一种风力发电塔架的制作方法

本实用新型涉及风力发电塔架设备技术，尤其涉及一种风力发电塔架。

背景技术：

风力发电技术无需燃料、占地少、清洁环保无污染，已日益成为各国重点发展领域，拥有广阔的发展前景，而风力发电塔架作为发电机支撑构件，在当前的电力行业风力发电机组中，其重量约占发电机组总重的1/2。因而，改善风力发电塔架的结构，使其在轻巧的同时能保证较强的承载能力，从而提升风力发电的经济性能，是风力发电研究的一个热点。

目前的风力发电塔架的结构一般采用圆筒型钢管塔架的结构，虽然该圆筒型钢管结构的塔架外形简单美观、传力明确，但是由于风能一般随高度的增加而增大，为了充分利用风能，塔架高度需随之增加，造成圆筒型钢管较粗、重量增大，使得塔架制造难度以及成本显著提高，导致风力发电的经济性能较低；同时，由于风力发电塔架一般布设在偏远地区，还面临运输和施工吊装困难的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种风力发电塔架，能够有效提升风力发电的经济性能。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一方面，本实用新型实施例提供一种风力发电塔架，包括：立柱、水平腹杆以及斜腹杆，其中，

立柱，竖直放置，多个立柱依次通过水平腹杆焊接形成一闭环结构，截面为蜂窝状，包括第一钢板以及第二钢板，第二钢板为L型，通过冷弯形成，采用角焊缝方式将第二钢板与第一钢板焊接，形成类三角形结构，在竖直方向上，形成多级节点；

水平腹杆，截面为T型，包括翼缘以及腹板，翼缘分别焊接在立柱的各级节点上，腹板焊接在翼缘上，并依次形成一闭环结构；

斜腹杆，截面为T型，焊接在相邻交叉节点的翼缘上。

结合第一方面，在第一方面的第一种实施方式中，所述风力发电塔架还包括：

横向加劲肋，在预先设置的立柱各高度上，通过焊接的方式连接相邻的立柱。

结合第一方面，在第一方面的第二种实施方式中，所述立柱包括：第一立柱、第二立柱以及第三立柱；

水平腹杆包括：第一级水平腹杆、第二级水平腹杆、第三级水平腹杆、第四级水平腹杆以及第五级水平腹杆，每一级水平腹杆包括：第一腹杆、第二腹杆以及第三腹杆；

斜腹杆包括：第一级斜腹杆、第二级斜腹杆、第三级斜腹杆以及第四级斜腹杆，每一级斜腹杆包括：第一斜腹杆、第二斜腹杆以及第三斜腹杆；

第一立柱、第二立柱以及第三立柱形成一三角形结构；

每一级的第一腹杆、第二腹杆以及第三腹杆依次焊接在相邻的第一立柱、第二立柱以及第三立柱的节点上，形成一水平闭环；

在第一立柱、第一级水平腹杆中的第一腹杆以及第二腹杆焊接处的第一一节点，与第二立柱、第二级水平腹杆中的第二腹杆以及第三腹杆焊接处的第二二节点之间，焊接第一级斜腹杆中的第一斜腹杆；

在第二立柱、第一级水平腹杆中的第二腹杆以及第三腹杆焊接处的第一二节点，与第三立柱、第二级水平腹杆中的第一腹杆以及第三腹杆焊接处的第二三节点之间，焊接第一级斜腹杆中的第二斜腹杆；

在第三立柱、第一级水平腹杆中的第一腹杆以及第三腹杆焊接处的第一三节点，与第一立柱、第二级水平腹杆中的第二腹杆以及第一腹杆焊接处的第二一节点之间，焊接第一级斜腹杆中的第三斜腹杆；

在第二立柱、第二级水平腹杆中的第二腹杆以及第三腹杆焊接处的第二二节点，与第一立柱、第三级水平腹杆中的第一腹杆以及第二腹杆焊接处的第三一节点之间，焊接第二级斜腹杆中的第一斜腹杆；

