一种分片预制装配式组合塔筒连接节点及其安装方法与流程

本发明涉及一种连接节点，特别是涉及一种分片预制装配式组合塔筒连接节点及其安装方法。

背景技术：

近些年,由于风电行业受国家的大力支持与发展,风力发电得到了飞跃式发展,而风力发电塔架是风力发电设备的重要组成部分，关系到风力发电的技术发展与提高。

一般来说，风随着地面高度的增加，风速会越来越强，因此风力发电机安装的越高，风能利用率就越高。但随着风电机组的大型化高度化发展，传统的钢制塔架运输困难、经济性较低等弊端日益显露。预应力装配式混凝土塔段与钢塔段构成的组合风电塔架可以有效解决这一问题，且拥有的造价低，高耐久使用年限等优势使其成为未来大型发电机组塔架的方向之一，具有广泛前景。

但是，由于混凝土塔段与钢塔段所用材料和力学性能存在着明显差异，传统的连接方式中，钢塔段在连接节点处的部分易发生屈曲，混凝土塔段则存在因为受力不均，抗裂和抗疲劳性能得不到保证等问题，影响整个风力塔架的力学性能及稳定性。

现有技术中，预应力装配式混凝土塔段与钢塔段通过节点连接在施工时，由于材料的差异性区别，导致力学性能差异明显，刚度易发生突变，进而易造成钢塔段连接节点处部分发生屈曲，影响塔架整体的稳定性，容易造成二次施工，安全性降低，难以保证工程质量。

技术实现要素：

(一)发明目的

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种分片预制装配式组合塔筒连接节点,完善或尽量避免了混凝土塔筒段与钢塔筒连接处的刚度突变以及连接节点的局部屈曲问题，同时，可分片式化降低了运输成本，简化了施工难度，促进效率提高。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明第一方面提供了一种分片预制装配式组合塔筒连接节点，包括上法兰盘、下法兰盘、预应力钢筋、预应力埋件以及壳体，所述预应力钢筋由多根钢筋组成笼状形成，所述下法兰盘设置于钢筋下端，所述上法兰盘设置于钢筋上端，所述下法兰盘与上法兰盘均与壳体固定，所述预应力埋件贯穿所述壳体。

