[发明专利]一种钢管混凝土桁架组合式塔筒

说明书

本发明专利公开了一种可用于陆地和海洋的钢管混凝土桁架组合式塔筒，主要包含塔筒、钢管混凝土桁架及与之配套的分离式或整体式基础，其特点是：将纯钢塔筒分成若干段及若干片，再采用螺栓或焊接将其与钢管混凝土柱侧面连接，然后将分段塔筒和钢管混凝土柱连接组成的结构单元进行连接固定，再安装筒内钢管混凝土柱柱间支撑体系，并将底部塔筒与钢管混凝土柱插入或连接至分离式或整体式基础。优点是：将上部结构荷载及自重经塔筒自身直接传递至下方基础，空间桁架的钢管混凝土柱作为截面承压部分，极大改善圆形塔筒受力性能，传力直接，大大方便构件的安装，安全可靠、减少钢材用量、降低造价，方便运输，缩短施工周期，增强刚度，改善疲劳。

技术领域

本发明专利涉及高耸塔结构领域，具体的说是涉及一种钢管混凝土桁架组合式塔筒。

背景技术

目前，我国风力发电机组塔架结构，当高度为100m以内时，主要采用纯钢筒塔结构；当高度达到100米以上时，因纯钢筒结构太柔，须增加截面尺寸来满足技术要求。当采用纯钢筒结构时，结构尺寸大，无法解决运输时受到高速公路的桥涵尺寸限制问题。目前，工程上100m高度以上风机塔筒通常采用的是混凝土+纯钢筒和纯预制混凝土筒结构，该类结构形式存在工程量大，吊装困难，施工周期长，成本高、结构可靠性差等缺点。根据新型钢管混凝土塔筒结构设计，塔筒自身截面特性至关重要。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种结构性能可靠、钢材使用量少、工程造价低，施工运输方便，整体刚度大，抗压性能好、联接可靠的新型风机塔结构。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种钢管混凝土桁架组合式塔筒，包括组合式塔筒，该组合式塔筒沿竖向由多段筒体组装形成，每段筒体沿环向由多片壳体拼装形成，筒体横截面呈圆形或多边形，其特征在于，所述组合式塔筒沿竖向将塔筒截面上至少三组竖向钢管连接为一体，所述钢管以组合式塔筒的中轴为轴心沿组合式塔筒环向均匀分布，钢管与塔筒连接时可采用塔筒截面外接钢管、或塔筒截面内接钢管、或塔筒截面的半径大于多个所述钢管的内切圆半径并小于多个所述钢管的外切圆半径，所述钢管内设有自顶端到底端贯穿钢管的预应力锚索。

进一步地，所述钢管的顶端和底端分别设有调平模板环和固定底环，所述预应力锚索的两端的连接头分别伸出该调平模板环和固定底环。

进一步地，所述钢管内预置有钢筋骨架，该钢筋骨架由绕钢管轴心均匀分布的多根纵筋和环抱纵筋的箍筋焊接形成。

进一步地，所述预应力锚索在钢管内与导向结构抵接，该导向结构与钢管内周连接，所述钢管内还局部布置有加劲肋。

优选地，所述塔筒圆截面的半径大于多个所述钢管的内切圆半径并小于多个所述钢管的外切圆半径时，所述钢管内至少设有自顶端到底端贯穿钢管的两组预应力锚索，两组预应力锚索一组分布于所述组合式塔筒内侧，另一组分布于所述组合式塔筒外侧，所述钢管下端伸入到基础中固定。

进一步地，所述筒体与钢管通过以下方式相连：

所述组合式塔筒沿竖向穿过所述钢管，所述钢管由管壳A与管壳B围成，管壳A与管壳B通过紧固件将筒体夹紧，或管壳A与管壳B相对的一侧分别与筒体焊接相连；

或所述钢管的表面设有插槽，所述壳体插入插槽内通过紧固件或焊接与所述钢管相连。

进一步地，所述组合式塔筒内周安装有柱间桁架支撑体系，桁架支撑体系采用十字型、或X型、或“之”字型、或K型桁架结构，桁架两端的端头分别固定连接于相邻的钢管上。

进一步地，所述钢管截面包括圆形、或异形，所述钢管沿高度方向为等截面或变截面形式，管内浇筑混凝土后形成钢管混凝土柱，所述钢管混凝土柱采用预制或现场浇筑方式制作。

异形包括了矩形、T字型、或工字型、或月牙形、或梯形；