在第三立柱、第二级水平腹杆中的第一腹杆以及第三腹杆焊接处的第二三节点，与第二立柱、第三级水平腹杆中的第二腹杆以及第三腹杆焊接处的第三二节点之间，焊接第二级斜腹杆中的第二斜腹杆；

在第一立柱、第二级水平腹杆中的第二腹杆以及第一腹杆焊接处的第二一节点，与第三立柱、第三级水平腹杆中的第一腹杆以及第三腹杆焊接处的第三三节点之间，焊接第二级斜腹杆中的第三斜腹杆；

第三级斜腹杆焊接的连接方式与第一级斜腹杆焊接的连接方式相同，第四级斜腹杆焊接的连接方式与第二级斜腹杆焊接的连接方式相同，如此循环。

结合第一方面，在第一方面的第三种实施方式中，所述立柱包括：第一立柱、第二立柱、第三立柱以及第四立柱；

每一级水平腹杆包括：第一腹杆、第二腹杆、第三腹杆以及第四腹杆；

每一级斜腹杆包括：第一斜腹杆、第二斜腹杆、第三斜腹杆以及第四腹杆；

第一立柱、第二立柱、第三腹杆以及第四腹杆形成一正四边形结构；

第一腹杆通过水平焊接连接第一立柱和第四立柱，第二腹杆通过水平焊接连接第一立柱和第二立柱，第三腹杆通过水平焊接连接第二立柱和第三立柱，第四腹杆通过水平焊接连接第三立柱和第四立柱；

在第一级水平腹杆中的第一腹杆以及第二腹杆焊接处的第一一节点，与第二级水平腹杆中的第一腹杆以及第四腹杆焊接处的第二四节点之间，焊接第一级斜腹杆中的第一斜腹杆；

在第一级水平腹杆中的第二腹杆以及第三腹杆焊接处的第一二节点，与第二级水平腹杆中的第一腹杆以及第二腹杆焊接处的第二一节点之间，焊接第一级斜腹杆中的第二斜腹杆；

在第一级水平腹杆中的第三腹杆以及第四腹杆焊接处的第一三节点，与第二级水平腹杆中的第二腹杆以及第三腹杆焊接处的第二二节点之间，焊接第一级斜腹杆中的第三斜腹杆；

在第一级水平腹杆中的第四腹杆以及第一腹杆焊接处的第一四节点，与第二级水平腹杆中的第三腹杆以及第四腹杆焊接处的第二三节点之间，焊接第一级斜腹杆中的第四斜腹杆；

在第二级水平腹杆中的第一腹杆以及第二腹杆焊接处的第二一节点，与第三级水平腹杆中的第二腹杆以及第三腹杆焊接处的第三二节点之间，焊接第二级斜腹杆中的第一斜腹杆；

在第二级水平腹杆中的第二腹杆以及第三腹杆焊接处的第二二节点，与第三级水平腹杆中的第三腹杆以及第四腹杆焊接处的第三三节点之间，焊接第二级斜腹杆中的第二斜腹杆；

在第二级水平腹杆中的第三腹杆以及第四腹杆焊接处的第二三节点，与第三级水平腹杆中的第一腹杆以及第四腹杆焊接处的第三四节点之间，焊接第二级斜腹杆中的第三斜腹杆；

在第二级水平腹杆中的第四腹杆以及第一腹杆焊接处的第二四节点，与第三级水平腹杆中的第一腹杆以及第二腹杆焊接处的第三一节点之间，焊接第二级斜腹杆中的第四斜腹杆；

第三级斜腹杆焊接的连接方式与第一级斜腹杆焊接的连接方式相同，第四级斜腹杆焊接的连接方式与第二级斜腹杆焊接的连接方式相同，如此循环。

结合第一方面、第一方面的第一种至第三种中的任一种实施方式，在第一方面的第四种实施方式中，所述立柱以节点进行分节段，在每一节点对应的节段上设置法兰盘，上下节点段的立柱通过法兰盘连接固定。

