一种钢-混凝土风机塔架的制作方法
【专利摘要】本实用新型是有关于一种钢-混凝土风机塔架，其塔身包括上部的钢制塔段及与钢制塔段连接的下部的一段或多段预制混凝土塔段，所述的预制混凝土塔段由多个预制混凝土单元组成。本实用新型的风机塔架采用预制混凝土和钢制结构相结合的形式，安装效率高，并且可以进行现场施工、缩短相应工期，降低风电场建设的经济成本，提高收益。
【专利说明】一种钢-混凝土风机塔架
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及风机塔架领域，特别是涉及一种钢-混凝土风机塔架。
【背景技术】
[0002]风机塔架作为风机的核心部件，决定着风机运行的高度和获取的风速大小。随着风机功率不断的提高，兆瓦级风机叶片直径逐渐突破100米以上，不断增加的叶片直径对风机塔架高度提出更高的要求。目前，我国可利用的低风速资源面积约占全国风能资源区的68%，且均接近电网负荷的受端地区，低风速风电的开发利用已经成为我国风电发展的趋势。在低风速区建立风电场，普通的风机塔筒高度为80米，年平均利用小时数偏低，需要提高塔架高度来提升风机的发电性能。随着塔架高度的不断增加，特别塔高达到100米以上，对于传统的钢制塔架来说，其设计和施工技术的限制逐渐加大，重量和尺寸增加导致风机成本大幅提升，同时带来运输困难，经济效益明显降低。
[0003]由此可见，上述现有的风机塔架在结构与安装上，仍存在有不便与缺陷，亟待加以进一步改进。如何能创设一种能够满足100米以上塔架高度需求且安装方便、成本较低的新的风机塔架，实属当前重要研发课题之一。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种钢-混凝土风机塔架，使其能够满足不断增加的塔架高度需求且安装方便、成本低，从而克服现有的风机塔架高度过高成本增加、安装难度大的不足。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种钢-混凝土风机塔架，其塔身包括上部的钢制塔段及与钢制塔段连接的下部的一段或多段预制混凝土塔段，所述的预制混凝土塔段由多个预制混凝土单元组成。
[0006]作为本实用新型的一种改进，所述的预制混凝土塔段横截面为带有圆角的四边形。
[0007]所述的预制混凝土塔段有三到六段，每段由八个预制混凝土单元环向连接。
[0008]所述的预制混凝土塔段的相邻塔段通过预埋的钢制连接件连接。
[0009]所述的钢制连接件通过环氧树脂粘结。
[0010]所述的预制混凝土塔段的最上面一段的顶部和最下面一段的底部设有预应力索锚具，所述的锚具之间安装有预应力钢绞线。
[0011]所述的预应力钢绞线设有防腐涂层。
[0012]所述的预制混凝土单元垂直方向的长度为10-25m，厚度为0.3-0.5m。
[0013]所述的钢制塔段由钢板焊接而成。
[0014]所述的钢制塔段与预制混凝土塔段通过预埋钢制法兰和高强度螺栓连接。
[0015]采用这样的设计后，本实用新型至少具有以下优点:
[0016]1、本实用新型充分利用了钢制塔架结构成熟的标准化设计特点，利用了混凝土结构在现场制作工艺、防腐耐久性能以及交通运输便利等方面的优势，采用预制混凝土结构和钢制结构相结合的形式，发挥了混凝土结构的经济性能优势。预制混凝土结构采用多个预制混凝土单元拼接而成，大大提高了塔架的安装效率。塔身上部采用钢塔段，由钢板焊接而成，工艺成熟稳定可以加快施工速度。
[0017]2、本实用新型的风机塔架具有结构形式独特，采用预制混凝土和钢制结构相结合的形式，力学性能优异，同时克服传统钢制塔架由于底部钢结构直径过大带来的设计和加工运输的困难，施工运输更为方便，并且可以进行现场施工、缩短相应工期，降低风电场建设的经济成本，提高收益。为大型风电场尤其是低风速风电场建设提供了新的技术方案选择，同时带来风电场效益的提升。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细说明。
[0019]图1是本实用新型一种钢-混凝土风机塔架整体结构示意图。
[0020]图2是本实用新型钢制塔段与预制混凝土塔段连接示意图。
[0021]图3是本实用新型预制混凝土单元横截面结构示意图。
