[发明专利]一种用于风电机组混凝土转接段的加固结构及施工方法

说明书

本发明公开了一种用于风电机组混凝土转接段的加固结构及施工方法。加固结构包括内外钢板、自锁锚栓群、对拉锚栓群、新增外包层、钢筋网片。所述内外钢板上预留锚栓孔且焊有栓钉，分别布置于混凝土塔筒顶部内侧及混凝土转接段与混凝土塔筒顶部外侧，所述对拉锚栓群及所述自锁锚栓群分别将内外钢板与原混凝土结构相连接，所述新增外包层由胶凝材料填充而成，位于外钢板与混凝土转接段及混凝土塔筒顶部之间，粘结内外钢板、混凝土转接段、混凝土塔筒顶部、自锁锚栓群、对拉锚栓群、钢筋网片及栓钉，所述钢筋网片置于新增外包层之中，并部分植入混凝土转接段与混凝土塔筒顶部。本发明能有效修复并加固已损伤的混凝土转接段，显著提高结构的整体性及承载力，且施工简单，使遭遇极端外荷载作用的风电机组能快速恢复正常运作。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，尤其涉及风电机组混合结构塔筒中用于混凝土转接段的加固结构及施工方法。

背景技术

近年来风力发电技术蓬勃发展，为了在广阔的低风速区获得更大的经济效益，采用大功率风电机组与超高轮毂高度已成为风电行业的发展趋势，这也对风电塔筒的强度和稳定性提出了更高的要求。相比于钢材，混凝土造价极低，混凝土的引入可有效降低塔筒用钢量，能在有效控制成本的基础上满足风电机组支撑结构日益增长的承载能力需求。目前在高轮毂及大功率的情况下使用较多的一种塔筒形式是钢-混凝土混合结构塔筒。钢-混凝土混合结构塔筒下部采用预应力混凝土塔筒，上部采用钢塔筒，两者之间通常通过中部的混凝土转接段相连。钢-混凝土混合结构塔筒兼具预应力混凝土塔筒及钢塔筒的优势，其刚度大、承载能力高且造价较低，非常适用于建造高轮毂、大功率的风电机组塔筒。

转接段作为连接预应力混凝土塔筒段和钢塔筒的过渡结构，是整个风电机组支撑结构的关键部位，其形式复杂、受力较大，在承受极端外荷载作用时易产生裂缝甚至出现破坏，这在实际工程中已有少数案例发生。转接段开裂或破坏后，需要及时进行损伤修补及结构加固，否则可能导致混凝土的进一步压溃甚至引起支撑结构的整体崩塌。此外，当因更换机组等原因造成塔筒承载能力需求提高时，也需对转接段进行补强加固。因此，需要研发出承载性能高、施工简单且成本较低的转接段加固结构及施工方法。

发明内容

本发明的目的在于，为解决现有工程问题，提供了用于风电机组混凝土转接段的加固结构及施工方法，通过对极端外荷载作用下遭到破坏的混凝土转接段进行裂缝修补及结构加固，增强转接段承载能力。

为达到以上目的，本发明提供了一种用于风电机组混凝土转接段的加固结构，应用于混凝土塔筒顶部及混凝土转接段，其特征在于，该结构包括外钢板、内钢板、自锁锚栓群、对拉锚栓群、新增外包层、钢筋网片；所述外钢板包裹于所述混凝土转接段及所述混凝土塔筒顶部外侧并留有一定空隙，所述内钢板布置于所述混凝土塔筒顶部内侧；所述自锁锚栓群植入所述混凝土转接段中，并锚固于所述外钢板外侧；所述对拉锚栓群植入并穿过所述混凝土塔筒顶部，并锚固于所述外钢板及内钢板之上；所述钢筋网片布置于所述外钢板与所述混凝土转接段、所述混凝土塔筒顶部之间的空隙之中，并部分植入所述混凝土转接段与所述混凝土塔筒顶部之中；所述新增外包层填充于所述外钢板与所述混凝土转接段、所述混凝土塔筒顶部之间的空隙之中，并包裹所述自锁锚栓群、对拉锚栓群及钢筋网片。

根据一个优选的实施方式，所述外钢板、内钢板上均预留锚孔，所述外钢板内侧设有均匀布置的栓钉。

根据一个优选的实施方式，所述新增外包层由胶凝材料组成。

本发明还提供了一种用于风电机组混凝土转接段加固结构的施工方法，加固结构包括前任一项所述，施工方法包括：制作所述外钢板及内钢板，于钢板上钻锚孔并焊接栓钉；对混凝土塔筒顶部及混凝土转接段的已有破损进行修复处理(如果原有混凝土结构已有破损)；安装所述外钢板及内钢板；填充新增外包层。

根据一个优选的实施方式，如果混凝土塔筒顶部及混凝土转接段已有破损，对其破损进行修复的步骤包括：凿除破损部分混凝土，植入部分钢筋网片，使用高强修补砂浆进行修补，并对已有混凝土裂缝进行压力灌浆闭合处理。