一种装配式预应力格构式钢管混凝土混合式风机塔架的制作方法

本实用新型涉及海上风力发电技术领域。

背景技术：

风电能源是一种无污染、可再生的清洁能源。与陆上风电能源相比，海上风电能源具有风机发电量高、单机装机容量更大、风机运行更稳定、风电场的建设无需占用土地等优势，近年来开始受到国家能源主管部门和行业的广泛关注。

近年来风机的尺寸越来越大，所需的塔筒高度和直径也越来越大，传统的风机多采用实腹式的塔筒，这种塔筒受风面积较大，材料用量较多，因此，为了充分开发我国广阔的海洋风能资源，降低塔筒所受荷载和材料用量，需要对传统塔筒形式作出改进，研发出性能最佳的塔筒形式。

技术实现要素：

本实用新型综合提出一种装配式预应力格构式钢管混凝土混合式风机塔架：塔架为格构式柱，可显著降低作用在塔架上的风荷载，各杆件主要承受轴向力，从而能充分利用材料的强度，肢件采用钢管混凝土，可减少钢材的用量，并对其施加预应力，改善其抗拉性能。结构构造简单、竖向和整体稳定性好，是一种全新的海上风机塔架形式，结构体系全部采用装配化建造方式，可显著提高施工效率、保证施工质量、降低施工措施费用。

本实用新型的技术方案如下：

一种装配式预应力格构式钢管混凝土混合式风机塔架。该结构包括风机、上部塔筒、环形钢箱梁、格构式塔架、基础。所述的格构式塔架的各肢件下部直接贯入基础，最上部的水平杆件用环形钢箱梁替换，环形钢箱梁与上部塔筒通过螺栓连接；所述结构在上部塔筒上布置一台风机。

所述的格构式塔架为格构式柱，其各肢件为预应力钢管混凝土，采用后张法，并预留了张拉预应力筋的孔道，孔道中穿设预应力筋，肢件可根据其长度进行分段，各段之间采用法兰连接；其各缀杆可为空钢管或钢管混凝土。

本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)塔架为格构式柱，可减少材料的用量，杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，同时格构式塔架受风荷载面积小，可显著降低作用在塔架上的风荷载；

(2)格构式塔架的肢件采用钢管混凝土，可有效降低钢管厚度、减少焊接工作量、降低用钢量；

(3)结构体系全部采用装配化建造方式，可显著提高施工效率、保证施工质量、降低施工措施费用。

附图说明

图1为本实用新型的整体示意图；

图2为本实用新型中上部塔筒的示意图；

图3为本实用新型中环形钢箱梁的示意图；

图4为本实用新型中格构式塔架的示意图和截面图；

图5为本实用新型中肢件法兰连接的示意图；

图6为本实用新型中肢件横截面图；

图中：1-风机、2-上部塔筒、3-环形钢箱梁、4-格构式塔架、5-基础、6- 螺栓孔、7-肢件、8-缀杆、9-法兰盘、10-螺栓、11-肋板、12-预留孔道、13- 预应力筋。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型作进一步描述。

如图1所示，一种装配式预应力格构式钢管混凝土混合式风机塔架，涉及海上风力发电技术领域。该体系包含风机(1)、上部塔筒(2)、环形钢箱梁(3)、格构式塔架(4)、基础(5)。所述的格构式塔架(4)的各肢件(7)下部直接贯入基础(5)，最上部的水平杆件用环形钢箱梁(3)替换，并通过环形钢箱梁(3)与上部塔筒(2)连接；所述结构在上部塔筒(2)上布置一台风机，肢件(7)可根据其长度进行分段，各肢件两端均设置了法兰盘(9)，用于各肢件间的法兰连接。

如图2、图3所示，环形钢箱梁(3)和上部塔筒(2)间采用螺栓连接，并分别预留了螺栓孔(6)。

如图4所示，肢件(7)间采用法兰连接，各肢件(7)两端均设置了法兰盘 (9)，法兰盘(9)四周设置了肋板(11)，并采用螺栓(10)进行连接。

如图5所示，肢件(7)采用预应力钢管混凝土，使用后张法，肢件(7)中设置了张拉预应力筋所需的预留孔道(12)，并在孔道中穿设了预应力筋(13)。

本实用新型提供了一种装配式预应力格构式钢管混凝土混合式风机塔架，塔架为格构式柱，可显著降低作用在塔架上的风荷载，肢件采用钢管混凝土，可减少钢材的用量，并对其施加预应力，改善其抗拉性能。结构构造简单、竖向和整体稳定性好，是一种全新的海上风机塔架形式，结构体系全部采用装配化建造方式，可显著提高施工效率、保证施工质量、降低施工措施费用。

以上所述仅仅是本实用新型的优选实施方案，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方案。在本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干修改、补充或改用类似方式替代，这些也应视作本实用新型的保护范围。

尽管本文较多地使用了：1-风机、2-上部塔筒、3-环形钢箱梁、4-格构式塔架、5-基础、6-螺栓孔、7-肢件、8-缀杆、9-法兰盘、10-螺栓、11-肋板、12- 预留孔道、13-预应力筋等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型的精神相违背的。