一种变截面厚度的预装式混凝土塔架的制作方法

本实用新型属于风电场建设领域，涉及一种变截面厚度的预装式混凝土塔架。

背景技术：

全球能源紧张和环境气候问题的日益突出，促进了风能等可再生能源的大规模开发利用。风力发电是各种新能源中最具大规模开发条件和商业化的能源利用方式，其中，塔架是风力发电很重要的一部分。

在目前的风电场建设中，塔架可分为钢塔架、混凝土塔架和混合塔架三种基本型式。但是，对于低风速高切变风电场，钢塔架造价较高、自振周期较小、控制策略成本较高，传统混凝土塔架壁厚一致、施工吊装作业强度大且存在水平通缝，在风电场20年的使用年限中难免发生接缝处的缺陷，危害风机塔架基础的安全。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种变截面厚度的预装式混凝土塔架。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种变截面厚度的预装式混凝土塔架，包括若干平板块、若干圆角块以及一个连接段；平板块为直边六面体，横截面为梯形，圆角块为曲边六面体，平板块的高度大于圆角块；平板块与圆角块的侧壁交替连接形成若干闭环，若干闭环上下连接组成塔架本体；塔架本体从上至下的塔架本体厚度和横截面面积依次增加；连接段与塔架本体顶端连接，连接段底部形状与塔架本体顶端形状相同，连接段顶部为圆形。

本实用新型进一步的改进在于：

平板块和圆角块内部均设置用于容纳竖向预应力锚索的竖向预应力锚索孔道。

平板块和圆角块内部均设置用于容纳环向预应力锚索的横向预应力孔道，所述圆角块内壁设置用于锚固环向预应力锚索的环向预应力筋锚固座。

平板块与圆角块、平板块之间以及圆角块之间均为榫卯连接。

还包括设置在平板块侧壁的地脚螺栓，地脚螺栓与圆角块侧壁上设置的螺栓孔连接。

地脚螺栓为“L”型地脚螺栓，螺栓孔内部设置开口钢管。

平板块侧壁设置有灌浆槽，灌浆槽用于灌浆密封塔架的竖向接缝和横向接缝。

平板块、圆角块和连接段均为钢筋混凝土结构。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

通过平板块和圆角块的交错连接形成若干个闭环，若干闭环上下连接构成塔架本体，连接段连接在塔架本体顶端形成整个塔架结构。平板块和圆角块的高度设置为不相同的，使得整个塔架结构在水平面方向上无通缝，提高塔架的整体强度，保证风机的安全平稳运行；平板块、圆角块均可以堆叠放置运输，减少了运输费用。同时，平板块可以在坚实的地基上进行预制，模板周转时间对其无影响，提高了预制速度。通过设计变厚度的断面，不必以最大承载力的断面适应较小荷载的断面，相较于现有统一为最大承载力的断面厚度设计，可以充分利用材料，避免了安全度冗余，材料浪费。

进一步的，塔架整体结构通过竖向预应力锚索和环向预应力锚索连接，在使用年限内塔架结构始终处于受压状态，无薄弱环节。

进一步的，圆角块在地脚螺栓的对应位置设置螺栓孔，螺栓孔内预埋开口钢管，方便圆角块的安装，提高工作效率。

进一步的，在平板块侧壁设置有灌浆槽，对塔架的竖向接缝和横向接缝进行灌浆，将结构连接为一个整体，保证了结构的整体性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的连接段结构示意图；

图3为本实用新型的塔架顶部示意图；

图4为本实用新型的平板块示意图；

图5为本实用新型的圆角块示意图；

图6为本实用新型的图4A处局部放大示意图；

图7为本实用新型的图5B处局部放大示意图；

图8为本实用新型的平板块之间或圆角块之间的榫卯连接示意图；

图9为本实用新型的平板块与圆角块之间的榫卯连接示意图。

其中：1-平板块；2-圆角块；3-连接段；4-竖向预应力锚索孔道；5-横向预应力锚索孔道；6-环向预应力筋锚固座；7-灌浆槽；8-地脚螺栓；9-螺栓孔。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参见图1-5，本实用新型变截面厚度的预装式混凝土塔架，包括平板块1、圆角块2和连接段3。平板块1为混凝土塔架结构的主体结构，为变厚度的直边六面体，截面为梯形。平板块1侧壁设置有灌浆槽7，平板块1内设置有预应力锚索孔道4和地脚螺栓8；圆角块2为变厚度的曲边六面体，内壁设置有环向预应力筋锚固座6，圆角块2内部设置有竖向预应力锚索孔道4、横向预应力孔道5及锚栓孔9；连接段3为变截面的异形圆管结构，连接段3内部设置有预应力锚索孔道；平板块1、圆角块2和连接段3均为钢筋混凝土结构。

参见图6，地脚螺栓8为“L”型，其固定端位于平板块1中，锚固端凸出于平板块1侧壁。凸出端与圆角块2的螺栓孔9对应，螺栓孔9为开口孔，内置开口钢管，方便圆角块2的安装。

参见图8和9，平板块1与圆角块2之间通过榫卯连接，且通过地脚螺栓8和锚固在锚固座6上的环向预应力锚索将其固定为一个整体结构，并通过灌浆槽7进行灌浆密封。

平板块1之间、圆角块2之间通过榫卯连接，并采用通长的预应力锚索进行连接；且通过预留的灌浆槽7进行灌浆密封，保证塔架结构的密封性和整体性。

本实用新型采用高强混凝土结构，强度不低于C60，且采用高强灌浆进行密封，灌浆料的凝结时间初凝≥4h、终凝≤24h，流锥流动度初始为10～18s，30min为12～20s；24小时自由泌水率为2，压力泌水率≤2％；24小时自由膨胀率为0～3％。

实施过程：

首先，在基础上立起中心支撑立柱，吊装平板块1，固定可靠后，从外侧吊装圆角块2，预埋地脚螺栓8通过螺栓孔9卡入圆角块2内，完成一环的塔架吊装后，通过预留在环向孔道5内的拉线穿入环向预应力锚索，并锚固于锚固座6上，形成完整的一环。完成一组平板块1的组装后，抬升立柱，吊装第二组平板块，且平板块1之间通过预留于预应力锚索孔道4的拉线穿入竖向预应力锚索。平板块1与圆角块2同步吊装，之后安装连接段3，并通过竖向预应力锚索，将结构连接为一个整体。最后，通过预留的灌浆孔对结构的竖向接缝和横向接缝进行灌浆，塔架结构整体性好，整个结构通过锚索与灌浆料连接，在使用年限内塔架结构始终处于受压状态，无薄弱环节。整个结构在水平方向无通缝，整体性较好，适用于风机的安全平稳运行，圆角块在地脚螺栓的对应位置设置螺栓孔，孔内预埋开口钢管，方便预装式混凝土塔架的安装。同时，高强度混凝土取材方便、抗压能力强、耐久性好，预应力锚索技术成熟，已广泛应用于桥梁等大型预应力混凝土结构。平板块可以在坚实的地基上进行预制，模板周转时间对其无影响，减少了模板数量，提高了预制速度。减少了混凝土塔架块体的数量，且平板块、圆角块均可以堆叠放置运输，减少了运输费用。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。