用于风力发电机混凝土塔筒基础的基础模具的制作方法

本发明涉及风力发电机领域，尤其是涉及一种用于风力发电机混凝土塔筒基础的基础模具。

背景技术：

随着风力发电机发电效率的增加，风力发电机的叶片长度越来越长，与之匹配的风力发电机的塔筒的高度与截面尺寸也不断增加。钢结构塔筒由于成本较高、运输困难，因此难以满足大截面高塔筒的建造要求。而预制混凝土塔筒能够经济地建造大型风力发电机组，因此得到广泛关注。与混凝土塔筒相对应的塔筒基础，既需要承载塔筒基础上部塔筒，又需要为对塔筒进行张拉预应力预留相应管道。

在风力发电机混凝土塔筒中，塔筒基础体积大，浇铸塔筒基础的基础模具尺寸也较大，基础模具需要分块拼接。相关技术中，用于风力发电机混凝土塔筒基础的基础模具的预应力管道的架设和定位困难，难以保证预应力管道的精确铺设。同时，基础模具拼接繁琐，且拆模困难。

技术实现要素：

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用于风力发电机混凝土塔筒基础的基础模具，这种基础模具使得波纹管架设方便，且能保证波纹管的精确铺设。

根据本发明的用于风力发电机混凝土塔筒基础的基础模具，包括：外模具；内模具，所述内模具设在所述外模具的内侧，所述内模具包括在上下方向上设置的第一内模段和第二内模段、以及连接在所述第一内模段和所述第二内模段之间的连接内模段，所述第一内模段的横截面积小于所述第二内模段的横截面积，其中所述连接内模段上形成有沿周向间隔设置的多个内模预应力定位孔；顶盖板，所述顶盖板套设在所述第一内模段的上端，所述顶盖板上形成有沿周向间隔设置的多个顶盖板预应力定位孔；多个波纹管，每个所述波纹管的下端伸入所述内模预应力定位孔内；多个第一波纹管定位件，每个所述第一波纹管定位件穿设在所述顶盖板预应力定位孔处且下端伸入所述波纹管内，且每个所述第一波纹管定位件封堵所述波纹管的上端；多个第二波纹管定位件，每个所述第二波纹管定位件穿设在所述内模预应力定位孔处，每个所述第二波纹管定位件的上端伸入所述波纹管内且向上延伸至邻近所述顶盖板，且每个所述第二波纹管定位件封堵所述波纹管的下端。

根据本发明的用于风力发电机混凝土塔筒基础的基础模具，通过在顶盖板上设置顶盖板预应力定位孔以定位波纹管的上端，在内模具上设置内模预应力定位孔以定位波纹管的下端，从而方便波纹管的架设和定位，保证波纹管的精确铺设，进而保证预应力管道的精确铺设。而且，波纹管的上端和下端均被封堵，混凝土浆液不会流入波纹管内，由此保证波纹管的通畅，进而保证预应力管道的通畅。

另外，根据本发明的用于风力发电机混凝土塔筒基础的基础模具还可具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，多个所述内模预应力定位孔包括沿周向均匀间隔设置的多组内模预应力定位孔组，每组所述内模预应力定位孔组包括至少一个所述内模预应力定位孔，多个所述内模预应力定位孔与多个所述顶盖板预应力定位孔一一对应。

根据本发明的一个实施例，每个所述波纹管在从上到下的方向上倾斜向内延伸。

根据本发明的一个实施例，所述顶盖板的上表面上设有向上延伸且中空的多个定位管，每个所述定位管的下端为所述顶盖板预应力定位孔。

进一步地，每个所述第一波纹管定位件和每个所述第二波纹管定位件分别包括：封闭板，所述封闭板设在所述定位管的远离所述波纹管中心的一侧；支撑杆，所述支撑杆设在所述封闭板的一侧表面上且位于所述波纹管内；提手部，所述提手部设在所述封闭板的另一侧表面上。

根据本发明的一个实施例，所述内模具由至少一个第一子内模具、多个第二子内模具和至少一个第三子内模具沿周向依次首尾拼接而成，其中所述第一子内模具从外到内宽度逐渐增大，所述多个第二子内模具中的其中两个位于所述第一子内模具的周向两端，且所述多个第二子内模具中的所述其中两个的与所述第一子内模具配合的表面与所述第一子内模具的对应表面相适配。

