CN216712999U - 管桩笼结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种管桩笼结构，包括依次首尾连接的基础段、第一过渡段、支撑段和第二过渡段。基础段包括多根相互连接的第一管桩，第一过渡段的连接基础段的一端，包括多根相互连接的第一过渡管，支撑段的一端连接第一过渡段远离基础段的一端，包括多根相互连接的第二管桩，第二过渡段连接支撑段远离第一过渡段的一端，包括多根相互连接的第二过渡管，用于连接被支撑结构，组成了具有一定锥度的管桩笼结构，底部的基础段由于锥度较大而占有较大面积，能够提高下部抗水平荷载和抗剪切的能力，从而支撑更稳定，具有更大的刚度，可以替代传统的风机钢塔筒，同时所有结构采用工厂预制组装，现场施工简单，并且造价较低，整体结构的安全性高。

Description

管桩笼结构

技术领域

本实用新型涉及建筑工程领域，特别是涉及一种管桩笼结构。

背景技术

随着我国风电装机容量的快速增长，风机大型化趋势加快，风电场的建设过程中风机基础的安全性、风电场建设的造价成本、风电场建设周期直接影响了风电场的经济性。

目前，我国风力发电机组塔架结构，主要采用预制钢筒塔结构。当塔架结构的高度达到90米以上时，随着风轮直径和轮毂高度的增加，钢筒刚度会对应地减小，且因纯钢筒刚度较小，容易与风机叶轮共振，须增加截面尺寸来满足技术要求，但塔筒直径和壁厚受多方面因素约束，因此传统的风机塔筒结构已经严重制约了风电场的健康发展。

近年来，新的预应力混凝土复合塔开始出现，混凝土复合塔结构刚度大，阻尼比大，可有效避免塔身与机头的共振。因此一些高度在90m高度以上的风机塔筒采用了混凝土+纯钢筒和纯预制混凝土筒结构。但是，该类结构形式仍然存在结构可靠性差的缺点，因此，采用新型的刚性管桩笼结构代替传统的风机钢塔筒是风电行业发展的必然趋势。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有风机塔架的刚度和结构可靠性较差的缺点，提供一种管桩笼结构，可用于替代一部分或者完全替代传统的风机钢塔筒，以实现更为有效的混凝土预装式塔架结构，进一步提高风机结构刚度的目的。

根据本申请的一个方面，提供一种管桩笼结构，包括：

基础段，包括多根相互连接的第一管桩；

第一过渡段，连接所述基础段的一端，包括多根相互连接的第一过渡管；

支撑段，连接所述第一过渡段远离所述基础段的一端，包括多根相互连接的第二管桩；及

第二过渡段，连接所述支撑段远离所述第一过渡段的一端，包括多根相互连接的第二过渡管，所述第二过渡段用于连接被支撑结构。

在其中一个实施例中，在由所述基础段指向所述第二过渡段的方向上，所述管桩笼结构的外径逐渐减小。

在其中一个实施例中，所述基础段包括多个基础支撑单元，每个所述基础支撑单元由所述第一管桩构造而成，所述多个基础支撑单元绕一沿所述第一方向延伸的轴线间隔排布，每个所述基础支撑单元包括沿所述第一方向相对设置的固定端和连接端，在由所述固定端指向所述连接端的方向上，相邻两个所述基础支撑单元之间的距离逐渐减小。

在其中一个实施例中，每个所述基础支撑单元包括多根所述第一管桩，所有所述第一管桩绕一沿所述第一方向延伸的另一轴线间隔排布，在由所述固定端指向所述连接端的方向上，相邻两根所述第一管桩之间的距离逐渐减小。

在其中一个实施例中，所述第一过渡段包括多个过渡单元，每个所述过渡单元的一端连接一个所述基础支撑单元的所述连接端，多个所述过渡单元绕一沿所述第一方向延伸的轴线间隔排布。

在其中一个实施例中，每个所述过渡单元包括多根所述第一过渡管，所有所述第一过渡管绕一沿所述第一方向延伸的另一轴线间隔排布，每根所述第一过渡管的一端对应连接一根所述基础段的所述第一管桩，在由所述固定端指向所述连接端的方向上，所有所述过渡管的延伸线相交于一点。

在其中一个实施例中，所述支撑段包括多组管桩组件，所述多组管桩组件绕一沿所述第一方向延伸的轴线间隔排布，每个所述管桩组件的一端连接一个所述过渡单元远离所述基础支撑单元的一端，在由所述固定端指向所述连接端的方向上，相邻两个所述管桩组件之间的距离逐渐减小；

