过7m，钢板厚度超过50mm。由于传统钢制塔架阻尼比较小，而塔架高度不断增高，当塔架超过一定高度后，往往导致塔顶在水平载荷作用下变形过大，塔架本身与顶部风机产生共振。为了弥补钢制塔架在刚度上的不足，还需要增加塔架直径以及增加钢板厚度来增加塔架结构刚度，这就给制造运输带来了很大的困难，也使得工程的建设成本大大增加。此外，海上风电塔架由于其周围环境盐度很高，所以钢制塔架容易受到腐蚀。

另外，由于风向的随机性，塔架圆周各个方向上均有可能出现极大载荷，为保证风机安全，塔架圆周方向上需要做到等强度，因此常规塔架都采用圆形截面。对于采用被动偏航的海上漂浮式风力发电机组，其载荷特性是一个方向载荷总是大于另一个方向载荷，此时仍采用传统圆形截面，塔架结构载荷小的方向会过于保守，导致整个塔架结构不经济。另外圆形截面置于流场中可能会产生涡激振动，涡激振动是指在一定条件下，风绕过圆形截面的塔架，形成漩涡，漩涡脱落激起塔架垂直于来风方向上的振动。当漩涡脱落频率与塔架固有频率重合时，塔架发生共振。该振动幅度大，会给塔架结构造成较大的疲劳损伤，降低塔架结构寿命，为了避免涡激振动发生，往往需要对塔架结构采取额外的防涡激振动措施，进一步增加建设成本，增加施工难度。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种翼型海上混凝土塔架，塔架采用混凝土材料制作，耐腐蚀性好，塔架中配置有预应力筋，能保障塔架结构的受力性能，塔架截面为翼型，能有效防止涡激振动发生。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种翼型海上混凝土塔架，包括多个混凝土标准节、多根预应力筋、多个锚具，多个混凝土标准节从下往上依次叠加起来，并通过多根预应力筋进行连接预紧，锚具连接在预应力筋的端部，用于将预应力筋固定在混凝土标准节上；混凝土标准节的截面为翼型。

进一步的，混凝土标准节的一端呈尖角状，另一端呈圆弧状。

进一步的，多个混凝土标准节通过干连接方式连接起来。

进一步的，底部的混凝土标准节上连接有基础，预应力筋的一端通过锚具固定在顶部的混凝土标准节上，预应力筋的另一端连接在基础上。

进一步的，预应力筋为体内预应力筋，混凝土标准节上设有多个预应力筋孔道，体内预应力筋穿过预应力筋孔道对多个混凝土标准节进行连接预紧。

进一步的，预应力筋为体外预应力筋，体外预应力筋设置在混凝土标准节的内壁上，体外预应力筋紧贴混凝土标准节的内壁对多个混凝土标准节进行连接预紧。

进一步的，基础为固定式基础或漂浮式基础。

总的说来，本实用新型具有如下优点：

1、本实用新型利用混凝土材料制作截面为翼型的混凝土塔架，可充分利用混凝土材料的可模性，通过配置预应力筋辅助混凝土受力，既可保障塔架结构的受力性能，又可达到塔架结构的质量要求，还能很好地控制工程成本，不会额外增加施工难度。

2、混凝土塔架的截面为翼型，可避免气流经过塔架时产生涡激振动，不需要采取额外的防涡激振动措施；混凝土塔架刚度大，稳定性好，不会跟上部结构产生共振。

3、混凝土塔架耐腐蚀性好，防腐措施相对简单，只需适当增加保护层厚度即可，不会额外增加工程防腐成本，并且混凝土价格相对便宜，使整个工程更加经济。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的透视图。

图2是本实用新型实施例一的结构示意图。

图3是本实用新型实施例一混凝土标准节的连接结构示意图。

图4是本实用新型实施例一混凝土标准节的截面示意图。

其中，1为混凝土标准节,2为预应力筋，3为锚具，4为预应力筋孔道。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式来对本实用新型做进一步详细的说明。

实施例一

如图1至图4所示，一种翼型海上混凝土塔架，包括多个混凝土标准节、多根预应力筋、多个锚具；多个混凝土标准节从下往上依次叠加起来，通过干连接方式连接起来，并通过多根预应力筋进行连接预紧；锚具连接在预应力筋的端部，用于将预应力筋固定在混凝土标准节上；混凝土标准节的截面为翼型，这里所说的翼型，是指截面的一端呈尖角状，截面的另一端呈圆形，混凝土标准节的一端呈尖角状，另一端呈圆弧状，呈尖角状的一端为尾部，呈圆弧状的一端为头部，即混凝土标准节呈圆头尖尾状。底部的混凝土标准节上连接有基础，即位于塔架最底部的混凝土标准节上连接有基础，基础为固定式基础或漂浮式基础。预应力筋的一端通过锚具固定在顶部的混凝土标准节上，预应力筋的另一端连接在基础上。在本实施例中，预应力筋为体内预应力筋，混凝土标准节上设有多个预应力筋孔道，混凝土标准节的截面上预留有预应力筋孔道，即预应力筋孔道分布在混凝土标准节的截面上，体内预应力筋穿过预应力筋孔道对多个混凝土标准节进行连接预紧。