根据本发明的一个实施例，所述内模具内部设有内模水平支撑结构和内模斜撑结构。

进一步地，所述内模水平支撑结构的长度可调节。

根据本发明的一个实施例，所述外模具和所述内模具的远离彼此的一侧表面上设有多个第一加强筋和多个第二加强筋，多个所述第一加强筋轴向间隔设置且均沿周向延伸，多个所述第二加强筋与多个所述第一加强筋交叉设置，且多个所述第二加强筋周向间隔设置且均沿轴向延伸。

根据本发明的一个实施例，所述基础模具上形成有分别用于穿过电缆管和穿束管的穿孔。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的用于风力发电机混凝土塔筒基础的基础模具的示意图；

图2是图1中所示的用于风力发电机混凝土塔筒基础的基础模具的主视图；

图3是图1中所示的用于风力发电机混凝土塔筒基础的基础模具的俯视图；

图4是根据本发明实施例的用于风力发电机混凝土塔筒基础的基础模具的另一个俯视图，其中未示出顶盖板；

图5a是图4中所示的第一子内模具的示意图；

图5b是图5a中所示的第一子内模具的俯视图；

图5c是图5a中所示的第一上部子内模具的示意图；

图5d是图5a中所示的第二底部子内模具的示意图；

图6a是图4中所示的第二子内模具的示意图；

图6b是图6a中所示的第二子内模具的俯视图；

图6c是图6a中所示的第二上部子内模具的示意图；

图6d是图6a中所示的第二底部子内模具的示意图；

图7a是图4中所示的第三子内模具的示意图；

图7b是图7a中所示的第三子内模具的俯视图；

图7c是图7a中所示的第三上部子内模具的示意图；

图7d是图7a中所示的第三底部子内模具的示意图；

图8是图1中所示的顶盖板的示意图；

图9是图8中所示的第一子顶盖板模具的示意图；

图10是根据本发明实施例的第一波纹管定位件与定位管的装配示意图；

图11是图1中所示的第二波纹管定位件与内模具的装配示意图；

图12是图11中所示的A处的局部放大图；

图13是图1中所示的第一子外模具的示意图。

附图标记：

100：基础模具；101：中心轴线；

1：外模具；11：第一子外模具；

2：内模具；

211：第一内模段；212：第二内模段；213：连接内模段；

2131：内模预应力定位孔组；2132：内模预应力定位孔；

221：第一子内模具；2211：第一上部子内模具；2212：第一底部子内模具；

222：第二子内模具；2221：第二上部子内模具；2222：第二底部子内模具；

223：第三子内模具；2231：第三上部子内模具；2232：第三底部子内模具；

231：内模水平支撑结构；232：内模斜撑结构；

3：顶盖板；

31：顶盖板预应力定位孔组；32：顶盖板预应力定位孔；

33：定位管；34：第一子顶盖板模具；

4：第一波纹管定位件；

41：第一封闭板；42：第一支撑杆；43：第一提手部；

5：第二波纹管定位件；

51：第二封闭板；52：第二支撑杆；53：第二提手部；

61：第一加强筋；62：第二加强筋；

71：电缆管；72：电缆管穿孔；73：穿束管。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图13描述根据本发明实施例的用于风力发电机混凝土塔筒基础的基础模具100。

如图1-图13所示，根据本发明第一方面实施例的用于风力发电机混凝土塔筒基础的基础模具100，包括外模具1、内模具2、顶盖板3、多个波纹管(图未示出)、多个第一波纹管定位件4和多个第二波纹管定位件5。

内模具2设在外模具1的内侧，内模具2包括在上下方向上设置的第一内模段211和第二内模段212、以及连接在第一内模段211和第二内模段212之间的连接内模段213，第一内模段211的横截面积小于第二内模段212的横截面积，其中连接内模段213上形成有沿周向间隔设置的多个内模预应力定位孔2132。顶盖板3套设在第一内模段211的上端，顶盖板3上形成有沿周向间隔设置的多个顶盖板预应力定位孔32，每个波纹管的下端伸入内模预应力定位孔2132内。每个第一波纹管定位件4穿设在顶盖板预应力定位孔32处，每个第一波纹管定位件4的下端伸入波纹管内，且每个第一波纹管定位件4封堵波纹管的上端。每个第二波纹管定位件5穿设在内模预应力定位孔组2132处，每个第二波纹管定位件5的上端伸入波纹管内，且每个第二波纹管定位件5向上延伸至邻近顶盖板3，且每个第二波纹管定位件5封堵波纹管的下端。

