CN213392499U - 一种免灌浆干式预应力螺栓拼接分片预制装配式混塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种免灌浆干式预应力螺栓拼接分片预制装配式混塔，包括顶部钢塔筒、反向自平衡过渡段钢混过渡段、免灌浆干式快速拼接分片预制装配式混凝土塔筒和齿轮加强型风机基础；所述钢塔筒、钢混过渡段、混凝土塔筒和中空风机基础由上至下通过预应力钢绞线系统进行整体连接以提高塔架整体抗弯能力；所述预应力钢绞线上端锚固于钢混过渡段，下端锚固于风机基础牛腿底面；混凝土塔筒由若干圆台形预制混凝土塔筒分段竖向免灌浆干式拼接而成，竖向拼接通过定位销精准定位安装位置，预制混凝土塔筒分段由若干片圆弧形预制混凝土管片环向免灌浆干式拼接而成，各管片之间通过预应力螺栓拼接成整体后上下错缝安装以增强抗剪性能。

Description

一种免灌浆干式预应力螺栓拼接分片预制装配式混塔

技术领域

本实用新型属于陆上风力发电技术领域，具体涉及一种上部是常规钢制塔筒、下部是一种免灌浆干式预应力螺栓拼接分片预制装配式混凝土塔筒。

背景技术

补贴逐步退坡实现平价上网是风电行业发展的必然趋势，如何降低度电成本提升发电量是摆在风电从业者面前的一个现实问题，行业内提升发电量的手段通常有增加机组容量、增大叶轮直径和增高轮毂高度三种，且三种技术手段通常会组合使用以达到发电量的最大化提升。未来陆上风电市场将逐步由传统风资源丰富地区向低风速区发展，风电机组向大单机容量与大叶轮直径发展，目前国内140m轮毂高度的塔架已经进入规模化的商业应用阶段，未来还将向更高的轮毂高度发展。

目前高塔筒市场绝大多数采用钢制圆锥形塔筒，但随着塔筒轮毂高度的增加，其整体刚度下降会诱发风电机组的不良振动特性，且存在频率穿越以及涡激振动的问题，对机组的控制策略要求极高，从而限制高塔筒风电机组的发展。由于混凝土具有刚度大和可塑性强的特点，抬高轮毂高度的第二条技术路线是引入混凝土介质，下部采用混凝土塔筒，上部采用常规钢制塔筒，可综合利用混凝土塔筒的刚度优势和钢塔筒的快速施工优势，权衡塔筒的安全性、成本和施工周期。目前国内现有的钢混组合式塔筒(以下简称“混塔”)分片之间均通过预制时在拼接面设置外露钢筋、现场通过插筋灌浆的方式(也即“湿连接”)进行拼接，需要待灌浆料达到设计强度后才能进行整环吊装，施工效率低下，难以满足大规模的推广应用。此外，现有混塔方案存在以下几个方面的问题：(1)移动预制工厂粗放型预制养护质量难以保证，(2)整环或C片预制运输受限、大部件运输成本昂贵，(3)预制构件平整度差、调平工序繁琐，灌浆连接养护时间长导致的工期不可控。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述存在的问题，提供一种工厂化集约式预制生产、远距离辐射运输、免灌浆干式即拼即吊快速施工安装、全结构一体化设计和批量流程化建造、结构精致、承载能力强的分片预制装配式混塔。为此，本实用新型采用以下技术方案：

一种免灌浆干式预应力螺栓拼接分片预制装配式混塔，包括顶部钢塔筒、钢混过渡段、混凝土塔筒、底部中空风机基础和预应力钢绞线系统，所述钢塔筒、钢混过渡段、混凝土塔筒和中空风机基础由上至下通过预应力钢绞线系统进行整体连接以提高塔架整体抗弯能力，预制混凝土塔筒分段由若干片圆弧形预制混凝土管片环向拼接而成；其特征在于：

