[发明专利]一种轻钢混凝土预应力组合式风电塔筒段及其风电塔

说明书

本发明涉及一种轻钢混凝土预应力组合式风电塔筒段及其风电塔，包括若干段相互拼接的弧形预制塔筒段分片，每片预制塔筒段分片均包括弧形板以及固定安装在弧形板上下两侧的轻钢钢管，轻钢钢管弧形端面上开设便于穿设预应力筋的应力孔，每块弧形板均包括曲型波纹钢板、设置在波纹钢板两侧的钢筋网以及浇筑在钢筋网外侧的混凝土，波纹钢板上开设有便于波纹钢板两侧混凝土相互流通的通孔；相邻的预制塔筒段分片之间固定安装有紧固装置，该预应力组合式风电塔筒段具备可以在现场对塔筒段进行组装浇筑的优点。

技术领域

本发明涉及风电塔筒结构技术领域，涉及一种轻钢混凝土预应力组合式风电塔筒段及其风电塔，尤其涉及一种波纹钢骨型轻钢混凝土预应力组合式风电塔筒段及其风电塔。

背景技术

我国近几十年的社会发展迅猛，目前已成为世界GDP总量第二的国家。然而，高速发展的背后也藏有严重的环境污染问题，如温室效应、雾霾、酸雨等。如今，国际形势竞争激烈，全球化石能源储存已无法满足各国猛烈的发展需求，在这个时代的节点上，发展、利用清洁能源刻不容缓。近年来，风能以其绿色、环保、可持续的特点受到世界各国的大力开发。相比于其他能源，风能可无限再生，且储量丰富；除此，风能还具有分布广、易获得、成本低的特点。目前全球风能储备充足，风电产业装机量连年呈线性增长，我国风电产业装机量已位居世界前列。如今，为了进一步提升风能源利用率，风电机正朝着“功率大、塔架高、离岸远”的方向发展，这对新型风电塔的研发提出了更高的要求。

现有装配式预应力混凝土风电塔筒结构形式主要表现为：将若干预制塔筒段吊装，并通过各种方式在高度方向上布置预应力构件使其形成整体。然而，该形式中塔筒段为塔筒整体装配中的最小单位，对于尺寸较大的风电塔筒仍存在塔筒段预制、运输、施工不便的问题，尤其是在海上或者山上对塔筒进行装配时，固定尺寸的塔筒段不仅存在运输不便，同时在复杂地形下也不便于对其进行组装，尤其是在复杂环境中使用，不能够根据环境来设计塔筒的抗风能力和抗震以及抗剪能力，进而缩短了塔筒的使用寿命以及增加了维护和维修的成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种轻钢混凝土预应力组合式风电塔筒段及其风电塔，具备可以在现场对塔筒段进行组装浇筑等优点，解决了固定尺寸的塔筒段不仅存在运输不便，同时在复杂地形下也不便于对其进行组装，尤其是在复杂环境中使用，不能够根据环境来设计塔筒的抗风能力和抗震以及抗剪能力的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种轻钢混凝土预应力组合式风电塔筒段，包括若干段相互拼接的弧形预制塔筒段分片，每片预制塔筒段分片均包括弧形板以及固定安装在弧形板上下两侧的轻钢钢管，轻钢钢管弧形端面上开设便于穿设预应力筋的应力孔，每块弧形板均包括曲型波纹钢板、设置在波纹钢板两侧的钢筋网以及浇筑在钢筋网外侧的混凝土，波纹钢板上开设有便于波纹钢板两侧混凝土相互流通的通孔；相邻的预制塔筒段分片之间固定安装有紧固装置。

有益效果：轻钢钢管上开设应力孔，风电塔筒段组装时通过在应力孔内插入合适的预应力筋实现风电塔筒段的纵向拼接，提升塔筒强度且抗疲劳；预制塔筒段分片中的弧形板采用带通孔波纹钢板、钢筋网以及混凝土浇筑的方式进行组装，波纹钢板上开设通孔，便于混凝土浇筑时相互流通，有利于与混凝土的协同工作，提升塔筒的抗剪性能，且也能减少弧形板的重量，方便运输、安装，节能环保且节约制造成本，减小地震作用不利影响；钢筋网的设计能够使得波纹钢板与混凝土更好的粘合。整个组装后的风电塔筒力学性能更加出色，强度和延性也好。

进一步，紧固装置包括分别位于预制塔筒段分片内侧和外侧的内钢模板与外钢模板，外钢模板上固定安装有贯穿内钢模板的螺杆，螺杆上螺纹连接有螺帽。有益效果：内钢模板、外钢模板、螺杆、螺帽的配合便于简单快捷的将预制塔筒段分片组装。