每个所述管桩组件包括多根首尾连接的所述第二管桩和多个管桩抗振连接头，相邻两根所述第二管桩通过一个所述管桩抗振连接头连接。

在其中一个实施例中，所述第二过渡段包括多根所述第二过渡管，所述第二过渡段的多根所述第二过渡管绕一沿所述第一方向延伸的轴线间隔排布，每根所述第二过渡管与一个所述管桩组件远离所述第一过渡段的一端对应连接，在由所述固定端指向所述连接端的方向上，相邻两根所述第二过渡管之间的距离逐渐减小。

在其中一个实施例中，所述管桩笼结构还包括多个沿所述第一方向间隔排布的加强单元，多个所述加强单元同时连接所述基础段中的多个所述支撑单元和/或连接所述支撑段中的多个所述管桩组件。

在其中一个实施例中，每个所述管桩抗振连接头包括：

连接单元，包括连接筒和两个弹性元件，所述连接筒具有连通其轴向方向的相对两端的第一安装位，两个所述弹性元件分别安装于所述连接筒的轴向方向的相对两端，每个所述弹性元件形成连通所述第一安装位的第二安装位；以及

膨胀单元，安装于所述第一安装位和所述第二安装位中，所述膨胀单元沿所述连接筒的轴向方向的相对两端分别突出于所述第一安装位并收容于所述第二安装位中；

其中，所述膨胀单元收容于所述第二安装位的相对两端在所述连接筒的径向方向上的尺寸可变。

上述管桩笼结构，通过设置首尾连接的基础段、第一过渡段、支撑段和第二过渡段，其中基础段包括多个沿圆周方向间隔排布的基础支撑单元，每个基础单元包括多根沿圆周方向间隔均匀排布的第一管桩，支撑段包括多根沿圆周方向间隔均匀排布的第二管桩，使得基础段由多个具有较强稳定性的基础支撑单元组成，同时基础段与支撑段之间通过第一过渡段连接，支撑段与风机塔筒之间通过第二过渡段连接，组成了具有一定锥度的管桩笼结构，底部的基础段由于锥度较大而占有较大面积，能够提高下部抗水平荷载和抗剪切的能力，从而支撑更稳定，具有更大的刚度，可以替代传统的风机钢塔筒，同时所有结构采用工厂预制组装，现场施工简单，并且造价较低，整体结构的安全性高。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的管桩笼结构的正视图；

图2为图1中A-A向的剖视图；

图3为图1中B区域的放大图；

图4为图3中C区域的放大图；

图5为本实用新型一实施例提供的管桩抗振连接头的连接单元的正视图；

图6为图3中D-D向的剖视图；

图7为本实用新型一实施例提供的管桩抗振连接头的膨胀单元的示意图；

图8为图7中E区域的放大图；

图9为图1中F区域的放大图；

图10为本实用新型提供的第一实施例的加强单元的示意图；

图11为本实用新型提供的第二实施例的加强单元的示意图。

其中：10、管桩笼结构；100、基础段；110、基础支撑单元；111、主第一管桩；112、副第一管桩；200、第一过渡段；210、过渡单元；211、主第一过渡管；212、副第一过渡管；300、支撑段；310、管桩组件；320、第二管桩；321、第一法兰盘；330、管桩抗振连接头；331、连接单元；3311、连接筒；3311a、本体；3311b、第二法兰盘；3311c、加强筋；3311d、第一安装位；3312、弹性元件；3312a、缓冲部；3312b、延伸部；3312c、第二安装位；332、膨胀单元；3321、膨胀元件；3321a、子膨胀元件；3321b、第一限位孔；3321c、第二限位孔；3321d、直线段；3321e、球形段；3322、控制组件；3322a、控制元件；3322b、连接件；3322c、连接部；3322d、移动部；3322e、连接轴；3322f、滚动体；333、稳固螺栓；350、高强螺栓；400、第二过渡段；410、第二过渡管；411、三角形加强筋；500、过渡连接头；510、过渡连接件；520、填充件；600、加强单元；610、抱箍；611、环形法兰；620、连接环；630、连接板；20、被支撑结构。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型一实施例提供了一种管桩笼结构，具有一定的高度，是由多根管桩组合而成的一个高耸笼状结构，用于支撑被支撑结构。