所述预应力钢绞线通过上端锚固于钢混过渡段的向中心悬挑出的锚固法兰板，下端锚固于风机基础牛腿底面，而使预应力钢绞线不经过混凝土塔筒内部；

所述混塔通过采用体外预应力钢绞线，圆弧形预制混凝土管片内部不设置钢绞线穿管，竖向和水平向端面不设置连接钢筋，而为四面光面的实心管片，使管片上端面的平整度不大于2mm，管片竖向端面的平整度差不大于2mm，实现免灌浆干式拼接的高精度要求及对下述结构胶厚度的有效控制；

所述圆弧形预制混凝土管片之间环向不设置钢筋连接，而通过免灌浆干式拼接而成，并用水平环向布置的预应力弯螺栓连接；

所述混凝土塔筒分段之间采用速凝结构胶进行免灌浆拼接，所述结构胶的最大厚度处不超过3mm；

所述管片的竖向端面之间采用薄的结构胶进行免灌浆拼接，结构胶的最大厚度处不超过3mm；

所述混凝土塔筒分段间用定位销定位，精准定位上下分段错缝安装以增强抗剪性能，在上方混凝土塔筒分段的所有竖缝位置与其下方混凝土塔筒分段的上端面间设置控厚垫片；

所述结构胶抗压、抗拉性能高于管片本体的混凝土强度，结构胶凝结固化时间短，具有快速凝结固化达到吊装强度的优点，满足即拼即吊的快速施工要求，且结构胶具备隔水和和抗老化性能；

风机基础顶面与底段混凝土塔筒接触区域设置一圈凹槽，凹槽底部放置钢筋网，顶部放置钢格栅，钢格栅下部设置调平螺栓并在凹槽内浇筑C80高强灌浆料以收面至平整度2mm以内，形成调平式加强结构；作为优选方案，凹槽宽度可设置为底段管片壁厚的2倍，底段管片置于凹槽中间位置，实现该接触区域集中应力的合理扩散；

所述圆弧形预制混凝土管片左右两侧面和上下两端面内外侧均设置倒角，为拼接过程中挤压出管片断面的少量挤胶提供附着区，另一方面便于脱模过程中对管片尖角的保护。

进一步地，管片的尺寸切分需满足正常道路运输要求，装车后的高度通常控制在4.5m以下，宽度控制在3m以下，以满足正常过涵洞、高速收费站等限高限宽路段的要求，可实现远距离辐射运输。

进一步地，非涉水机位底段混凝土塔筒开设门洞，涉水机位可根据防洪标高将门洞段抬高，方便人员进出及设备搬运，门洞处的混凝土管片通过设置加强梁柱或加强预埋钢板实现强度与刚度的双向弥补。

进一步地，所述风机基础采用齿轮加强型中空风机基础，所述中空风机基础的中墩向内凹陷形成容纳空腔，所述容纳空腔的底部向外突出形成环向布置的多个凹腔结构，相应地相邻两个所述凹腔结构之间的中墩形成向内突出的齿轮状加强墩；每个所述凹腔结构顶部的中墩部位作为所述牛腿，所述凹腔结构的顶面与所述中空风机基础的顶面之间预设有钢绞线穿管，供钢绞线穿过。所述中空风机基础中墩内空，承台和底板既可以是圆盘式，也可以是多边形筏板式。

进一步地，所述凹腔结构的大小仅适配钢绞线预应力施工操作空间，相邻两个所述凹腔结构之间设置加强墩，在风机基础中形成齿轮状加强墩以增强基础中墩与承台、底板的连接强度，所述风机基础取消长悬臂中墩结构，可大幅缩减中空基础拆模时间及此后工序等待时间。

进一步地，中空风机基础内部预埋钢绞线穿管和下锚垫板，在下锚垫板位置通常设有螺旋筋以增强锚固端混凝土结构的局部承压能力。

进一步地，所述钢混过渡段包括上法兰板、所述锚固法兰板、下法兰板、法兰筒节、加劲板、上锚垫板，其中上法兰板、锚固法兰板和下法兰板均为圆环形钢板，三者均与法兰筒节焊接连接，上法兰板与钢塔筒底法兰通过高强螺栓组件连接，锚固法兰板设有与预应力钢绞线数量对应的钢绞线穿孔。