例如，如图1-图4和图8-图12所示，用于风力发电机混凝土塔筒基础的基础模具100大体呈环形，内模具2、外模具1和底部垫层(图未示出)共同限定出基础模具100的浇铸成型空间。外模具1的底端和内模具2的底端平齐，且外模具1和内模具2均置于底部垫层上，外模具1在基础模具100的中心轴线101方向上的高度低于内模具2的高度。顶盖板3套设在第一内模段211上端的外侧，且顶盖板3与第一内模段211可以通过螺栓连接。第一波纹管定位件4从上而下穿设在顶盖板预应力定位孔32内，且第一波纹管定位件4的下部伸入波纹管内，以定位波纹管的上端。第二波纹管定位件5从下而上穿设在内模预应力定位孔2132内，且第二波纹管定位件5上部的直径小于波纹管的孔径，以便于第二波纹管定位件5的上部穿设在对应的波纹管内以定位波纹管的下端，而第二波纹管定位件5的下部置于波纹管的下方以封堵波纹管的下端。

由此，波纹管的上端与顶盖板预应力定位孔32内的第一波纹管定位件4相连，波纹管的下端与内模预应力定位孔2132相连，从而方便波纹管的架设和定位，保证波纹管的精确铺设。波纹管在混凝土塔筒基础内就可形成预应力管道，由此预应力管道铺设精确。

而且，顶盖板3置于波纹管的上方以封堵波纹管的上端，第二波纹管定位件5的下部置于波纹管的下方以封堵波纹管的下端，由此，向基础模具100的浇铸成型空间内浇铸混凝土时，混凝土浆液不会从波纹管的上端或下端流入波纹管内，造成波纹管的堵塞而影响预应力管道的通畅。

根据本发明实施例的用于风力发电机混凝土塔筒基础的基础模具100，通过在顶盖板3上设置顶盖板预应力定位孔32并通过第一波纹管定位件4定位波纹管的上端，在内模具2上设置内模预应力定位孔2132并通过第二波纹管定位件5定位波纹管的下端，从而方便波纹管的架设和定位，保证波纹管的精确铺设，进而保证预应力管道的精确铺设。而且，波纹管的上端通过顶盖板3封堵，波纹管的下端通过第二波纹管定位件5封堵，浇铸时混凝土浆液不会流入波纹管内，由此保证波纹管的通畅，进而保证预应力管道的通畅。

在本发明的一个实施例中，多个内模预应力定位孔2132包括沿周向均匀间隔设置的多组内模预应力定位孔组2131，每组内模预应力定位孔组2131包括至少一个内模预应力定位孔2132，多个内模预应力定位孔2132与多个顶盖板预应力定位孔32一一对应。

例如，如图1-图8所示，多个内模预应力定位孔2132沿周向间隔设置在连接内模段213上，图1和图5-图13的示例中示出了10组内模预应力定位孔组2131，10组内模预应力定位孔组2131在周向上均匀间隔排布，其中每组内模预应力定位孔组2131包括均匀间隔设置的4个内模预应力定位孔2132。同时，如图3所示，多个顶盖板预应力定位孔32包括在周向上均匀间隔排布的10组顶盖板预应力定位孔组31，其中每组顶盖板预应力定位孔组31包括4个顶盖板预应力定位孔32，而且40个顶盖板预应力定位孔32与40个内模预应力定位孔2132上下一一对应。由此，可进一步方便波纹管的架设，而且在混凝土塔筒内可以穿设40根预应力钢筋，便于对混凝土塔筒进行分段张拉预应力，保证混凝土塔筒的强度。

在本发明的一个实施例中，每个波纹管在从上到下的方向上倾斜向内延伸。例如，如图1-图3所示，多个顶盖板预应力定位孔32所在圆的直径大于多个内模预应力定位孔2132所在圆的直径，波纹管的上端向外延伸，且波纹管的下端向内延伸。由此，方便连通混凝土塔筒基础内的预应力管道和塔筒基础上方塔筒内的预应力管道。这里，需要说明的是，方向“内”可以理解为靠近基础模具100的中心轴线101的方向，其相反方向被定义为“外”。