[0022]图4是本实用新型预制混凝土单元环向连接结构示意图；
[0023]图5是本实用新型预制混凝土塔段的相邻塔段之间连接示意图；
[0024]图6是本实用新型预制混凝土塔段的相邻塔段之间连接示意图；
[0025]图7是本实用新型预制混凝土塔段的体外预应力索结构示意图；
[0026]图8是本实用新型预制混凝土塔段的预应力索锚具结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0028]如图1-8所示，本实用新型的一种钢-混凝土风机塔架，其塔身包括上部的钢制塔段I及与钢制塔段I连接的下部的一段或多段预制混凝土塔段2，预制混凝土塔段2每段由多个预制混凝土单元5组成。
[0029]如图2所示，该风机塔架的塔身上部采用钢制塔段1，由钢板焊接而成。钢制塔段I下端及预制混凝土塔段2上端分别设有预埋钢制法兰，二者通过高强度螺栓3连接。
[0030]如图3、图4所示，较佳的，预制混凝土塔段2横截面为带有圆角的四边形，更利于安装且运输方便；预制混凝土塔段2可为多段，每一段由八个预制混凝土单元5环向连接而成。预制混凝土单元5为条状单元，在轴向进行竖直拼接，同一组拼接单元高度一致，预制混凝土单元5左右两端均预埋有螺栓连接件，通过螺栓4环向连接，形成预制混凝土塔段
2。预制混凝土塔段2优选为三至六段，具体选择根据风机塔架整体高度确定。各塔段间的连接方式参见图5、图6所示，相邻塔段的上一段预制混凝土塔段2的下端与下一段预制混凝土塔段2的上端分别设置有预留孔道，可通过螺栓7连接，且相邻塔段的上一段预制混凝土塔段2的下端与下一段预制混凝土塔段2的上端分别预埋有钢制连接件8，钢制连接件8通过环氧树脂9粘结。[0031]上述预制混凝土单元5的尺寸，需要根据塔架的高度而定，较优的，其垂直方向的长度为10-25m，厚度为0.3-0.5m，配筋由实际需求确定。
[0032]如图6-8所示，预制混凝土塔段2最上面一段的顶部和最下面一段的底部、预制混凝土塔段2内侧分别设置有预应力索锚具10，锚具10之间安装有沿预制混凝土塔段2全长设置的体外预应力钢绞线11。预制混凝土塔段2的塔身安装完成后，在钢制塔段I吊装之前讯速完成体外预应力钢绞线11的安装。体外预应力钢绞线11上设有防腐涂层，优选为环氧树脂层，体外预应力钢绞线11按照防腐设计做两至三遍刷漆处理，以延长耐久性。
[0033]最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种钢-混凝土风机塔架，其特征在于:其塔身包括上部的钢制塔段及与钢制塔段连接的下部一段或多段预制混凝土塔段，所述的预制混凝土塔段由多个预制混凝土单元组成。
2.根据权利要求1所述的一种钢-混凝土风机塔架，其特征在于:所述的预制混凝土塔段横截面为带有圆角的四边形。
3.根据权利要求1或2所述的一种钢-混凝土风机塔架，其特征在于:所述的预制混凝土塔段有三到六段，每段由八个预制混凝土单元环向连接。
4.根据权利要求3所述的一种钢-混凝土风机塔架，其特征在于:所述的预制混凝土塔段的相邻塔段通过预埋的钢制连接件连接。
5.根据权利要求4所述的一种钢-混凝土风机塔架，其特征在于:所述的钢制连接件通过环氧树脂粘结。
6.根据权利要求3所述的一种钢-混凝土风机塔架，其特征在于:所述的预制混凝土塔段的最上面一段的顶部和最下面一段的底部设有预应力索锚具，所述的锚具之间安装有预应力钢绞线。
7.根据权利要求6所述的一种钢-混凝土风机塔架，其特征在于:所述的预应力钢绞线设有防腐涂层。
8.根据权利要求1所述的一种钢-混凝土风机塔架，其特征在于:所述的预制混凝土单元垂直方向的长度为10-25m，厚度为0.3-0.5m。
9.根据权利要求1所述的一种钢-混凝土风机塔架，其特征在于:所述的钢制塔段由钢板焊接而成。
10.根据权利要求1所述的一种钢-混凝土风机塔架，其特征在于:所述的钢制塔段与预制混凝土塔段通过预埋钢制法兰和高强度螺栓连接。
【文档编号】F03D11/00GK203420836SQ201320469037
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年8月2日 优先权日:2013年8月2日
【发明者】张东灿, 王东, 张启应 申请人:国电联合动力技术有限公司