进一步地，加劲板立置于锚固法兰板和下法兰板之间并成对环向均匀布置在钢绞线穿孔的两侧，加劲板上部与锚固法兰板焊接，外侧与法兰筒节内壁焊接，下部与下法兰板焊接；加劲板上端与锚固法兰板和法兰筒节内壁的连接处设置弧形开孔使局部应力平滑过渡，优化应力传递路径；加劲板为梯形钢板，上端与锚固法兰板内侧齐平，下端与下法兰板内侧齐平。

进一步地，锚固法兰板悬挑出混凝土塔筒内立面，钢绞线的上锚固端向塔筒中心侧偏移，避免预应力钢绞线与混凝土塔筒内壁发生干涉问题，在不干涉的前提下尽可能紧贴塔筒内壁布置钢绞线以增加钢绞线的根开。锚固法兰顶面放置与预应力钢绞线数量对应的锚垫板，锚垫板底面为平面，顶面为斜面，斜面坡度与钢绞线正交。

进一步地，下法兰板设置过渡段定位销穿孔，以保证过渡段的精准安装。

进一步地，钢混过渡段所有焊缝需经打磨处理以消除残余应力。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型提出的一种免灌浆干式预应力螺栓拼接分片预制装配式混塔，可提供一种工厂化集约式预制生产、远距离辐射运输、免灌浆干式即拼即吊快速施工安装、全结构一体化设计和批量流程化建造的分片预制装配式混塔，不仅结构精致而且承载能力强。

(2)混凝土管片合理切分，满足正常的道路运输要求，可实现产业链的辐射推广，摒弃现有混塔方案采用移动预制工厂粗放型生产模式导致的环保、征地、预制精度低、养护质量和预制延续性差的弊端，同时具有向海外推广应用的方案性优势。

(3)采用工厂化高精度预制模式，提出管片2mm预制平整度、3mm吊装平整度的控制标准及相应的预制构件，可实现免灌浆干式快速拼接的高精度要求，实现即拼即吊的无间隙施工目标，显著缩减施工周期，而且能够保证结构胶具有合理厚度，保证拼缝的精巧，有效提高拼缝处的结构强度。

(4)采用锥筒式体型，方案灵活性强，混凝土段与钢段高度可灵活组合，在保持塔筒锥度不变的前提下，通过增减顶部或底部少部分的混凝土塔筒段，保留中间大部分筒节不变，实现对不同单机容量、轮毂高度、风机荷载的塔架适配性，该理念可保证模具的通用性，降本增效。

(5)本实用新型提出的齿轮加强型中空风机基础可有效地对传统混塔中空式基础应力集中区域进行针对性加强，进而优化风机基础整体尺寸和工程量，与传统中空式风机基础相比取消了中墩处的悬臂结构，可大幅缩减基础拆模时间，进而缩短后续工序等待时间。

(6)本实用新型提出的钢混过渡段利用反向自平衡原理，通过在锚固法兰板和下法兰板之间设置加劲板，可不增加法兰板厚度，仅通过增高或增厚加劲板的方式即可增加整体连接法兰的刚度，与传统L型厚法兰相比可大幅缩减材料和机加工成本，同时可避免传统L型法兰连接螺栓长度短、抗疲劳性能差、预应力损失严重等弊端。

(7)本实用新型提出的齿轮加强型风机基础、免灌浆干式快速拼接分片预制装配式混凝土塔筒和反向自平衡钢混过渡段涵盖了混塔由下至上一体化设计的全结构支撑，可实现风电机组大型化、高空化的发展要求，能有效利用低风速区的风资源。