本实用新型实施例提供的风力发电塔架，包括：立柱、水平腹杆以及斜腹杆，其中，立柱，竖直放置，多个立柱依次通过水平腹杆焊接形成一闭环结构，截面为蜂窝状，包括第一钢板以及第二钢板，第二钢板为L型，通过冷弯形成，采用角焊缝方式将第二钢板与第一钢板焊接，形成类三角形结构，在竖直方向上，形成多级节点；水平腹杆，截面为T型，包括翼缘以及腹板，翼缘分别焊接在立柱的各级节点上，腹板焊接在翼缘上，并依次形成一闭环结构；斜腹杆，截面为T型，焊接在相邻交叉节点的翼缘上，能够有效提升风力发电的经济性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例风力发电塔架立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例风力发电塔架俯视结构示意图；

图3为本实用新型实施例立柱立体结构示意图；

图4为本实用新型实施例设置有横向加劲肋的立柱立体结构示意图；

图5为本实用新型实施例设置有横向加劲肋的立柱俯视结构示意图；

图6为本实用新型另一实施例风力发电塔架立体结构示意图；

图7为本实用新型另一实施例风力发电塔架俯视结构示意图；

图8为本实用新型实施例立柱节点结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型实施例风力发电塔架立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例风力发电塔架俯视结构示意图；

图3为本实用新型实施例立柱立体结构示意图。

参见图1～图3，该风力发电塔架包括：立柱11、水平腹杆12以及斜腹杆13，其中，

立柱11，竖直放置，多个立柱11依次通过水平腹杆12焊接形成一闭环结构，截面为蜂窝状，包括第一钢板111以及第二钢板112，第二钢板112为L型，通过冷弯形成，采用角焊缝方式将第二钢板112与第一钢板111焊接，形成类三角形结构，在竖直方向上，形成多级节点；

本实施例中，立柱11截面为类似于“仿T型”的构造形式，立柱与立柱之间通过焊接水平的水平腹杆12连接。

本实施例中，作为一可选实施例，第二钢板112厚3～6mm。

水平腹杆12，截面为T型，包括翼缘121以及腹板122，翼缘121分别焊接在立柱11的各级节点上，腹板122焊接在翼缘121上，并依次形成一闭环结构；

本实施例中，作为一可选实施例，翼缘121以及腹板122采用热轧型钢，或者，焊接T型钢，腹板122在与立柱11相接的部位截断。

本实施例中，作为另一可选实施例，通过合理的角度控制，腹板122也可以采用节点板123或板端局部扩大的措施，通过角焊缝与立柱11连接。

斜腹杆13，截面为T型，焊接在相邻交叉节点的翼缘121上。

本实施例中，作为一可选实施例，斜腹杆13采用热轧型钢，或者，焊接T型钢。

本实施例中，作为另一可选实施例，通过合理的角度控制，斜腹杆13也可以采用节点板123或板端局部扩大的措施，通过角焊缝与立柱11的相邻交叉节点连接，从而与水平腹杆12以及立柱11形成一整体，以保障连接的可靠性。

本实施例中，作为一可选实施例，当塔架结构受到水平风荷载或者地震荷载作用产生扭转时，为了提升其对结构抗扭承载力，沿立柱高度方向上，每隔预先设置的距离阈值，设置横向加劲肋，因而，该风力发电塔架还可以包括：

横向加劲肋14，在预先设置的立柱各高度上，通过焊接的方式连接相邻的立柱11。

图4为本实用新型实施例设置有横向加劲肋的立柱立体结构示意图；

图5为本实用新型实施例设置有横向加劲肋的立柱俯视结构示意图。

参见图4和图5，横向加劲肋可以设置为矩形。

本实施例中，作为一可选实施例，立柱的数量可以设置为3，形成三角形截面的风力发电塔架，三角形截面的风力发电塔架的截面采用等边三角形，如上述图1～图5所示，节点级数设置为5级。即：