下面以支撑风机塔筒的管桩笼结构为例，对本申请中管桩笼结构的结构进行说明，该管桩笼结构可以支撑风机塔筒，能够为风机塔筒等被支撑结构提供有效稳固的支撑。本实施例仅用以作为范例说明，并不会限制本申请的技术范围。可以理解，在其它实施例中，该管桩笼结构也可用于支撑其它被支撑结构，在此不作限定。

如图1所示，一种管桩笼结构10，包括基础段100、第一过渡段200、支撑段300、第二过渡段400、多个过渡连接头500和多个加强单元600。基础段100、第一过渡段200、支撑段300、第二过渡段400沿第一方向依次首尾连接，基础段100位于管桩笼结构10中的最底端，用于对整个管桩笼结构10提供基础支撑，基础段100的底端可以连接地面，也可以连接塔架结构中位于下部的管桩，支撑段300位于基础段100的上方，支撑段300和基础段100通过第一过渡段200连接，被支撑结构20位于支撑段300的上方，支撑段300和被支撑结构20通过第二过渡段400连接。多个过渡连接头500分别用于连接基础段100与第一过渡段200，连接第一过渡段200与支撑段300，以及连接支撑段300与第二过渡段400，多个加强单元600沿第一方向安装于基础段100和支撑段300内，以对管桩笼结构10进行进一步的加强。图中X方向为第一方向。

具体地，在一些实施例中，基础段100包括多个基础支撑单元110，在一较佳实施例中，基础支撑单元110的数量为八个，八个基础支撑单元110绕沿第一方向延伸的第一轴线间隔排布，每个基础支撑单元110包括沿第一方向相对设置的固定端和连接端，在由固定端指向连接端的方向上，相邻两个基础支撑单元110之间的距离逐渐减小。

在一些实施例中，每个基础支撑单元110包括多根第一管桩，在一较佳实施例中，每个基础支撑单元110中的第一管桩数量为三根，每个基础支撑单元110中的三根第一管桩绕沿第一方向延伸的第二轴线间隔排布，多条第二轴线绕第一轴线间隔排布，在由固定端指向连接端的方向上，基础支撑单元110中相邻两个第一管桩之间的距离也逐渐减小，基础支撑单元110的三根第一管桩分别为一根主第一管桩111和两根副第一管桩112，其中主第一管桩111位于管桩笼结构10内侧，主第一管桩111的倾斜角度小于两根副第一管桩112的倾斜角度。如此，使得每个基础支撑单元110呈锥形结构，多个锥形结构的基础支撑单元110组合在一起，使得基础段100也呈锥状结构。

在一些实施例中，第一过渡段200包括多个过渡单元210，与基础段100中基础支撑单元110是数量相对应，过渡单元210的数量为八个。八个过渡单元210绕第一轴线间隔排布。与每个基础支撑单元110中管桩的数量相对应，每个过渡单元210包括三根第一过渡管，过渡单元210中的三根第一过渡管绕沿第一方向延伸的第三轴线间隔排布，多条第三轴线绕第一轴线间隔排布，多条第三轴线的连线组成的圆环直径小于多条第二轴线的连线组成的圆环直线。与基础段100中的基础支撑单元110相对应，在由固定端指向连接端的方向上，相邻的两个过渡单元210之间的距离逐渐减小，每个过渡单元210中相邻两根第一过渡管之间的距离也逐渐减小，从而三根第一过渡管的延伸线能够相交于同一点。如此，使得每个过渡单元210呈锥形结构，多个锥形结构的过渡单元210沿第一轴线围绕在一起，使得第一过渡段200也呈锥状结构。

在一较佳实施例中，如图1和图2所示，与基础段100中的基础支撑单元110的三根第一管桩相对应，过渡单元210中三根第一过渡管分别为一根主第一过渡管211和两根副第一过渡管212，其中主第一过渡管211位于管桩笼结构10内侧，主第一过渡管211的倾斜角度等于基础支撑单元110中主第一管桩111的倾斜角度，副第一过渡管212的倾斜角度等于基础支撑单元110中副第一管桩112的倾斜角度。如此，主第一过渡管211的倾斜角度也小于两根副第一过渡管212的倾斜角度。主第一过渡管211的一端通过一个过渡连接头500连接一个基础支撑单元110中主第一管桩111位于连接端的一端，主第一过渡管211的另一端通过过渡连接头500连接支撑段300。两根副第一过渡管212的一端也通过过渡连接头500分别连接一个基础支撑单元110中副第一管桩112位于连接端的一端，两根副第一过渡管212的另一端被斜切去一部分，以使该端能够贴合并焊接于位于主第一过渡管211的外周面。