附图说明

图1是本实用新型实施例中一种免灌浆干式预应力螺栓拼接分片预制装配式混塔的塔架整体立面图。

图2是本实用新型实施例中4个四分之一管片环向免灌浆拼接及竖向错缝安装示意图。

图3-1及图3-2分别是本实用新型实施例中管片竖缝拼接的预应力弯螺栓孔道示意图(即图2中的D部位放大图)和螺母安装槽示意图。

图4-1是本实用新型实施例中上下段安装定位销位置装配局部详图，即图2中的E部位放大图。

图4-2是本实用新型实施例中垫片的配置示意图，即图2中的H部位放大图。

图5-1和图5-2分别是本实用新型实施例中非涉水机位底部门洞段混凝土塔筒加设门洞加强梁柱的示意图和局部示意图。

图6-1、6-2、6-3分别是本实用新型实施例中涉水机位门洞段示意图、加设加强预埋钢板的示意图和局部放大图。

图7是本实用新型实施例中管片顶部吊钉和定位销预埋件布置位置示意图。

图8-1、8-2、8-3、8-4、8-5分别是本实用新型实施例中管片预埋件的示意图。图8-6是图8-3、8-4的A-A剖视图。

图9是本实用新型实施例中齿轮加强型风机基础立面图。

图10是本实用新型实施例中齿轮加强型风机基础中墩位置B-B剖面图。

图11是本实用新型实施例中齿轮加强型风机基础下锚固端局部详图，即图9中的F部位放大图。

图12是本实用新型实施例中齿轮加强型风机基础与底段塔筒连接处的局部详图，即图9中的G部位放大图。

图13是本实用新型实施例中钢混过渡段结构整体立面图。

图14是本实用新型实施例中钢混过渡段结构锚固法兰板C-C视角剖面图。

图15是本实用新型实施例中钢混过渡段结构加劲板立面图。

图16是本实用新型实施例中钢混过渡段结构下法兰板示意图。

图17是本实用新型实施例中风机基础与底段混凝土塔筒接缝处的防水处理示意图。

具体实施方式

本实施例为一座轮毂高度140m、单机容量为2.5MW、叶轮直径141m钢混组合式塔架，下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，塔架主体结构为混凝土-钢组合式结构，由上至下包括顶部钢塔筒1、钢混过渡段2、混凝土塔筒3、底部中空风机基础4和预应力钢绞线系统5，其中混凝土塔筒3高90.0m，钢混过渡段2高1.5m，钢塔筒段1总高46.0m，钢塔筒1顶部距离轮毂6中心2.5m。混凝土塔筒3由第1段高3.0m门洞段以及第2～30段高均为3.0m锥筒段组成，每一个混凝土塔筒段8由4片尺寸相同的四分之一预制混凝土塔筒管片7环向拼接而成，所有管片7满足正常道路运输要求，不存在超宽、超高以及大部件运输情况。混凝土塔筒3壁厚300mm，管片7断面预制平整度小于2mm，以实现免灌浆干式拼接的高精度要求。钢塔筒1与钢混过渡段2通过高强螺栓组件连接，钢混过渡段2、混凝土塔筒3和中空风机基础4通过预应力钢绞线系统5进行整体连接以提高塔架整体抗弯能力。所述预应力钢绞线5上端锚固于钢混过渡段2的锚固法兰板46，下端锚固于风机基础4牛腿底面。混凝土塔筒3采用C60混凝土，风机基础4采用C40混凝土。

如图2～图4-1、图4-2所示，混凝土塔筒段8由4片尺寸相同的四分之一预制管片7环向免灌浆干式拼接而成，所述圆弧形预制混凝土管片7内部不设置钢绞线穿管，竖向和水平向端面不设置连接钢筋，而为四面光面的实心管片，使管片的上端面的平整度小于2mm，管片的竖向端面的平整度差小于2mm，实现免灌浆干式拼接的高精度要求及对下述结构胶厚度的有效控制。

首先在竖缝16拼接面上均匀涂抹结构胶18，拼接后通过弯螺栓预留孔道11穿入弯螺栓13后按设计要求对弯螺栓13进行张拉预紧连接成整环。随后在下段混凝土塔筒段上表面均匀涂抹结构胶18，上下段混凝土塔筒8通过定位销9、10确定安装位置后按45°错缝安装。所述管片7竖缝16和环缝17均采用高强速凝结构胶18进行免灌浆拼接，结构胶18的抗压、抗拉性能高于管片本体的混凝土强度，且具有快速凝结固化达到吊装强度的优点，满足即拼即吊的快速施工要求，且结构胶18具备隔水和和抗老化性能，以满足塔架设计寿命内的密封防水要求。