立柱包括：第一立柱、第二立柱以及第三立柱(图中未示出)；

水平腹杆包括：第一级水平腹杆、第二级水平腹杆、第三级水平腹杆、第四级水平腹杆以及第五级水平腹杆，每一级水平腹杆包括：第一腹杆、第二腹杆以及第三腹杆(图中未示出)；

斜腹杆包括：第一级斜腹杆、第二级斜腹杆、第三级斜腹杆以及第四级斜腹杆，每一级斜腹杆包括：第一斜腹杆、第二斜腹杆以及第三斜腹杆(图中未示出)；

第一立柱、第二立柱以及第三立柱形成一三角形结构；

每一级的第一腹杆、第二腹杆以及第三腹杆依次焊接在相邻的第一立柱、第二立柱以及第三立柱的节点上，形成一水平闭环；

在第一立柱、第一级水平腹杆中的第一腹杆以及第二腹杆焊接处的第一一节点，与第二立柱、第二级水平腹杆中的第二腹杆以及第三腹杆焊接处的第二二节点之间，焊接第一级斜腹杆中的第一斜腹杆；

在第二立柱、第一级水平腹杆中的第二腹杆以及第三腹杆焊接处的第一二节点，与第三立柱、第二级水平腹杆中的第一腹杆以及第三腹杆焊接处的第二三节点之间，焊接第一级斜腹杆中的第二斜腹杆；

在第三立柱、第一级水平腹杆中的第一腹杆以及第三腹杆焊接处的第一三节点，与第一立柱、第二级水平腹杆中的第二腹杆以及第一腹杆焊接处的第二一节点之间，焊接第一级斜腹杆中的第三斜腹杆；

在第二立柱、第二级水平腹杆中的第二腹杆以及第三腹杆焊接处的第二二节点，与第一立柱、第三级水平腹杆中的第一腹杆以及第二腹杆焊接处的第三一节点之间，焊接第二级斜腹杆中的第一斜腹杆；

在第三立柱、第二级水平腹杆中的第一腹杆以及第三腹杆焊接处的第二三节点，与第二立柱、第三级水平腹杆中的第二腹杆以及第三腹杆焊接处的第三二节点之间，焊接第二级斜腹杆中的第二斜腹杆；

在第一立柱、第二级水平腹杆中的第二腹杆以及第一腹杆焊接处的第二一节点，与第三立柱、第三级水平腹杆中的第一腹杆以及第三腹杆焊接处的第三三节点之间，焊接第二级斜腹杆中的第三斜腹杆；

第三级斜腹杆焊接的连接方式与第一级斜腹杆焊接的连接方式相同，第四级斜腹杆焊接的连接方式与第二级斜腹杆焊接的连接方式相同，如此循环。

本实施例中，第一腹杆通过水平焊接连接第一立柱和第三立柱，第二腹杆通过水平焊接连接第一立柱和第二立柱，第三腹杆通过水平焊接连接第二立柱和第三立柱。

本实施例中，作为另一可选实施例，立柱的数量可以设置为4，节点级数设置为多级，形成四边形截面的风力发电塔架，四边形截面的风力发电塔架的截面采用正四边形。

本实施例中，考虑到结构受力性能和抗震性能，斜腹杆可以采用交叉形式布置。

图6为本实用新型另一实施例风力发电塔架立体结构示意图；

图7为本实用新型另一实施例风力发电塔架俯视结构示意图。

参见图6和图7，立柱包括：第一立柱、第二立柱、第三立柱以及第四立柱(图中未示出)；

每一级水平腹杆包括：第一腹杆、第二腹杆、第三腹杆以及第四腹杆(图中未示出)；

每一级斜腹杆包括：第一斜腹杆、第二斜腹杆、第三斜腹杆以及第四腹杆(图中未示出)；

第一立柱、第二立柱、第三腹杆以及第四腹杆形成一正四边形结构；

第一腹杆通过水平焊接连接第一立柱和第四立柱，第二腹杆通过水平焊接连接第一立柱和第二立柱，第三腹杆通过水平焊接连接第二立柱和第三立柱，第四腹杆通过水平焊接连接第三立柱和第四立柱；

