风力发电机组及其塔架的制作方法

本实用新型属于风力发电技术领域，具体涉及一种风力发电机组及其塔架。

背景技术：

随着风力发电机组容量的不断增大，人们对高空风能的利用不断迫切，市场上对高度大于100米的风力发电机塔架越来越青睐。为了建设高塔架和提高高塔架的稳定性，通常采用将高塔架底部的直径加粗或塔架壁厚加厚等措施。目前制作混凝土塔架分为装配式和现浇式；当采用装配式制作混凝土塔架时，需要预先设置场地、制作特定模板，风力发电机塔架尺寸大，存在运输困难等问题；采用现浇式制作混凝土塔架时，塔架尺寸大、结构复杂和安装现场条件的限制，混凝土塔架施工难度大。

授权公告号为CN206054183U的中国实用新型专利，公开了“一种组合式风力发电塔架”。该组合式风力发电塔架由上部钢制塔筒段、中间过渡平台和下部钢管混凝土支架组成，下部钢管混凝土的支撑结构采用钢管内整体浇筑混凝土，虽然能够提高塔架高度；但采用整体浇筑混凝土时，从质量检查及施工方法上讲，这种结构构件形式也是存在弊端的：管混凝土柱管内混凝土的浇注属于隐蔽工程，混凝土的浇灌质量是无法直观检查的，当采用人工浇灌并振捣时，只能依靠操作人员的责任心和严密的施工组织管理来保证施工质量，如果超声脉冲检测发现有不密实部位，就得将钢管钻孔压浆补强，然后再将钻孔补焊封固所以无论从质量检测还是完善施工质量都是较为费工的，因此这种方法无法对混凝土进行良好的振捣；同时从混凝土浇灌方面讲，采用高位抛法施工，混凝土的配合比要求亦很严格，必须先进行配合比实验来确定水灰比，然后才可以正式浇注，并且下部结构管件交错布置，影响混凝土的流动性，振捣机械很难深入斜杆内部进行振捣，因此，采用高位抛法施工，必须有严密的施工组织管理。这或许会比普通钢筋砼结构施工更需要管理。使混凝土出现孔洞、浇筑不实的问题，混凝土柱强度不高。若采取分段浇筑时，在分段处易出现断层，造成混凝土强度不高。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种塔架，以解决现有技术中采用钢管浇筑混凝土施工出现混凝土柱强度不高的问题；还提供一种具有该塔架的风力发电机组，增强混凝土柱强度，从而提高塔架的高度和稳定性。

塔架包括固定在地底的桩基础、浇筑在桩基础上并向上延伸的混凝土柱段、固定在所述混凝土柱段的上端的承台段以及固定在承台段上部并向上延伸的塔筒段，混凝土柱段包括至少三根沿所述承台段周向间隔布置的混凝土柱，各根混凝土柱内设有上下贯通的预应力孔，预应力孔中穿装有下端与桩基础连接的钢绞线，塔筒段的底端具有法兰孔，塔筒段与承台段通过穿装至法兰孔中的钢绞线实现固定连接。

本实用新型的有益效果：塔架包括桩基础、混凝土柱段和固定在混凝土柱段上端的承台段，组成混凝土柱段的混凝土柱至少三根，混凝土柱沿承台段周向间隔布置，使承台段受到混凝土柱段的支撑力比较均匀，有利于平台的固定；解决采用钢管内灌注混凝土存在无法振捣的问题、管内灌注混凝土对施工要求高和采取分段浇筑时则会导致钢管存在孔洞的问题。通过在混凝土柱内设置有上下贯通的预应力孔，在预应力孔中穿装有下端与桩基础连接的钢绞线，通过张拉钢绞线实现塔筒段与承台段的固定连接。不会出现无法振捣以及孔洞和浇筑不实的问题。

作为本实用新型所述的塔架的改进；所述混凝土柱段为分段式浇筑成型结构。

有益效果：混凝土柱段采用分段浇筑成型，采用分段浇筑工艺，施工时间不受限制，具有浇筑简便、不受混凝土柱段径向尺寸大小限制，浇筑后能及时振捣，避免混凝土振捣不实出现空鼓、麻面。

作为本实用新型所述的塔架的进一步改进；所述混凝土柱的靠近所述承台段的中心的侧面为平面而在各个混凝土柱中间围成维护设施安装空间。

有益效果：混凝土柱在承台段圆周的周向上间隔布置，混凝土柱靠近承台段端的中心的侧面为平面，使至少三根混凝土柱围成的空间大，方便安装爬梯、电缆夹板等附属结构。

作为本实用新型所述的塔架的进一步改进；各根混凝土柱的轴线均沿上下方向延伸。

有益效果：各根混凝土柱的轴线均沿上下方向延伸，使各根混凝土柱内设置有上下贯通的预应力孔，有利于钢绞线的穿孔、张拉和塔筒段的固定。

作为本实用新型所述的塔架的进一步改进；所述承台段的上端面设有环形上锚板，所述环形上锚板上设有与所述预应力孔贯通的柱连通孔，所述承台段与混凝土柱段一体浇筑成型。

有益效果：承台段与混凝土柱段采用一体浇筑成型，使承台段与混凝土柱是一个整体，提高承台段与混凝土柱的连接强度。

作为本实用新型所述的塔架的进一步改进；所述承台段的下端面上位于两根混凝土柱之间的位置处设有弧形下锚板，所述弧形下锚板与环形上锚板上的相应孔同轴布置,且二者之间穿装有锚栓,所述锚栓与所述法兰孔可拆连接。