竖缝16和环缝17的所述结构胶18最大厚度处不超过3mm，结构胶18为速凝结构胶，固化时间在1小时左右，7天强度可达C80以上。

如图2～图3-1、3-2所示，混凝土塔筒管片7两侧各设置3处水平预应力弯螺栓孔道11，在内壁对应位置设置螺母安装槽12，螺母安装槽12的端面54与预应力弯螺栓孔道11正交。管片7左右两侧面和上下两端面内外侧均设置8mm倒角14，一方面便于脱模过程中对管片7拐角的保护，另一方面倒角14留槽可为拼接过程中挤压出管片7断面的少量多余结构胶18提供附着区。实际施工过程中，管片7环向拼接成整环后，对竖缝16内外侧的倒角14采用结构胶18进行填实处理；整环吊装后，对环缝17内侧的倒角采用结构胶18进行填实处理。

在上方混凝土塔筒分段8的所有竖缝16位置与其下方混凝土塔筒分段的上端面间设置控厚垫片200；不仅能够利用塔身自重对胶厚起到控制作用，而且能够利用结构胶18在混凝土塔筒分段8吊装时还存在的柔韧性，起到调平因混凝土塔筒分段8吊装过程中产生的管片7之间微弱的上下搓动误差的作用。所述垫片200可以做成不同厚度的多种备选垫片，或者，垫片200的厚度是单位厚度，而根据需要，在同一部位垫上一块或数块垫片，控厚垫片的总厚度不超过3mm。

如图5-1、5-2所示，针对门洞段混凝土塔筒与风机基础4直接相连的情况，门洞片管片19采用加强梁柱对开洞处进行强度和刚度的补强。考虑到上一段筒节竖缝位置位于门洞片的45°位置处，因此门洞中心设置在管片的22.5°位置处，保证门洞中心线与上一段筒节的竖缝16位置错开。门洞片管片19通过模具整体预制，门洞加强梁柱包括门洞底座22、门洞两侧加强柱21以及门洞顶部暗梁20。

如图6-1、6-2所示，针对某些涉水机位，门洞段通常需要抬高至防洪标高之上，针对门洞段混凝土塔筒与风机基础4不直接相连的情况，门洞片管片23采用加设加强预埋钢板24对开洞处进行强度和刚度的补强，所述加强预埋钢板24焊接连接为一圈，围绕门洞230设置。考虑到上一段筒节竖缝位置位于门洞片的45°位置处，因此门洞中心设置在管片的22.5°位置处，保证门洞中心线与上一段筒节的竖缝16位置错开。预埋钢板24厚度20mm，预埋钢板24外围焊接2排共计92个栓钉25，以增强预埋钢板25与混凝土的抗剪性能。

如图7～图8所示，每个管片顶部设置2处圆头吊钉26，吊钉26连线中点过整个管片7的重心线，以此保证管片7垂直起吊。预制过程中，圆头吊钉26锚栓脚部28与钢筋搭接，以增强吊装区域混凝土的局部抗冲切能力。通过鸭嘴扣扣紧圆头吊钉26顶部的卡扣29进行吊装，圆头吊钉16的尺寸根据管片7重量进行选型。管片7顶面71对应卡扣29处设置沉孔72，所述卡扣29处于沉孔72中而不露出孔口。

如图2、图4-1、图7、图8-1～8-6所示，每段塔筒顶部设置2处定位销9、10，间隔180°布置，底部对应位置处设有定位销预留孔道160，定位销9、10直径32mm，适配36mm内径的定位销预留孔道160。定位销9、10设置一长一短，顶部为锥段便于套入上段筒节底部的定位销预留孔道160，长定位销9长300mm，短定位销10长200mm，整环吊装时首先套入长定位销9进行初步定位，微调筒节角度，缓缓将短定位销10套入预留孔道160进行精准定位安装。