在本发明的一个实施例中，顶盖板3的上表面上设有向上延伸且中空的多个定位管33，每个定位管33的下端为顶盖板预应力定位孔32。例如，如图1和图8-图10所示，每个顶盖板预应力定位孔32的上方对应设置有中空的定位管33，定位管33沿基础模具100的中心轴线101的方向向上延伸，且定位管33延伸的高度不超过第一内模段211的高度。而且，第一波纹管定位件4的下部自上向下穿过定位管33，且第一波纹管定位件4下部的长度大于定位管33的长度，第一波纹管定位件4的下部将超出定位管33一段，该段穿入波纹管内以定位波纹管的上端。由此，可进一步加强波纹管上部的定位强度，保证波纹管上部的精确铺设。

进一步地，每个第一波纹管定位件4和每个第二波纹管定位件5均分别包括：封闭板，支撑杆和提手部。封闭板设在定位管的远离波纹管中心的一侧，支撑杆设在封闭板的一侧表面上，且支撑杆位于波纹管内，提手部设在封闭板的另一侧表面上。

具体地，如图9-图12所示，每个第一波纹管定位件4分别包括第一封闭板41、第一支撑杆42和第一提手部43，每个第二波纹管定位件5分别包括：第二封闭板51、第二支撑杆52和第二提手部53。第一封闭板41设在远离波纹管中心的一侧，第一支撑杆42设在第一封闭板41的一侧表面上且位于波纹管内，第一提手部43设在第一封闭板41的另一侧表面上。同样，第二封闭板51设在远离波纹管中心的一侧，第二支撑杆52设在第二封闭板51的一侧表面上且位于波纹管内，第二提手部53设在第二封闭板51的另一侧表面上。

例如，如图9-图12所示，第一波纹管定位件4从上到下依次为第一提手部43、第一封闭板41和第一支撑杆42，且第一波纹管定位件4从上而下穿入定位管33内的波纹管，并将第一支撑杆42超出定位管33的一段置于波纹管内。同样地，第二波纹管从下到上依次为第二提手部53、第二封闭板51和第二支撑杆52，且第二波纹管定位件5从下而上穿入内模预应力定位孔2132内，并将第二支撑杆52穿入波纹管内。而且，第二支撑杆52的长度大于第一支撑杆42的长度，从而第二支撑杆52伸入波纹管内的长度较长，优选地，第二支撑杆52伸入波纹管的上部，第二支撑杆52的上端与第一支撑杆42的下端对接，或与第一支撑杆42非常邻近，由此，将波纹管的上端和下端定位完成后，向模具100的浇铸成型空间浇铸混凝土时，波纹管将保持其原有的形状，从而成型的预应力管道在轴向上保持竖直，方便预应力钢筋的穿设。在拆模时，向上提拉第一提手部43以拆除第一波纹管定位件4，向下提拉第二提手部53以拆除第二波纹管定位件5，由此，可以提高基础模具100的拆模效率。

可选地，内模具2由至少一个第一子内模具221、多个第二子内模具222和至少一个第三子内模具223沿周向依次首尾拼接而成，其中第一子内模具221从外到内宽度逐渐增大，多个第二子内模具222中的其中两个位于第一子内模具221的周向两端，且多个第二子内模具222中的其中两个的与第一子内模具221配合的表面与第一子内模具221的对应表面相适配。

例如，如图4-图7d所示，第一子内模具221由第一上部子内模具和第一底部子内模具上下拼装而成，第二子内模具222由第二上部子内模具和第二底部子内模具上下拼装而成，第三子内模具223由第三上部子内模具和第三底部子内模具上下拼装而成。。图4的示例中示出了一个第一子内模具221、2个第二子内模具222和7个第三子内模具223沿周向依次首尾拼接形成内模具2。当需要拆除内模具2时，先将第一子内模具221向内拆离，使第一子内模具221和与其相邻的第二子内模具222相互脱离，第一子内模具221从外到内宽度逐渐增大，由此，可方便第一子内模具221的拆卸，进而方便与第一子内模具221相邻的第二子内模具222的拆除，从而方便内模具2的拆除，提高基础模具100的拆模效率。而且，第一子内模具221、第二子内模具222和第三子内模具223的尺寸较小，由此，第一子内模具221、第二子内模具222和第三子内模具223的制造和运输更方便，从而可以节约成本。