在一些实施例中，支撑段300包括多组管桩组件310，与基础段100的基础支撑单元110及过渡段的过渡单元210的数量相对应，管桩组件310的数量为八组，八组管桩组件310绕第一轴线间隔分布，每组管桩组件310的一端通过转换连接头连接第一过渡段200中一个过渡单元210的主第一过渡管211，每组管桩组件310的另一端通过过渡连接头500连接第二过渡段400。

在一较佳实施方式中，每组管桩组件310包括多根首尾连接的第二管桩320，自固定端指向连接端的方向，相邻两根第二管桩320之间的距离逐渐减小，每根第二管桩320的倾斜角度与基础支撑单元110中主第一管桩111以及过渡单元210中主第一过渡管211的倾斜角度相同，使得支撑段300呈具有微小倾斜角度的锥状结构。支撑段300的单根第二管桩320的结构与基础段100单根第一管桩的结构相同，每根第二管桩320的相对两端具有第一法兰盘321，用于与相邻的第二管桩320连接。

如此，通过以上安装和连接形式，使得支撑段300由多个锥状的子支撑段依次首尾堆砌拼接而成，支撑段300被分为多层，每层为一个子支撑段，每层子支撑段由八根绕第一轴线的第二管桩320围合而成。

发明人经过研究发现，现有的钢筋混凝土管桩不具有抗振功能，管桩不具有抗振功能便会导致管桩之间的连接为绝对刚性连接，显然不能长期耐受风机的高频振动，并且现有的管桩之间也不方便组装，连接部位处结构强度不高。

为了解决这一问题，可以在相邻的第二管桩320之间增加一个管桩抗振连接头330，具体来说，可以考虑使管桩抗振连接头330具有弹性，还可以将管桩抗振连接头330设计成可膨胀的结构。

具体地，如图3至图5所示，在一些实施例中，管桩抗振连接头330包括连接单元331和膨胀单元332，连接单元331包括连接筒3311和两个弹性元件3312，连接筒3311具有连通其轴向方向的相对两端的第一安装位3311d，两个弹性元件3312分别安装于连接筒3311的轴向方向的相对两端，每个弹性元件3312形成连通第一安装位3311d的第二安装位3312c；膨胀单元332安装于第一安装位3311d和第二安装位3312c中，膨胀单元332沿连接筒3311的轴向方向的相对两端分别突出于第一安装位3311d并收容于第二安装位3312c中，膨胀单元332收容于第二安装位3312c的相对两端在连接筒3311的径向方向上的尺寸可变，从而使膨胀单元332能够更紧固地插设于第二管桩320内。

当管桩抗振连接头330与第二管桩320连接时，弹性元件3312位于连接筒3311和第二管桩320之间，从而使管桩抗振连接头330与第二管桩320之间具有弹性，能够抵消管桩笼结构10上部的风机在工作时向下传递的一部分高频振动。

在一些实施例中，如图4和图5所示，连接筒3311包括本体3311a、第二法兰盘3311b和加强筋3311c，本体3311a优选为圆柱形结构，第二法兰盘3311b具有两个，优选为圆盘形，分别固接于本体3311a沿轴向方向的相对两端，每个第二法兰盘3311b的尺寸与第二管桩320端部的第一法兰盘321的尺寸相对应，以用于与第二管桩320连接，第二法兰盘3311b的外径大于本体3311a外周面的外径。加强筋3311c具有多个，绕本体3311a的轴向方向间隔排布，并固接于本体3311a的外周面，并且加强筋3311c沿本体3311a轴向方向的相对两端也分别固接于两个第二法兰盘3311b远离第二管桩320的一侧，用于加强管桩抗振连接头330的强度。连接筒3311还开设有连通轴向方向相对两端的第一安装位3311d，使一个第二法兰盘3311b靠近第二管桩320的一侧与另一个第二法兰盘3311b靠近第二管桩320的一侧相互连通。

在一些实施例中，弹性元件3312优选为硅化橡胶材料，包括缓冲部3312a和延伸部3312b，缓冲部3312a为圆环形结构，其外径与第一法兰盘321和第二法兰盘3311b的外径相匹配，缓冲部3312a沿轴向方向的一侧贴合于连接筒3311中第二法兰盘3311b的一侧，缓冲部3312a远离连接筒3311的一侧和第二管桩320连接。延伸部3312b优选为具有一定长度的环形筒状结构，自缓冲部3312a朝向第一安装位3311d的内周缘沿缓冲部3312a的轴向朝远离缓冲部3312a的方向延伸而成。如此，延伸部3312b的外径小于缓冲部3312a的外径，并且弹性元件3312具有连通延伸部3312b和缓冲部3312a的第二安装位3312c，使弹性元件3312为具有一定厚度的圆环体和圆柱体的一体结构。