图8-1至8-5所示为本实施例中管片预埋件汇总，包括圆头吊钉26、定位销固定预埋件15、长定位销9、短定位销10、定位销预留孔道160。

如图9～图12所示，所述风机基础4采用齿轮加强型中空风机基础，包括中空风机基础、围绕风机基础空腔内壁均匀布置的齿轮加强墩34、顶板32、基础内部的预埋电缆套管30和预埋钢绞线穿管31等，通过预应力钢绞线系统5与上部混凝土塔筒3、钢混过渡段2预压连接。中空风机基础4顶面与底段混凝土塔筒3连接处设置加强结构，包括高强灌浆料40、钢格栅39、钢筋42、调平螺栓41等。

如图9～图10所示，基础顶板32设置下人孔35，便于钢绞线5张拉、锚固和维修，避免了高空作业。中空风机基础4中墩内空，承台和底板既可以是圆盘式，也可以是多边形筏板式。

所述风机基础4采用齿轮加强型中空风机基础，所述中空风机基础的中墩向内凹陷形成容纳空腔，所述容纳空腔的底部向外突出形成环向布置的多个凹腔结构36，由于本实施例采用16束钢绞线5，因此，设置8处凹腔结构36，相应地相邻两个所述凹腔结构36之间设置加强墩34，共8处加强墩34，在风机基础中形成向内突出的齿轮状加强墩；每个所述凹腔结构36的顶部的中墩部位作为牛腿，所述凹腔结构36的顶面与所述中空风机基础的顶面之间预设有钢绞线穿管31，供钢绞线穿过。

凹腔结构36的大小仅适配预应力钢绞线5施工操作空间，相邻两个所述凹腔结构36之间的中墩均设置为齿轮状加强墩34以增强基础中墩与承台、底板的连接强度，与传统中空式风机基础相比取消了中墩悬臂结构，可大幅缩减基础拆模时间。

如图11所示，中空风机基础4内部预埋钢绞线穿管31和下锚垫套管38，下锚垫套管38与钢绞线穿管31的下端连接，在下锚垫套管38外围通常设有螺旋筋37以增强锚固端混凝土的局部承压能力。

如图12所示，风机基础4顶面与底段混凝土塔筒3接触区域设置凹槽，凹槽底部放置钢筋网42，顶部放置钢格栅39，钢格栅39下部设置调平螺栓41，调平后在凹槽内浇筑C80高强灌浆料40并收面至平整度控制在2mm。作为优选方案，凹槽宽度设置为底段管片壁厚的2倍600mm，底段管片置于凹槽中间位置，实现该接触区域集中应力的合理扩散。

作为方案之一，齿轮加强型中空风机基础4采用混凝土现浇方式施工，基坑开挖后浇筑垫层，之后钢筋绑扎，搭设模板，并准确安装预埋电缆套管30和预埋钢绞线穿管31，随后进行混凝土的一次性浇筑和养护。混凝土强度达到设计要求后进行混凝土塔筒3吊装和钢绞线5穿管张拉等工作。

如图13～图16所示，所述钢混过渡段2包括上法兰板43、锚固法兰板46、下法兰板48、法兰筒节44、加劲板47、上锚垫板49。其中上法兰板43、锚固法兰板46和下法兰板48均为圆环形钢板，三者均与法兰筒节44焊接连接，上法兰板43与钢塔筒1底法兰通过高强螺栓组件连接。

如图13～图16所示，锚固法兰设有16个钢绞线穿孔53，考虑到钢绞线5包络外径为148mm，锚固法兰板45上的钢绞线穿孔53直径设为175mm，预应力钢绞线5环向间隔22.5°布置。加劲板47立置于锚固法兰板46和下法兰板48之间并成对环向均匀布置在钢绞线穿孔53的两侧，加劲板47上部与锚固法兰板46焊接，外侧与法兰筒节44内壁焊接，下部与下法兰板48焊接。如图15所示，加劲板47上端与锚固法兰板46和法兰筒节44内壁的连接处设置弧形开孔50使局部应力平滑过渡，优化应力传递路径；加劲板47为梯形钢板，上端与锚固法兰板46内侧齐平，下端与下法兰板48内侧齐平。

