一种预应力混凝土风电塔架体系的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种风电塔架体系，特别涉及一种预应力混凝土风电塔架体系。
【背景技术】
[0002]风力发电塔架属于塔桅结构，塔架结构本身高宽比很大，结构的截面以受弯承载力控制，塔架越高塔底弯矩越大，塔架截面也越大。当风力发电设备应用于低风速地区时，为了获得稳定可靠地风力资源，就需要更高的塔架结构。目前的钢塔架由于造价及刚度问题，不适合100m以上的风力发电塔架结构，对于此类较高的塔架结构目前均采用上部采用钢结构下部采用预应力混凝土的混合塔架结构，或者风力发电塔架整体都采用预应力混凝土。由于塔架较高造成底部需要巨大的混凝土截面，给塔架结构的制作及安装带来很多问题。
[0003]现有的预应力混凝土塔架，在底部截面往往需要很大的截面尺寸才能满足塔架底部弯矩的承载力需求。因此不论是在工厂预制还是现场浇筑的预应力混凝土塔架，都会因为底部截面的巨大尺寸而产生诸多运输问题。
[0004]现有的塔架结构，不论是钢制塔架还是预应力混凝土塔架，其下部截面均为渐变，越接近地面的部位截面尺寸越大。由于每一节段的尺寸都不相同，无论在工厂预制或现场浇筑混凝土塔架，都需要制作多中规格的模板、多种规格的钢筋骨架。同样由于节段较多，每一节段都有需要预制场地导致预制厂对空间的需求很大。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种预应力混凝土风电塔架体系，要解决塔架结构的受力性能的技术问题；使用沿塔架周边均匀布置的发散状预应力拉索来平衡风力发电机组对塔架结构产生的弯矩，减小塔架结构下部承受的弯矩荷载。
[0006]本实用新型的目的是提供一种预应力混凝土风电塔架体系，要解决塔架生产的技术问题，通过应用本实用新型的技术，可以将风力发电机组对塔架结构底部产生的巨大弯矩荷载分散出去，从而可以在风力发电塔架结构下部采用相同的截面尺寸，在工厂预制或现场浇筑混凝土塔架就可以均采用同样规格的一套模板就可以生产全部塔架，从而大大减小塔架结构的生产问题，大大减小塔架结构的模板费用，节省塔架结构的成本。
[0007]为实现上述目的，本实用新型公开了一种预应力混凝土风电塔架体系，其塔架主体的上端连接风力发电机，所述塔架主体由位于下部的混凝土塔筒和位于上部的钢塔段套接而成，所述塔架主体由预应力拉索拉结固定。
[0008]所述预应力拉索有设置在下部混凝土塔筒内部的竖向预应力束和设置在下部混凝土塔筒外部的斜向预应力拉索。
[0009]竖向预应力束与斜向预应力拉索的上端均锚固于上部钢塔段底部法兰上，斜向预应力拉索的下端与抗拔基础固定连接，竖向预应力束的下端与混凝土塔筒的底座锚固连接。
[0010]所述竖向预应力束的数量不少于3根，围绕混凝土塔筒的内壁均匀分布，每根竖向预应力束平行于混凝土塔筒内壁。
[0011]所述斜向预应力拉索的数量不少于3根，围绕混凝土塔筒外侧周边呈发散状均匀布置，所有斜向预应力拉索与水平面的夹角相同，角度范围是40°?80°。
[0012]所述斜向预应力拉索的底端距离混凝土塔筒底端的距离不超过风力发电机的叶片半径。
[0013]所述钢塔段底部法兰上有穿过锚固竖向预应力束的紧固件的穿孔，钢塔段底部法兰的侧面是连接斜向预应力拉索的法兰外侧耳板。
[0014]所述斜向预应力拉索的端部锚固于钢塔段底部法兰上的法兰外侧耳板。
[0015]所述混凝土塔筒为等径圆筒或不等径圆锥筒。
[0016]与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果:
[0017]采用本实用新型的技术后，塔架结构下部预应力混凝土部分可以采用相同的截面。不论是在工厂预制还是在现场浇筑，都可以最大限度的简化模板工程，降低塔架结构的模板费用。由于下部塔架结构采用统一截面，因此在工厂预制阶段的预制工作可以大幅度简化，增加工厂预制效率。
[0018]由于外部预应力束分散了下部塔架的弯矩，因此下部塔架可以采用更小的截面，节省塔架造价；同时由于塔架的截面变小，预制过程中可以将塔架只在竖向分段，而不进行环向分片；如此现场不需再进行将塔架环片拼装为塔架整环节段的拼装工作，使现场拼装工作更为简单。由预制厂到现场运输过程中，不需再进行环段分片的运输，可以直接进行环段整体的运输；而且塔架结构由于截面变小，整个塔架的总重量将大幅减小，从而节省运输费用。
[0019]由于下部塔架的弯矩大幅减小，塔架基础不再需要抵抗很大的倾覆弯矩，故可以将此基础大幅减小，从而大幅节省塔架基础造价。
[0020]与预应力束全部布置在塔架内部的预应力混凝土塔架相比，本实用新型中采用的预应力束在塔架底部分散的半径更大，所形成的预应力工作截面更大，工作效率更高，相对于同样的塔架底部弯矩，可以采用更少的预应力钢束。因此本实用新型可以节省预应力分项的工程造价。
【附图说明】
[0021]下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
[0022]图1是本实用新型的结构示意图。
[0023]图2是本实用新型的下部混凝土塔筒的俯视结构示意图。
[0024]图3是本实用新型的预应力拉索的锚固节点结构示意图。
[0025]附图标记:1 一斜向预应力拉索、2 —混凝土塔筒、3 —竖向预应力束、4 一钢塔段、5 一抗拔基础、6 —钢塔段底部法兰、7-风力发电机、8-法兰外侧耳板。
【具体实施方式】
[0026]如图1所示，这种预应力混凝土风电塔架体系，其塔架主体的上端连接风力发电机7，其特征在于，所述塔架主体由位于下部的混凝土塔筒2和位于上部的钢塔段4套接而成，所述塔架主体由预应力拉索拉结固定；所述预应力拉索有设置在下部混凝土塔筒2内部的竖向预应力束3和设置在下部混凝土塔筒2外部的斜向预应力拉索1 ;竖向预应力束3与斜向预应力拉索1的上端均锚固于上部钢塔段底部法兰6上，斜向预应力拉索1的下端与抗拔基础5固定连接，竖向预应力束3的下端与混凝土塔筒2的底座锚固连接。
[0027]参见图2所示，所述竖向预应力束3的数量不少于3根，围绕混凝土塔筒2的内壁均匀分布，每根竖向预应力束3平行于混凝土塔筒2内壁；所述斜向预应力拉索1的数量不少于3根，围绕混凝土塔筒2外侧周边呈发散状均匀布置，所有斜向预应力拉索1与水平面的夹角相同，角度范围是40°?80° ;所述斜