需要说明的是，连接筒3311可以是本体3311a与第二法兰盘3311b及本体3311a与加强筋3311c焊接而成，也可以是利用模具一体浇筑而成，经过热处理后在第二法兰盘3311b上均匀开孔，与弹性元件3312一起通过高强螺栓350与第二管桩320连接。

在一些实施例中，如图3、图6和图7所示，膨胀单元332包括膨胀元件3321和控制组件3322，控制组件3322安装于膨胀元件3321内。膨胀元件3321优选为圆柱形的混凝土段，穿设于连接单元331的安装位中，膨胀元件3321外周面的中间部位通过稳固螺栓333固定安装于连接筒3311中本体3311a的内侧壁上。如此，膨胀单元332沿轴向方向的相对两端便突出于连接筒3311，其中膨胀元件3321的中间部位穿设于连接筒3311的第一安装位3311d中，膨胀单元332突出于第一安装位3311d的两端分别收容于两个弹性元件3312的第二安装位3312c中，使得膨胀单元332整体收容于第一安装位3311d和第二安装位3312c中，膨胀单元332突出于第一安装位3311d并收容于第二安装位3312c的部分以及弹性元件3312的延伸部3312b共同插设于第二管桩320内。

在一些实施例中，如图7和图8所示，膨胀元件3321包括两个半圆柱形的子膨胀元件3321a，两个子膨胀元件3321a均为半圆柱形，拼接在一起组成膨胀元件3321。膨胀元件3321开设有用于容纳控制组件3322的第一限位孔3321b和第二限位孔3321c，其中第二限位孔3321c开设于其中一个子膨胀元件3321a，第一限位孔3321b和第二限位孔3321c相互连通，且第一限位孔3321b和第二限位孔3321c各有一半分别开设于一个子膨胀元件3321a中。如此，使得第一限位孔3321b位于膨胀元件3321的中部，且沿膨胀元件3321的径向连通膨胀元件3321的外周面，第二限位孔3321c位于膨胀元件3321的中部，且沿膨胀元件3321的轴向连通膨胀元件3321轴向方向的相对两端。

在一些实施例中，如图7所示，控制组件3322包括控制元件3322a和连接件3322b，控制元件3322a优选为两个，沿膨胀元件3321的轴向对称且间隔设置，连接件3322b用于连接两个控制元件3322a，并控制两个控制元件3322a沿膨胀元件3321的轴向方向相互靠近从而使膨胀元件3321突出于第一安装位3311d并收容于第二安装位3312c的相对两端的外径能够微胀。

每个控制元件3322a包括连接部3322c和移动部3322d，移动部3322d的一端固接于连接部3322c，移动部3322d包括连接轴3322e和多个安装于连接轴3322e并沿连接轴3322e的轴向方向间隔排布的滚动体3322f，滚动体3322f不能沿连接轴3322e的轴向移动。在一较佳实施方式中，滚动体3322f的外径大于连接轴3322e的外径。

其中连接部3322c穿设于第一限位孔3321b中，并且连接部3322c的相对两端外露于膨胀元件3321，移动部3322d穿设并限位于第二限位孔3321c中。与移动部3322d的形状相对应，第二限位孔3321c包括多个间隔排布的直线段3321d和多个沿直线段3321d的轴向间隔排布的球形段3321e，每个球形段3321e位于两个直线段3321d之间，球形段3321e的数量与滚动体3322f的数量相对应，且球形段3321e的直径大于直线段3321d的直径，连接轴3322e限位于所有直线段3321d中，每个滚动体3322f限位于一个球形段3321e中，直线段3321d的直径小于滚动体3322f的外径。连接件3322b优选为两个螺栓，分别安装于两个连接部3322c外露于膨胀元件3321的相对两端。

请继续参阅图7至图8，如此，当管桩抗振连接头330安装于两根相邻的第二管桩320之间时，旋紧连接件3322b，两个控制元件3322a能够沿膨胀元件3321的轴向方向相互靠近，此时，滚动体3322f能够从球形段3321e中脱离出来进入直线段3321d中，并使直线段3321d的直径增大，从而使膨胀元件3321突出于第一安装位3311d的部分的外径增大，以使膨胀元件3321突出于第一安装位3311d的相对两端和弹性元件3312的延伸部3312b抵持于第二管桩320的内壁，从而能够使管桩抗振连接头330与第二管桩320之间的连接具有弹性，并且能够加强相邻第二管桩320连接部3322c位处抗水平荷载和抗剪切的能力。