在第一级水平腹杆中的第一腹杆以及第二腹杆焊接处的第一一节点，与第二级水平腹杆中的第一腹杆以及第四腹杆焊接处的第二四节点之间，焊接第一级斜腹杆中的第一斜腹杆；

在第一级水平腹杆中的第二腹杆以及第三腹杆焊接处的第一二节点，与第二级水平腹杆中的第一腹杆以及第二腹杆焊接处的第二一节点之间，焊接第一级斜腹杆中的第二斜腹杆；

在第一级水平腹杆中的第三腹杆以及第四腹杆焊接处的第一三节点，与第二级水平腹杆中的第二腹杆以及第三腹杆焊接处的第二二节点之间，焊接第一级斜腹杆中的第三斜腹杆；

在第一级水平腹杆中的第四腹杆以及第一腹杆焊接处的第一四节点，与第二级水平腹杆中的第三腹杆以及第四腹杆焊接处的第二三节点之间，焊接第一级斜腹杆中的第四斜腹杆；

在第二级水平腹杆中的第一腹杆以及第二腹杆焊接处的第二一节点，与第三级水平腹杆中的第二腹杆以及第三腹杆焊接处的第三二节点之间，焊接第二级斜腹杆中的第一斜腹杆；

在第二级水平腹杆中的第二腹杆以及第三腹杆焊接处的第二二节点，与第三级水平腹杆中的第三腹杆以及第四腹杆焊接处的第三三节点之间，焊接第二级斜腹杆中的第二斜腹杆；

在第二级水平腹杆中的第三腹杆以及第四腹杆焊接处的第二三节点，与第三级水平腹杆中的第一腹杆以及第四腹杆焊接处的第三四节点之间，焊接第二级斜腹杆中的第三斜腹杆；

在第二级水平腹杆中的第四腹杆以及第一腹杆焊接处的第二四节点，与第三级水平腹杆中的第一腹杆以及第二腹杆焊接处的第三一节点之间，焊接第二级斜腹杆中的第四斜腹杆；

第三级斜腹杆焊接的连接方式与第一级斜腹杆焊接的连接方式相同，第四级斜腹杆焊接的连接方式与第二级斜腹杆焊接的连接方式相同，如此循环。

图8为本实用新型实施例立柱节点结构示意图。参见图8，立柱可以采用分节段设置，以节点对立柱进行分节段，可以在每一节点对应的节段上设置法兰盘15，上下节点段的立柱通过法兰盘15连接固定。

本实施例的风力发电塔架，由于结构的合理性，结构简单，从而使得结构的耗钢量小，更容易做到轻质、高强，大大降低了企业的生产成本；同时，可以分节段工厂制作和拼接施工，能够适应工业化生产趋势，可以根据塔架实际高度与运输长度确定节段的长度，不仅使得节段设计灵活，也便于节段的运输，而且，根据节段长度的不同选择不同的连接方式，使得各节段之间既可以采用焊接方式，又可以采用法兰连接等多种连接方式，且构件尺寸小，有利于偏远地区施工时的运输和吊装；且自重小、承载能力大，抗动力荷载性能好；此外，立柱的蜂窝状构造充分发挥了空间性能，竖向承载能力高，抗侧刚度大，侧移小，通过合理布置拉、压格构式杆件，使斜腹杆作为立柱的支撑，减小了立柱的长细比，提高了稳定性，且水平腹杆和斜腹杆均采用T型构造，承载能力高，抗压、抗拉、抗弯性能好，稳定性好，连接简单、方便。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。