[发明专利]一种风电机组预应力钢混塔筒

说明书

本发明提供了一种风电机组预应力钢混塔筒，包括顶部钢塔筒、混凝土塔筒和底部圆盘形基础，所述混凝土塔筒由若干圆台形预制塔筒段竖向连接而成，分段方式为水平分段；每一段塔筒段由多片圆弧形预制混凝土分片环向连接而成，分片方式为竖向分片，塔筒段拼接成环后，采用逐段吊装的方式错缝安装；通过体外预应力钢绞线将钢塔筒、混凝土塔筒与底部圆盘形基础相连；混凝土塔筒顶部设置混凝土塔筒转换段，混凝土塔筒转换段和钢塔筒段还通过螺栓组件连接，混凝土塔筒转换段塔筒壁厚按一定比例缓慢过渡减小，保证顶部端面壁厚显著大于筒身壁厚，体外预应力钢绞线贯穿混凝土塔筒转换段后进入混凝土塔筒筒内空间。本发明设计合理、施工简单、运输方便、连接牢固、造价低廉、可批量流程化施工建造。

技术领域

本发明属于高塔低风速区风电机组预应力混合塔筒技术领域，具体涉及一种上部是常规钢制塔筒、下部是分片预制式预应力混凝土塔筒的预应力混合塔筒。

背景技术

目前，我国传统风电机组支撑结构绝大多数采用钢制圆锥形塔筒，但随着我国风力发电行业的快速发展，风电机组单机容量越来越大，为了有效利用低风速区的风能资源，风电机组逐步向大型化高空化发展，与之匹配的轮毂高度和刚度要求不断增加。当轮毂高度超过100m时，传统圆锥形钢塔筒底段直径将超出常规公路运输的尺寸限制，且随着钢筒高度的增加，其整体刚度下降会诱发风电机组的不良振动特性，从而限制高塔筒风电机组的发展。因此混凝土-钢筒混合式塔架能满足大型风电机组轮毂高度的要求，在风电领域得到广泛关注。

混凝土-钢筒混合式塔架下部采用混凝土塔筒，上部采用钢制塔筒，基础采用中空圆盘形钢筋混凝土结构，三者通过预应力钢绞线相连，从而可大幅缩减了钢制塔筒段的高度，在满足运输条件的前提下，也保证高塔筒结构具有更好的力学特性。现浇混凝土塔筒具有施工复杂、养护周期长、模板拆卸繁琐、混凝土施工质量难以保证等局限性，难以满足大型风力发电机组批量化、流程化的施工建造要求。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题，提供一种设计合理、施工简单、运输方便、连接牢固、造价低廉、可批量流程化施工建造的风电机组预应力钢混塔筒。为此，本发明采用以下技术方案：

一种风电机组预应力钢混塔筒，包括顶部钢塔筒、混凝土塔筒和底部圆盘形基础，其特征在于：所述混凝土塔筒由若干圆台形预制塔筒段竖向连接而成，分段方式为水平分段；每一段塔筒段由多片圆弧形预制混凝土分片环向连接而成，分片方式为竖向分片，塔筒段拼接成环后，采用逐段吊装的方式错缝安装；通过体外预应力钢绞线将钢塔筒、混凝土塔筒与底部圆盘形基础相连；混凝土塔筒顶部设置混凝土塔筒转换段，混凝土塔筒转换段和钢塔筒段还通过螺栓组件连接，混凝土塔筒转换段塔筒壁厚按一定比例缓慢过渡减小，保证顶部端面壁厚显著大于筒身壁厚，体外预应力钢绞线贯穿混凝土塔筒转换段后进入混凝土塔筒筒内空间。

进一步地，每一段塔筒段以及转换段由4片相同的1/4圆弧形预制混凝土分片环向连接而成。

进一步地，底段混凝土塔筒开设门洞，方便人员进出及设备搬运；底部圆盘形基础设计成中空圆盘式以预留钢绞线张拉锚固空间；混凝土塔筒转换段顶部端面作为预应力钢绞线和螺栓组件的锚固端，混凝土塔筒转换段预留钢绞线埋管，并在顶面预设钢绞线和螺栓的锚固装置；所有圆弧形预制混凝土分片设置水平螺栓孔道和螺母安装槽及竖向螺栓孔道和螺母安装槽。

进一步地，预制混凝土分片之间的纵缝采用直螺栓和坐浆方式连接，竖向连接同样采用直螺栓和坐浆方式，拼接吊装完成后，把螺母安装槽处用砂浆填实、抹平，起到防腐的作用，所有连接处缝隙用防水砂浆或防水胶填充；全部安装完成后，对预应力钢绞线进行穿管张拉，并将两端锚固。