有益效果：在承台段的下端面上位于两根混凝土柱之间的位置设有弧形下锚板，弧形下锚板与环形上锚板上的相应孔同轴布置并采用锚栓连接，使承台段锚栓牢固固定在承台段上；锚栓与塔筒段底端的法兰孔采用可拆连接，便于塔筒段的安装和拆卸。

作为本实用新型所述的塔架的进一步改进；所述承台段包括下端的多边形段和上端的圆台段，圆台段的径向尺寸大于多边形段的径向尺寸，圆台段的周向边沿设有围栏。

有益效果：在承台段包括下端的多边形段和上端的圆台段，圆台段的径向尺寸大于多边形段的径向尺寸，圆台段的周向边沿设有围栏，形成供检修、维护使用的平台。

风力发电机组，包括塔架和设置在塔架上的风机，塔架包括固定在地底的桩基础、浇筑在桩基础上并向上延伸的混凝土柱段、固定在所述混凝土柱段的上端的承台段以及固定在承台段上部并向上延伸的塔筒段，混凝土柱段包括至少三根沿所述承台段周向间隔布置的混凝土柱，各根混凝土柱内设有上下贯通的预应力孔，预应力孔中穿装有下端与桩基础连接的钢绞线，塔筒段的底端具有法兰孔，塔筒段与承台段通过穿装至法兰孔中的钢绞线实现固定连接。

本实用新型的有益效果：该风力发电组的塔架包括桩基础、混凝土柱段和固定在混凝土柱段上端的承台段，组成混凝土柱段的混凝土柱至少三根混凝土柱沿承台段轴向间隔布置，使承台段受到混凝土柱段的支撑力比较均匀，有利于平台的固定；混凝土柱段采用混凝土柱，成功解决采用钢管内灌注混凝土存在无法振捣的问题。如果采用一体浇筑成型，对施工要求高；若采取分段浇筑时，侧会导致钢管存在孔洞的问题。通过在混凝土柱内设置有上下贯通的预应力孔，在预应力孔中穿装有下端与桩基础连接的钢绞线，通过张拉钢绞线实现塔筒段与承台段的固定连接；提高塔架的高度和稳定性。

作为本实用新型所述的风力发电机组的改进；所述混凝土柱段为分段式浇筑成型结构。

有益效果：混凝土柱段采用分段浇筑成型，采用分段浇筑工艺，施工时间不受限制，具有浇筑简便、不受混凝土柱段径向尺寸大小限制，浇筑后能及时振捣，避免混凝土振捣不实出现空鼓、麻面。

作为本实用新型所述的风力发电机组的进一步改进；所述混凝土柱的靠近所述承台段的中心的侧面为平面而在各个混凝土柱中间围成维护设施安装空间。

有益效果：混凝土柱在承台段圆周的周向上间隔布置，混凝土柱靠近承台段端的中心的侧面为平面，使至少三根混凝土柱围成的空间大，方便安装爬梯、电缆夹板等附属结构。

作为本实用新型所述的风力发电机组的进一步改进；各根混凝土柱的轴线均沿上下方向延伸。

有益效果：各根混凝土柱的轴线均沿上下方向延伸，使各根混凝土柱内设置有上下贯通的预应力孔，有利于钢绞线的穿孔、张拉和塔筒段的固定。

作为本实用新型所述的风力发电机组的进一步改进；所述承台段的上端面设有环形上锚板，所述环形上锚板上设有与所述预应力孔贯通的柱连通孔，所述承台段与混凝土柱段一体浇筑成型。

有益效果：承台段与混凝土柱段采用一体浇筑成型，使承台段与混凝土柱是一个整体，提高承台段与混凝土柱的连接强度。

作为本实用新型所述的风力发电机组的进一步改进；所述承台段的下端面上位于两根混凝土柱之间的位置处设有弧形下锚板，所述弧形下锚板与环形上锚板上的相应孔同轴布置,且二者之间穿装有锚栓,所述锚栓与所述法兰孔可拆连接。

有益效果：在承台段的下端面上位于两根混凝土柱之间的位置设有弧形下锚板，弧形下锚板与环形上锚板上的相应孔同轴布置并采用锚栓连接，使承台段锚栓牢固固定在承台段上；锚栓与塔筒段底端的法兰孔采用可拆连接，便于塔筒段的安装和拆卸。