请继续参阅图1，在一些实施例中，第二过渡段400包括多根第二过渡管410，多根第二过渡管410绕第一轴向间隔排布，每根第二过渡管410的一端与一组管桩组件310远离第一过渡段200的一端对应连接，每根第二过渡管410的另一端连接被支撑结构20。第二过渡段400中每根第二过渡管410远离被支撑结构20的一端具有法兰盘，用于与过渡连接头500连接。在由固定端指向连接端的方向上，相邻两根第二过渡管410之间的距离逐渐减小，每根第二过渡管410的倾斜角度与支撑段300中每组管桩组件310的倾斜角度相同，使得支撑段300也呈具有微小倾斜角度的锥状结构。当被支撑结构20为风机塔筒时，每根第二过渡管410连接被支撑结构20的一端被开槽切去一段，以使一根转换管能够与被支撑结构20的外壁和内壁贴合连接。如此，多根转换管沿被支撑结构20的周向环绕于被支撑结构20，并且每根转换管的一端固定于被支撑结构20的外壁。

在一些实施例中，如图4所示，第一过渡段200中主第一过渡管211及第二过渡段400中第二过渡管410的直径小于基础段100中主第一管桩111及支撑段300中第二管桩320的直径，每根第二过渡管410的相对两端具有多块三角形加强筋411及法兰盘，多块三角形加强筋411沿第二过渡管410的周向间隔排布，每块三角形加强筋411的一条直角边焊接于第二过渡管410的外周面，另一条直角边焊接于第二过渡管410的法兰盘远离第二管桩320的一侧。每根第二管桩320和每根第二过渡管410均具有连通相对两端的中心孔，其截面均为圆环状。

在一些实施例中，如图9所示，过渡连接头500的结构与管桩抗振连接头330的结构类似，过渡连接头500包括过渡连接件510和填充件520，过渡连接件510的结构与图5中连接筒3311的结构相同，过渡连接件510相对两端的法兰可以通过螺栓分别与第二管桩320和第二过渡管410端部的法兰连接，也可以直接焊接在第二过渡管410的一端。填充件520优选为一段圆柱形实心混凝土，当过渡连接头500连接基础段100与第一过渡段200时，填充件520可与图1和图3中膨胀单元332的膨胀元件3321一样为可膨胀结构，也可为不膨胀结构；当过渡连接头500连接支撑段300与第二过渡段400时，填充件520为可膨胀结构。填充件520通过螺钉安装于过渡连接件510中，并且填充件520的相对两端分别插设于一根第二管桩320和一根第二过渡管410的中心孔中。如此，实现了基础段100和第一过渡段200、第一过渡段200与支撑段300以及支撑段300与第二过渡段400之间的连接。

同样地，在一更佳的实施方式中，过渡连接头500与第二管桩320之间，及过渡连接头500与第二过渡管410之间也安装有具有弹性的硅化橡胶材料，与前述管桩抗振连接头330与第二管桩320之间的弹性元件3312的作用相同。

请继续参阅图1，在一些实施例中，多个加强单元600沿第一方向间隔分布，多个加强单元600可安装在基础段100中，也可安装在支撑段300中，当安装在基础段100中时，每个加强单元600同时连接于基础段100中的八根主第一管桩111，当安装在支撑段300中时，每个加强单元600同时连接于连接段的八组管桩组件310。

在一些实施例中，如图10和图11所示，每个加强单元600包括抱箍610、连接环620及多块连接板630，多个抱箍610沿连接环620的周向间隔排布，每个抱箍610通过连接板630与连接环620的外周面连接，每个抱箍610套设于一根第二管桩320的外周面。

如图10所示，为加强单元600的第一实施例，在该实施例中，连接环620为圆柱形的环状结构，抱箍610包括两个半圆形的环形法兰611，两个环形法兰611通过螺栓连接，每个抱箍610中的其中一个环形法兰611沿径向方向的相对两端分别通过一块连接板630与连接环620的外周面连接，每块连接板630的相对两端优选地通过焊接的方式分别与连接环620的外周面和一个环形法兰611沿径向方向的一端连接。