如图13所示，锚固法兰板46悬挑出混凝土塔筒3内立面，钢绞线5的上锚固端向塔筒中心侧偏移，避免预应力钢绞线5与混凝土塔筒3内壁发生干涉问题，在不干涉的前提下尽可能紧贴塔筒3内壁布置钢绞线5以增加钢绞线5的根开，提高塔架的稳定性。本实施例中钢绞线5与混凝土塔筒3内壁间距80mm。锚固法兰46顶面放置与预应力钢绞线5数量对应的楔形锚垫板49，楔形锚垫板49底面为平面，顶面为斜面(靠近塔筒中心线一侧薄，径向外侧厚)，斜面坡度与钢绞线5正交，楔形锚垫板49中间开设直径为175mm的钢绞线穿孔53，张拉完成后在钢绞线5的上锚头45处涂抹无粘结预应力筋用防腐润滑脂(满足JG/T430-2014标准)进行防腐处理，并在楔形锚垫板49上方安装保护罩进行密封处理；与此同时，基础空腔内的钢绞线下锚头33处进行同样防腐密封处理。

如图16所示，钢混过渡段结构2下法兰板48设置2处过渡段定位销穿孔51，与顶段混凝土塔筒顶部的定位销进行定位装配，便于确定过渡段2的安装角度，过渡段2吊装完成后的上法兰43顶面平整度按3mm控制。

考虑到钢混过渡段2是钢塔筒1与混凝土塔筒3刚度突变位置处的转接结构，作为一种优选方案，过渡段2所有焊缝需经打磨处理以消除残余应力，以增强过渡段2的抗疲劳性能。

如图17所示，塔架整体安装完毕后，在风机基础4与底段混凝土塔筒3接缝处外侧，首先涂抹20mm高度结构胶18，抹胶断面为三角形，随后在结构胶表面清灰后(确保无明水)反复涂抹沥青防水层52。

图7中，附图标号27为混凝土塔筒分段8定位销9、10布置位置，两处定位销位置间隔180°；结构胶18可采用西卡Sikadur-31SBA无溶剂型双组份触变性环氧结构胶粘结剂或同性能其它型号产品。

以上实施例仅为本实用新型的一种较优技术方案，本领域的技术人员应当理解，在不脱离本实用新型的原理和本质情况下可以对实施例中的技术方案或参数进行修改或者替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种免灌浆干式预应力螺栓拼接分片预制装配式混塔，包括顶部钢塔筒、钢混过渡段、混凝土塔筒、底部中空风机基础和预应力钢绞线系统，所述钢塔筒、钢混过渡段、混凝土塔筒和中空风机基础由上至下通过预应力钢绞线系统进行整体连接以提高塔架整体抗弯能力，预制混凝土塔筒分段由若干片圆弧形预制混凝土管片环向拼接而成；其特征在于：

所述预应力钢绞线通过上端锚固于钢混过渡段的向中心悬挑出的锚固法兰板，下端锚固于风机基础牛腿底面，而使预应力钢绞线不经过混凝土塔筒内部；

所述混塔通过采用体外预应力钢绞线，圆弧形预制混凝土管片内部不设置钢绞线穿管，竖向和水平向端面不设置连接钢筋，而为四面光面的实心管片，使管片上端面的平整度不大于2mm，管片竖向端面的平整度差不大于2mm；