优选的，所述预应力埋件采用中空的管体，且管口设置承力件。

优选的，所述承力件采用开孔的块状钢板，且设置于壳体外侧。

优选的，所述壳体上设有连接片。

优选的，所述壳体底部呈曲面。

优选的，所述上法兰盘上设有螺栓孔，并通过紧固螺栓固定于壳体。

优选的，所述壳体的顶部开设有槽口，槽口内嵌入设置有杆体。

优选的，所述螺栓孔的位置与钢筋错位分布。

优选的，所述预应力埋件设置多个，且多个所述预应力埋件在壳体上等距分布。

本发明第二方面提供一种分片预制装配式组合塔筒连接节点的安装方法，包括如下步骤：

步骤s1，准备上法兰盘、下法兰盘、紧固螺栓、螺母、预应力埋件、预应力钢筋，人工预先多根钢筋绑扎好形成钢筋笼；

步骤s2，采用吊车将下法兰盘穿入绑扎好的钢筋笼，对应下法兰盘的位置垂直放置上法兰盘。

步骤s3，采用紧固螺栓与上法兰盘上的螺栓孔一一对应贯穿，利用螺母将紧固螺栓固定。

步骤s4，调整下法兰盘，调节紧固螺栓于上法兰盘的位置。

步骤s5，放置预应力埋件调整位置并固定，根据紧固螺栓和预应力埋件的位置调整钢筋，使之互不干扰

本发明的上述技术方案至少具有如下有益的技术效果：

(1)本发明采用分片式在保证质量的前提下节约运输成本，避免整块状施工的复杂操作，大幅缩短了施工和养护周期。

(2)本发明根据混凝土塔筒和钢塔筒的受力特性，安装时采用垂直缝螺栓连接方式，保证吊装和运行工况时的受力强度要求，增强了塔筒的耐久性和稳固性。

(3)本发明可以在塔高不变的情况下，适当降低塔壁厚度，从而节约成本。

(4)本发明有利于混凝土-钢组合塔筒结构的稳定安全运行，从而可以增加塔筒整体高度，有效利用低风速区的风能资源，推进风力发电机组大型化，高度化发展。

附图说明

图1为本发明的三维结构示意图；

图2为本发明一个视角的示意图；

图3为本发明一个实施例整体结构示意图；

标注说明：

1、壳体；2、预应力钢筋；3、预应力埋件；4、钢板；5、曲面；6、连接片；7、安装槽；8、上法兰盘；9、下法兰盘；10、槽口；11、杆体。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

现有技术中，预应力装配式混凝土塔段与钢塔段通过节点连接在施工时，由于材料的差异性区别，导致力学性能差异明显，刚度易发生突变，进而易造成钢塔段连接节点处部分发生屈曲，影响塔架整体的稳定性，容易造成二次施工，安全性降低，难以保证工程质量。

有鉴于此，本发明提出了一种分片预制装配式组合塔筒连接节点及其安装方法。用于钢-混凝土组合塔筒过渡段建造的连接节点。

参考图1-3，本发明提出的一种分片预制装配式组合塔筒连接节点，包括上法兰盘8、下法兰盘9、预应力钢筋2、预应力埋件3以及壳体1，所述预应力钢筋2由多根钢筋组成笼状形成，所述下法兰盘9设置于钢筋下端，所述上法兰盘8设置于钢筋上端，所述下法兰盘9与上法兰盘8均与壳体1固定，所述预应力埋件3贯穿所述壳体1，预应力埋件3采用中空的管体，且管口设置承力件，承力件采用开孔的块状钢板4，且设置于壳体1外侧。

所述壳体1上设有连接片6，便于该节点的安装与组合，利于分片式的组合安装。

所述壳体1底部呈曲面5，有利于在混泥土的置入。

所述上法兰盘8上设有螺栓孔，并通过紧固螺栓固定于壳体1。

所述壳体1的顶部开设有槽口10，槽口10内嵌入设置有杆体11，进一步的是，该杆体可以是丝杆或者长杆的螺栓。

所述螺栓孔的位置与钢筋错位分布。

所述预应力埋件3设置多个，且多个所述预应力埋件3在壳体1上等距分布。在本实施例中，预应力埋件3采用中空的管体，故而可在管体内进行填充，可以填充钢筋进行浇筑，进一步增强其承力能力。

由于解决了混凝土塔段与钢塔段连接处的刚度突变问题，改善了连接处的力学性能，增强了连接处的稳定性，相应地可以在一定程度上加高塔体本身，或在塔高不变的情况下，适当减小塔壁厚度。

另一方面，本发明通过分片式的设计，方便运输过程，使得施工更简易。

由于分片式操作，可以避免连接节点处整块性存在的复杂操作，减少或防止事故发生，施工难度降低，更易保证工程质量。

一种分片预制装配式组合塔筒连接节点的安装方法，包括如下步骤：

步骤s1，准备上法兰盘、下法兰盘、紧固螺栓、螺母、预应力埋件、预应力钢筋，人工预先多根钢筋绑扎好形成钢筋笼；

步骤s2，采用吊车将下法兰盘穿入绑扎好的钢筋笼，对应下法兰盘的位置垂直放置上法兰盘。

步骤s3，采用紧固螺栓与上法兰盘上的螺栓孔一一对应贯穿，利用螺母将紧固螺栓固定。

步骤s4，调整下法兰盘，调节紧固螺栓于上法兰盘的位置。

步骤s5，放置预应力埋件调整位置并固定，根据紧固螺栓和预应力埋件的位置调整钢筋，使之互不干扰。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。