如图11所示，为加强单元600的第二实施例，在该实施例中，连接环620为八边形的环状结构，抱箍610的结构与第一实施例的加强单元600中的抱箍610结构相同，每个抱箍610中的其中一个环形法兰611通过两块连接板630与八边形连接环620的其中一个面连接，用于连接每个环形法兰611与八边形连接环620一个面的两块连接板630与八边形连接环620的一个面拼接而形成一个三角形，每块连接板630的相对两端优选地通过焊接的方式分别与八边形连接环620的一个面和一个环形法兰611的外周面连接，使得单个加强单元600沿轴向方向截面的形状呈八角星的形状。

上述两种实施例的加强单元600均具有较强的强度，能够承受较大的荷载，能够对管桩笼结构10起到进一步的加强作用。

需要说明的是，上述管桩笼结构10中基础段100的基础支撑单元110个数，第一过渡段200的过渡单元210的个数，支撑段300中第二管桩320的个数以及第二过渡段400中第二过渡管410的数量不限于八个，基础段100中每个基础支撑单元110中主第一管桩111与副第一管桩112相加的数量以及第一过渡段200中每个过渡单元210中主第一过渡管211与副第一过渡管212相加的数量也不限于三根，均可根据需要进行调整。

为了方便理解本实用新型，上述管桩笼结构10在安装时，具体的施工步骤为：

步骤1：工厂按照图纸预制基础段100、第一过渡段200、支撑段300、第二过渡段400、过渡连接头500及加强单元600的所有部件；

步骤2：基础承台施工达到安装上部结构的标准；

步骤3：借助可移动施工平台安装基础段100中的加强单元600，使加强单元600固定基础段100中的各个主第一管桩111；

步骤4：基础段100安装好后，利用第一过渡段200、过渡连接头500将第一层子支撑段与基础段100连接；

步骤5：然后借助可移动施工平台，通过加强单元600固定一层子支撑段的第二管桩320，

步骤6：通过管桩抗振连接头330连接各根第二管桩320，管桩抗振连接头330连接各根第二管桩320的步骤具体为：

1)在地面现场组装连接筒3311以及膨胀元件3321，用稳固螺栓333将膨胀元件3321安装在连接筒3311的安装位中，然后在膨胀元件3321突出于第一安装位3311d的相对两端套上弹性元件3312；

2)将1)的结构放置于相邻的两根第二管桩320之间，并将膨胀元件3321突出于第一安装位3311d的相对两端及弹性元件3312的延伸部3312b一同插设于第二管桩320内，通过高强螺栓350将连接筒3311与第二管桩320进行上下连接；

3)旋紧控制组件3322中的连接件3322b，使控制组件3322中的两个控制元件3322a沿膨胀元件3321的轴向方向相互靠近，控制元件3322a中移动部3322d的滚动体3322f从球形段3321e中脱离出来进入直线段3321d中，撑大直线段3321d的直径，从而膨胀元件3321突出于第一安装位3311d的相对两端沿径向方向向外微胀以能够和第二管桩320之间紧密连接，使弹性元件3312处于受压的状态；

4)然后再按上述相同的步骤连接其它第二管桩320，使第二管桩320连接头连接每组第二管桩320组件310中两根相邻的第二管桩320；

通过第二管桩320连接头和加强单元600依次向上完成安装第二层、第三层等多层子支撑段300，从而完成整个支撑段300的安装；

步骤6：支撑段300安装好后，再利用第二过渡段400连接上部风机塔筒或其他被支撑结构20，最终形成本实用新型提供的管桩笼结构10。

本实用新型提供的管桩笼结构10整体呈锥形笼状结构，和筒状结构具有相似的力学特性，相比于钢塔筒，锥形管桩笼结构10底部的基础段100由于锥度较大而占有较大面积，能够提高抗水平荷载和抗剪切的能力，解决了传统风机钢筒刚度较差的缺点，从而可用于替代传统风机的钢塔筒结构。同时第二管桩320之间采用了具有减振功能的管桩抗振连接头330，能够有效减缓上部风机正常工作向下传递的高频振动，进一步增加其整体性和稳定性。进一步地，管桩笼结构10的主体结构采用工厂预制，组装是在现场进行组装，不用考虑养护时间和周期，使得施工方便、造价经济、安全性高，在施工时对邻近建筑物影响较小。

