[发明专利]一种装配式风电机组圆截面混凝土支撑结构

说明书

本发明公开了一种装配式风电机组圆截面混凝土支撑结构，包括至少一个结构单元，结构单元包括混凝土塔段、塔段内纵向钢筋、上法兰盘、下法兰盘、上预应力钢绞线、下预应力钢绞线、高强螺栓，所述塔段纵向钢筋与上、下法兰盘一体铸造形成整体框架，混凝土浇筑于上、下法兰盘之间，并将塔段纵向钢筋包裹在内，所述上、下预应力钢绞线通过预张拉将多个结构单元环向相连，所述上、下法兰盘通过高强螺栓将多个结构单元竖向相连，形成圆锥形整体。本发明在满足工厂分片预制、现场整体拼装要求的同时有效提高了混凝土塔筒的整体性和安装。

技术领域

本发明属于土木工程领域，涉及一种装配式风电机组圆截面混凝土支撑结构。

背景技术

我国自2007年以来成为全世界最大的二氧化碳排放国，日益增长的能源需求与严峻的节能减排任务产生矛盾。我国具有丰富的陆上风能资源，风电能源的开发成为了国家能源结构转型战略的重要组成部分。为了获得稳定的发电量，风电机组通过支撑结构架设在高空中。近年来，风电结构的单机容量、轮毂高度和风轮直径都在逐步提升，传统的圆锥形钢塔支撑结构因承载能力受限，越来越难以满足风电结构大型化发展的趋势。首先，圆钢管壁厚的增加对构件抗侧刚度的贡献有限，径长的增大又受加工成本和运输条件的限制。其次，圆钢管截面的局部屈曲会使截面抗弯能力迅速下降，而且会随着径厚比的增加更加严重。

混凝土每立方造价不到钢材每吨的十分之一，混凝土的引入将降低支撑结构的用钢量，有利于突破风电结构因成本等问题造成的适用局限。为了降低运输尺寸和吊装重量，混凝土塔筒通常需要采取工厂分片预制、现场整体拼装的方式，但由此产生的横向接缝和竖向接缝不仅破坏了结构的整体性，还影响了施工质量和施工进度。比如，采用灌浆料抹平填充接缝的湿连接，因位于密封条内部施工质量往往无法通过目视进行检查，在冬季施工时还会因为强度难以提高而中断施工。本发明将塔段纵向钢筋与连接法兰盘一体铸造形成框架，再通过环向预应力筋张拉形成整体，不仅提高了塔筒的延性与稳定性，还提高了各塔段的安装效率，实现了“高整体性”与“快捷施工”的有效兼容。避免了过高的安装精度需求以及冬季施工的不利影响。

发明内容

技术问题：本发明提供一种可以有效增强整体性、提高施工效率的装配式风电机组圆截面混凝土支撑结构。

技术方案：一种装配式风电机组圆截面混凝土支撑结构，其特征在于，该结构包括至少一个结构单元，所述结构单元包括一节混凝土塔段、一个上法兰盘、一个下法兰盘、多根将上法兰盘和下法兰盘相连的纵向钢筋、多个高强螺栓、位于塔段上部的预应力钢绞线、位于塔段下部的预应力钢绞线，所述上法兰盘和下法兰盘及纵向钢筋一体铸造，所述混凝土塔段浇筑在上法兰盘和下法兰盘之间，将塔段纵向钢筋包裹在内，所述上法兰盘与下法兰盘预留有双排均匀分布的螺栓孔，所述上预应力钢绞线和下预应力钢绞线预加一定的初始预应力。

进一步的，本发明的装配式风电机组圆截面混凝土支撑结构，其特征在于，所述混凝土塔段在顶部及底部预留沿横截面贯通的上预应力孔道和下预应力孔道，分别用于贯穿上预应力钢绞线和下预应力钢绞线。所述上预应力孔道和下预应力孔道的中部预留上凹槽和下凹槽，分别用于锚固上预应力钢绞线和下预应力钢绞线。

进一步的，本发明的装配式风电机组圆截面混凝土支撑结构，其特征在于，该结构包括竖直方向上通过高强螺栓将相邻法兰盘两两相连的多个结构单元。

进一步的，本发明的装配式风电机组圆截面混凝土支撑结构，其特征在于，该结构包括在水平方向上通过预应力钢绞线依次连接形成圆截面的多个结构单元。

进一步的，本发明的装配式风电机组圆截面混凝土支撑结构，其特征在于，多个结构单元互相连接后，形成从下到上圆截面逐渐变小的整体塔筒。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：