所述圆弧形预制混凝土管片之间环向不设置钢筋连接，而通过免灌浆干式拼接而成，并用水平环向布置的预应力弯螺栓连接；

所述混凝土塔筒分段之间采用速凝结构胶进行免灌浆拼接，所述结构胶的最大厚度处不超过3mm；

所述管片的竖向端面之间采用薄的结构胶进行免灌浆拼接，结构胶的最大厚度处不超过3mm；

所述混凝土塔筒分段间用定位销定位，精准定位上下分段错缝安装以增强抗剪性能，在上方混凝土塔筒分段的所有竖缝位置与其下方混凝土塔筒分段的上端面间设置控厚垫片；

所述结构胶抗压、抗拉性能高于管片本体的混凝土强度；

风机基础顶面与底段混凝土塔筒接触区域设置一圈凹槽，凹槽底部放置钢筋网，顶部放置钢格栅，钢格栅下部设置调平螺栓并在凹槽内浇筑C80高强灌浆料以收面至平整度2mm以内，形成调平式加强结构；

所述圆弧形预制混凝土管片左右两侧面和上下两端面内外侧均设置倒角，为拼接过程中挤压出管片断面的少量挤胶提供附着区。

2.如权利要求1所述的一种免灌浆干式预应力螺栓拼接分片预制装配式混塔，其特征在于：圆弧形预制混凝土管片两侧设置水平预应力弯螺栓孔道，在管片内壁对应位置设置螺母安装槽，螺母安装槽端面与预应力弯螺栓孔道正交；管片顶部设置吊钉预埋件和定位销预埋件，底部设置定位销预留孔道。

3.如权利要求1所述的一种免灌浆干式预应力螺栓拼接分片预制装配式混塔，其特征在于：管片的尺寸切分满足正常道路运输要求，装车后的高度控制在4.5m以下。

4.如权利要求1所述的一种免灌浆干式预应力螺栓拼接分片预制装配式混塔，其特征在于：非涉水机位底段混凝土塔筒开设门洞，门洞处的混凝土管片通过设置加强梁柱或加强预埋钢板实现强度与刚度的双向弥补。

5.如权利要求1所述的一种免灌浆干式预应力螺栓拼接分片预制装配式混塔，其特征在于：所述风机基础采用齿轮加强型中空风机基础，所述中空风机基础的中墩向内凹陷形成容纳空腔，所述容纳空腔的底部向外突出形成环向布置的多个凹腔结构，相应地相邻两个所述凹腔结构之间的中墩形成向内突出的齿轮状加强墩；每个所述凹腔结构的顶部的中墩部位作为所述牛腿，所述凹腔结构的顶面与所述中空风机基础的顶面之间预设有钢绞线穿管，供钢绞线穿过。

6.如权利要求5所述的一种免灌浆干式预应力螺栓拼接分片预制装配式混塔，其特征在于：所述凹腔结构的大小仅适配钢绞线预应力施工操作空间，相邻两个所述凹腔结构之间设置加强墩，在风机基础中形成齿轮状加强墩以增强基础中墩与承台、底板的连接强度，所述风机基础取消长悬臂中墩结构，可大幅缩减中空基础拆模时间及此后工序等待时间。

7.根据权利要求1所述的一种免灌浆干式预应力螺栓拼接分片预制装配式混塔，其特征在于：所述钢混过渡段包括上法兰板、所述锚固法兰板、下法兰板、法兰筒节、加劲板、上锚垫板，其中上法兰板、锚固法兰板和下法兰板均为圆环形钢板，三者均与法兰筒节焊接连接，上法兰板与钢塔筒底法兰通过螺栓组件连接，锚固法兰板设有与预应力钢绞线数量对应的钢绞线穿孔。

8.根据权利要求7所述的一种免灌浆干式预应力螺栓拼接分片预制装配式混塔，其特征在于：加劲板立置于锚固法兰板和下法兰板之间并成对环向均匀布置在钢绞线穿孔的两侧，加劲板上部与锚固法兰板焊接，外侧与法兰筒节内壁焊接，下部与下法兰板焊接；

锚固法兰板悬挑出混凝土塔筒内立面，钢绞线的上锚固端向塔筒中心侧偏移，锚固法兰顶面放置与预应力钢绞线数量对应的锚垫板，锚垫板底面为平面，顶面为斜面，斜面坡度与钢绞线正交。

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