而且，外模具1可以由多个第一子外模具11沿周向依次首尾拼接而成。顶盖板3可以由多个第一子顶盖板模具34沿周向依次首尾拼接而成。由于第一子外模具11和第一子顶盖板模具34的尺寸较小，由此，第一子外模具11和第一子顶盖板模具34的制造和运输更方便，从而可以节约成本。图8和图9的示例中示出了10个第一子顶盖板模具34沿周向依次首尾拼接形成顶盖板3，其中每个第一子顶盖板模具34的周向两端各设有一个吊耳(图未示出)，由此，可方便第一子顶盖板模具34和顶盖板3的吊装。

在本发明的一个实施例中，外模具1和内模具2的远离彼此的一侧表面上设有多个第一加强筋61和多个第二加强筋62，多个第一加强筋61轴向间隔设置且均沿周向延伸，多个第二加强筋62与多个第一加强筋61交叉设置，且多个第二加强筋62周向间隔设置且均沿轴向延伸。

例如，如图1所示，外模具1的外表面上均匀设有多个第二加强筋62，内模具2的内表面上均匀设有多个第二加强筋62。图1、图2和图5a的实例中示出了，外模具1的外表面上均匀设有3个第一加强筋61，内模具2的内表面上大体均匀设有5个第一加强筋61。由此，第一加强筋61可以增强外模具1和内模具2的环向抗弯曲能力，第二加强筋62可以增强外模具1和内模具2的轴向抗弯曲能力，从而提高整个基础模具100的抗弯曲能力，提高基础模具100的结构强度。

在本发明的进一步实施例中，内模具2内部设有内模水平支撑结构231和内模斜撑结构232。例如，如图3-图5a所示，内模具2内部有交叉设置的两个内模水平支撑结构231，两个内模水平支撑结构231均沿内模具2的径向布置，其中一个内模水平支撑结构231的一端止抵在第一子内模具221上。内模斜撑结构232从上到下、向外倾斜设置，内模斜撑结构232的一端与第一内模段211上第二加强筋62的底端相连，内模斜撑结构232的另一端与第二内模段212上对应的第二加强筋62相连。由此，内模水平支撑结构231可以增强内模具2的径向承载能力，内模斜撑结构232可以增强内模具2的径向承载能力和轴向承载能力。

进一步地，内模水平支撑结构231的长度可调节。拆除内模具2过程中，缩短内模水平支撑结构231的长度，然后可将第一子内模具221向内拆除，脱离内模具2，而后依次拆除第二子内模具222和第三子内模具223。由此，可方便内模具2的拆除，提高基础模具100的拆模效率。

具体地，内模水平支撑结构231的两端为带丝顶托(图未示出)，由此，可方便内模水平支撑结构231的长度调节。

在本发明的一个实施例中，用于风力发电机混凝土塔筒基础的基础模具100上形成有分别用于穿过电缆管71和穿束管73的穿孔。例如，如图2和图4所示，外模具1上设有沿周向均匀间隔分布的多个穿束管穿孔(图未示出)，且外模具1上设有多个沿周向间隔分布的多个电缆管穿孔72。同样地，在内模具2上设有多个穿束管穿孔和多个电缆管穿孔72，且内模具2上的多个穿束管穿孔与外模具上的多个穿束管穿孔在基础模具100的径向方向上一一对应，内模具上的多个电缆管穿孔72与外模具上的多个电缆管穿孔72在基础模具100的径向方向上一一对应。由此，可方便在基础模具100上穿设穿束管73和电缆管71，电缆管71内穿设电缆以保护电缆。

而且，每个穿束管穿孔和每个电缆管穿孔72内均穿设有定位销(图未示出)。具体地，电缆管71的一端与内模具2上电缆管穿孔72内的定位销相连，电缆管71的另一端与外模具1上电缆管穿孔72内的定位销相连。穿束管73的一端与内模具2上穿束管穿孔内的定位销相连，穿束管73的另一端与外模具1上穿束管穿孔内的定位销相连。由此，可以保证穿束管73和电缆管71的定位。

根据本发明实施例的用于风力发电机混凝土塔筒基础的基础模具100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。