同时，通过使用本实用新型提供的管桩抗振连接头330后，将上下相邻的第二管桩320之间的连接方式由完全刚性连接转化为刚性加弹性的连接方式，使得塔架结构上方的风机在运转时向下方传递的高频振动能够在弹性元件3312的作用下能够被部分抵消，从而能够进一步增加风机塔架的整体稳定性。同时通过在管桩抗振连接头330设置可膨胀的膨胀元件3321，使膨胀元件3321能够通过膨胀的方式与第二管桩320紧密连接，从而能够提高第二管桩320之间连接部位抗水平荷载和抗剪切的能力。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种管桩笼结构，其特征在于，包括：

基础段，包括多根相互连接的第一管桩；

第一过渡段，连接所述基础段的一端，包括多根相互连接的第一过渡管；

支撑段，连接所述第一过渡段远离所述基础段的一端，包括多根相互连接的第二管桩；及

第二过渡段，连接所述支撑段远离所述第一过渡段的一端，包括多根相互连接的第二过渡管，所述第二过渡段用于连接被支撑结构。

2.根据权利要求1所述的管桩笼结构，其特征在于，在由所述基础段指向所述第二过渡段的方向上，所述管桩笼结构的外径逐渐减小。

3.根据权利要求1所述的管桩笼结构，其特征在于，所述基础段包括多个基础支撑单元，每个所述基础支撑单元由所述第一管桩构造而成，所述多个基础支撑单元绕一沿所述第一方向延伸的轴线间隔排布，每个所述基础支撑单元包括沿所述第一方向相对设置的固定端和连接端，在由所述固定端指向所述连接端的方向上，相邻两个所述基础支撑单元之间的距离逐渐减小。

4.根据权利要求3所述的管桩笼结构，其特征在于，每个所述基础支撑单元包括多根所述第一管桩，所有所述第一管桩绕一沿所述第一方向延伸的另一轴线间隔排布，在由所述固定端指向所述连接端的方向上，相邻两根所述第一管桩之间的距离逐渐减小。

5.根据权利要求4所述的管桩笼结构，其特征在于，所述第一过渡段包括多个过渡单元，每个所述过渡单元的一端连接一个所述基础支撑单元的所述连接端，多个所述过渡单元绕一沿所述第一方向延伸的轴线间隔排布。

6.根据权利要求5所述的管桩笼结构，其特征在于，每个所述过渡单元包括多根所述第一过渡管，所有所述第一过渡管绕一沿所述第一方向延伸的另一轴线间隔排布，每根所述第一过渡管的一端对应连接一根所述基础段的所述第一管桩，在由所述固定端指向所述连接端的方向上，所有所述过渡管的延伸线相交于一点。

7.根据权利要求5所述的管桩笼结构，其特征在于，所述支撑段包括多组管桩组件，所述多组管桩组件绕一沿所述第一方向延伸的轴线间隔排布，每个所述管桩组件的一端连接一个所述过渡单元远离所述基础支撑单元的一端，在由所述固定端指向所述连接端的方向上，相邻两个所述管桩组件之间的距离逐渐减小；

每个所述管桩组件包括多根首尾连接的所述第二管桩和多个管桩抗振连接头，相邻两根所述第二管桩通过一个所述管桩抗振连接头连接。

8.根据权利要求7所述的管桩笼结构，其特征在于，所述第二过渡段包括多根所述第二过渡管，所述第二过渡段的多根所述第二过渡管绕一沿所述第一方向延伸的轴线间隔排布，每根所述第二过渡管与一个所述管桩组件远离所述第一过渡段的一端对应连接，在由所述固定端指向所述连接端的方向上，相邻两根所述第二过渡管之间的距离逐渐减小。

9.根据权利要求7所述的管桩笼结构，其特征在于，所述管桩笼结构还包括多个沿所述第一方向间隔排布的加强单元，多个所述加强单元同时连接所述基础段中的多个所述支撑单元和/或连接所述支撑段中的多个所述管桩组件。

10.根据权利要求7所述的管桩笼结构，其特征在于，所述管桩抗振连接头包括：

连接单元，包括连接筒和两个弹性元件，所述连接筒具有连通其轴向方向的相对两端的第一安装位，两个所述弹性元件分别安装于所述连接筒的轴向方向的相对两端，每个所述弹性元件形成连通所述第一安装位的第二安装位；以及

膨胀单元，安装于所述第一安装位和所述第二安装位中，所述膨胀单元沿所述连接筒的轴向方向的相对两端分别突出于所述第一安装位并收容于所述第二安装位中；

其中，所述膨胀单元收容于所述第二安装位的相对两端在所述连接筒的径向方向上的尺寸可变。

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