混凝土标准节由工厂预制，混凝土标准节的接触面打磨处理，混凝土标准节的长度可根据混凝土标准节重量和运输条件确定，满足场内吊装转运条件同时又不增加额外运输成本，混凝土标准节为同一截面形状，既可节省模具又能降低施工难度；混凝土标准节之间无须灌浆，采用干连接方式进行连接，即一个混凝土标准节直接叠加在另一个混凝土标准节的截面上，可大大提高安装效率。锚具和预应力筋可直接从市场采购标准件，按照标准进行安装预紧。

在使用本实用新型时，先将混凝土标准节一节一节从下往上吊装，待所有的混凝土标准节吊装完毕后，将体内预应力筋穿过预应力筋孔道对多个混凝土标准节进行连接预紧，体内预应力筋的一端位于顶部的混凝土标准节上，体内预应力筋的另一端穿过预应力筋孔道连接在基础上，然后张拉位于顶部混凝土标准节上的体内预应力筋至设计值，再用锚具将体内预应力筋固定在混凝土标准节上，由于体内预应力筋的张力，使得所有混凝土标准节在体内预应力筋压力作用下紧密连接在一起形成一个整体，共同承载外界的载荷。

在使用时，混凝土标准节的圆头布置在主导风向的上风向，气流经过圆头贴着左右两侧壁在尖尾处平滑地汇合，向后方流去，可避免产生涡激振动。当混凝土塔架和风向存在一定夹角时，混凝土塔架左右两侧壁会存在不平衡的气动力，这种气动力会产生一个扭矩使混凝土塔架转动至左右两侧壁受力趋于平衡，能为风机偏航提供动力，同时翼型截面能有效避免塔架涡激振动。在使用时，翼型截面的长轴方向处于结构载荷大的方向，翼型截面的短轴方向处于结构载荷小的方向，既能保证风机安全，又能最大限度地发挥材料性能，提升经济性。混凝土标准节的截面为翼型，便于混凝土标准节通过，避免混凝土标准节因截面过大造成的运输问题。

实施例二

本实施例中未提及的部分与实施例一一致，在本实施例中，预应力筋为体外预应力筋，混凝土标准节上不设有预应力筋孔道，体外预应力筋设置在混凝土标准节的内壁上，体外预应力筋紧贴混凝土标准节的内壁对多个混凝土标准节进行连接预紧。

在使用本实用新型时，先将混凝土标准节一节一节从下往上吊装，待所有的混凝土标准节吊装完毕后，将体外预应力筋设置在混凝土标准节的内壁上，体外预应力筋紧贴混凝土标准节的内壁对多个混凝土标准节进行连接预紧，体外预应力筋的一端位于顶部的混凝土标准节上，体外预应力筋的另一端直接连接在基础上，然后张拉位于顶部混凝土标准节上的体外预应力筋至设计值，再用锚具将体外预应力筋固定在混凝土标准节上，由于体外预应力筋的张力，使得所有混凝土标准节在体外预应力筋压力作用下紧密连接在一起形成一个整体，共同承载外界的载荷。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种翼型海上混凝土塔架，其特征在于：包括多个混凝土标准节、多根预应力筋、多个锚具，多个混凝土标准节从下往上依次叠加起来，并通过多根预应力筋进行连接预紧，锚具连接在预应力筋的端部，用于将预应力筋固定在混凝土标准节上；混凝土标准节的截面为翼型。

2.根据权利要求1所述的一种翼型海上混凝土塔架，其特征在于：混凝土标准节的一端呈尖角状，另一端呈圆弧状。

3.根据权利要求1所述的一种翼型海上混凝土塔架，其特征在于：多个混凝土标准节通过干连接方式连接起来。

4.根据权利要求1所述的一种翼型海上混凝土塔架，其特征在于：底部的混凝土标准节上连接有基础，预应力筋的一端通过锚具固定在顶部的混凝土标准节上，预应力筋的另一端连接在基础上。

5.根据权利要求1所述的一种翼型海上混凝土塔架，其特征在于：预应力筋为体内预应力筋，混凝土标准节上设有多个预应力筋孔道，体内预应力筋穿过预应力筋孔道对多个混凝土标准节进行连接预紧。

6.根据权利要求1所述的一种翼型海上混凝土塔架，其特征在于：预应力筋为体外预应力筋，体外预应力筋设置在混凝土标准节的内壁上，体外预应力筋紧贴混凝土标准节的内壁对多个混凝土标准节进行连接预紧。

7.根据权利要求4所述的一种翼型海上混凝土塔架，其特征在于：基础为固定式基础或漂浮式基础。

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