作为本实用新型所述的风力发电机组的进一步改进；所述承台段包括下端的多边形段和上端的圆台段，圆台段的径向尺寸大于多边形段的径向尺寸，圆台段的周向边沿设有围栏。

有益效果：在承台段包括下端的多边形段和上端的圆台段，圆台段的径向尺寸大于多边形段的径向尺寸，圆台段的周向边沿设有围栏，形成供检修、维护使用的平台。

附图说明

图1为本实用新型塔架的实施例1的结构示意图；

图2为图1中的混凝土柱段及承台段的立体图；

图3为图2的正视图；

图4为图3中的A-A向示意图；

图5为图3中B-B向示意图；

图6为图1中的桩基础的结构示意图；

图7为图2的混凝土柱段及承台段上端面结构示意图；

图8为本实用新型风力发电机组的实施例示意图；

图中：1-桩基础，11-锚板，12-桩群，13-桩群联系梁，2-混凝土柱段，21-混凝土柱，22-预应力孔，23-混凝土柱联系梁，3-承台段，31-环形上锚板，32-弧形下锚板，33-围栏，4-塔筒段，5-风机。

具体实施方式

本实用新型塔架的实施例1，该塔架的结构如图1所示，该塔架包括固定在地底的桩基础1、浇筑在桩基础1上并向上延伸的混凝土柱段2、固定在混凝土柱段2的上端的承台段3以及固定在承台段3上部并向上延伸的塔筒段4。固定在地底的桩基础1有多根独立的桩柱组合成的桩群12，桩群12采用现浇混凝土浇筑而成，桩群12通过桩群联系梁13与桩基础1连接成一整体。

混凝土柱段2浇注在桩基础1上，具体结构如图6所示，在桩基础1的底部上设置有多个锚板11，桩基础1上背向并对应各个锚板11位置的上端浇注混凝土柱段2，混凝土柱段2的结构如图2、图3、图4和图5所示，混凝土柱段2为分段式浇筑成型结构。混凝土柱段2包括四根沿承台段3周向间隔布置的混凝土柱21，在混凝土柱21每隔一定高度设置有一道混凝土柱联系梁23，通过混凝土柱联系梁23将各根混凝土柱21连接成一整体。混凝土柱21靠近承台段的中心的侧面为平面；各根混凝土柱21的轴线均沿上下方向延伸，在各根混凝土柱21内设有上下贯通的预应力孔22，预应力孔22与锚板11上的通孔贯通。

在固定在混凝土柱段2的上端的承台段3，承台段3如图2、图3和图7所示，承台段3包括下端的多边形段和上端的圆台段，圆台段的直径大于多边形段的直径，圆台段的周向边沿设有围栏33。在承台段3的上端设有环形上锚板31，在承台段3的下端面上位于两根混凝土柱21之间的位置处设有弧形下锚板32，弧形下锚板32与环形上锚板31上的相应孔同轴布置，弧形下锚板32与环形上锚板31上的相应孔之间穿装有锚栓；环形上锚板31上设有与混凝土柱21的预应力孔22贯通的柱连通孔，承台段3与混凝土柱段2一体浇筑成型。

固定在承台段3上部并向上延伸的塔筒段4，在塔筒段4的底端设置有法兰孔，塔筒段4底部的部分法兰孔与穿装在弧形下锚板32与环形上锚板31上的相应孔内的锚栓固定连接；塔筒段4底部另一部分法兰孔穿装有钢绞线，钢绞线穿过环形上锚板31上的柱连通孔、混凝土柱21的预应力孔22和锚板11上的通孔；通过锚栓和钢绞线的紧固作用，实现塔筒段4在承台段3上部的固定。

本实用新型塔架的实施例2与实施例1相比，区别在于：沿承台段周向间隔布置的混凝土柱采用一次浇筑成型。

本实用新型塔架的实施例3与实施例1相比，区别在于：沿承台段周向间隔布置的混凝土柱的轴线自下向上相互靠拢倾斜，形成椎形柱段结构，在椎形柱段的顶端固定安装承台段。

本实用新型塔架的实施例4与实施例1相比，区别在于：承台段与混凝土柱段采用分段浇筑成型，承台段与混凝土柱段之间采用通过钢绞线固定连接。

本实用新型塔架的实施例5与实施例1相比，区别在于：沿承台段周向间隔布置的混凝土柱的横截面为弧形截面。

本实用新型塔架的实施例6与实施例1相比，区别在于：在塔架结构中不设承台段，将塔筒段直接通过混凝土柱伸出的钢绞线固定连接在混凝土柱上。

本实用新型塔架的其他实施例中，承台段可以整体呈多边形或圆台形。

本实用新型塔架的其他实施例中，穿装在弧形下锚板与环形上锚板上的相应孔内的锚栓与塔筒段底部的法兰孔之间的可拆连接可采用钢绞线、长螺栓等其他结构代替。

本实用新型风力发电机组的实施例结构如图8所示，该风力发电机组包括塔架和设置在塔架上的风机5，风力发电机组的塔架的结构与上述塔架的实施例中的结构相同，此处不再赘述。