专利名称：一种塔架基础及风力发电机的塔架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种塔架结构，尤其涉及一种塔架基础及风力发电机的塔架。
背景技术：
塔架基础可以应用在多种不同的场合中以提供支撑作用，例如可以应用在钻井的井架中，或者还可以应用在风力发电机的塔架中等。目前，支撑风力发电机的塔架一般包括塔架基础和支撑在塔架基础上的塔架体。其中，在塔架体的顶端设有风力发电机，风力发电机包括有叶轮、导流罩、发电机、机舱。其中塔架体大多采用锥形圆筒结构，支撑塔架体的塔架基础则采用圆形或多边形现浇混凝土
基础。 如图I所示，为现有技术中的一种塔架基础。该塔架基础包括基础底板I和位于基础底板I上的支撑圆台101，支撑圆台101与塔架体下端的法兰对接以实现对塔架体的支撑。如图2所示，为现有技术中的另一种塔架基础。该塔架基础包括基础底板I，基础底板I的中部设有支撑圆柱102，支撑圆柱102的周围设有支撑梁103。目前随着风力发电机越来越大型化，风力发电机需要在足够的高度下才能获取更多的风能，因此就需要提高支撑风力发电机的塔架体的高度。同时，这种大型风力发电机中的叶轮直径比普通风力发电机中的叶轮直径大，加大了风对叶轮的作用力，因此塔架体的筒体的直径也需要增大。另外，由于大型风力发电机的功率大，传递到塔架基础的载荷也增大，因此作用于塔架基础的压强增大，这使得基础底板受到的压强增大，对地面的作用力也增大，导致塔架基础的埋深量加大，使得塔架基础相对地面的高度也会随着埋深量加大而降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种塔架基础及风力发电机的塔架组件，能够使塔架基础的埋深变浅从而能够抬高塔架基础相对于地面的高度为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案一种塔架基础，包括埋置在地表下的基础底板，所述基础底板的顶部连接有空心支撑墩，所述空心支撑墩位于地表上。其中，所述基础底板由两个以上的预制底板构件周向相互咬合拼装组成或由现浇混凝土一体成型。进一步地，所述预制底板构件的一侧的下部设有沿周向凸出的第一凸台、另一相对侧的上部设有沿周向凸出的第二凸台；所述第一凸台的上表面设有连接件，所述第二凸台的下表面设有容纳所述连接件的通孔。其中，所述空心支撑墩由两个以上预制支撑构件在所述基础底板上周向间隔排布组成；所述相邻两个预制支撑构件之间设有围板。进一步地，所述预制底板构件的顶面设有凹槽，所述预制支撑构件的底部沿周向的两侧设有与所述凹槽相配合的第一台阶。进一步地，所述空心支撑墩的顶端设有预制环梁。其中，所述预制环梁的底部设有环形凹槽，所述预制支撑构件的顶部沿周向的两侧设有与所述环形凹槽相配合的第二台阶。进一步地，所述基础底板为空心结构。一种风力发电机的塔架，包括上述各项技术方案所描述的塔架基础，在所述塔架基础的顶端设有塔架体。其中，所述塔架基础的空心支撑墩的内部空间设有与设在所述塔架体顶端的风力发电机电连接的附属电力设备。
本发明实施例提供的塔架基础及风力发电机的塔架，包括埋置在地表下的基础底板，所述基础底板的顶部连接有位于地表上的空心支撑墩，其带来的有益效果是相比同等应用情况下的实心支撑墩，空心支撑墩的直径增大，相对应的承载面积增大，因此空心支撑墩所承受的压强减小，同时为了满足塔架基础承载的抗弯强度要求，基础底板的直径也随着增大，因而基础底板的承载面积也增大，这使得基础底板最终承受的压强减小，对地面的作用力也减少，因此使得整个塔架基础埋深变浅，从而抬高了塔架基础相对于地面的高度。本发明主要应用在风力发电机中，作为支撑风力发电机塔架的基础。
图I为现有技术中一种塔架基础的结构不意图；图2为现有技术中另一种塔架基础的结构不意图；图3为本发明实施例塔架基础的立体结构示意图；图4为图3所示塔架基础中预制底板构件的俯视图；图5为图4所示预制底板构件的主视图；图6为图5所示预制底板构件的装配示意图；图7为本发明实施例塔架基础中预制支撑构件与预制底板的连接示意图；图8为本发明实施例塔架基础中预制支撑构件的俯视图；图9为图8所示预制支撑构件的立体结构示意图；图10为本发明实施例塔架基础中预制环梁与预制支撑构件的连接示意图；图11为本发明实施例塔架基础中预制环梁的俯视图；图12为图11中A-A线剖视图；图13为本发明实施例风力发电机的塔架的示意图。附图标记I-基础底板，10-预制底板构件，101-支撑圆台，102-支撑圆柱，103-支撑梁，11-第一凸台，12-第二凸台，13-凹槽(杯口)，14-斜面，15、210、220-通孔，16-连接件，2-空心支撑墩，20-预制支撑构件，21-第一台阶，22-第二台阶，3-围板，4-预制环梁，40-连接件，41-预留孔，42-环形凹槽，5-塔架体
具体实施例方式下面结合附图对本发明实施例提供的塔架基础及风力发电机的塔架进行详细描述。如图3所示，为本发明塔架基础的一个具体实施例。本实施例中，所述塔架基础包括埋置在地表下的基础底板1，所述基础底板I的顶部连接有空心支撑墩2，所述空心支撑墩2位于地表上。本发明实施例提供的塔架基础，包括埋置在地表下的基础底板I，所述基础底板I的顶部连接有位于地表上的空心支撑墩2，空心支撑墩2与同等应用情况下的实心支撑墩相比，所述空心支撑墩2的直径增大，相对应的承载面积增大，因此空心支撑墩2所承受的压强减小，同时为了满足塔架基础承载的抗弯强度要求，基础底板I的直径也随着增大，基础底板I承载的面积增大，促使基础底板I最终承受的压强减小，对地面的作用力也减少，因此使得整个塔架基础埋深变浅，从而抬高了塔架基础相对于地面的高度。如图4至图6所示，本发明实施例中的基础底板I可以由两个以上的预制底板构件10周向相互咬合拼装组成。这种预制底板构件10可以在工厂加工完成后，运输至现场 拼装成为基础底板I，这样不仅节省了混凝土养护期及检测时间，还缩短了工程周期。此外，本发明实施例中的基础底板I也可以采用现浇混凝土一体成型，目前现浇混凝土技术已经具有很成熟的工艺过程，制作出来的基础底板I具有抗震性能好，整体性好，可塑性好等特点。例如，本实施例中为了使两个以上的预制底板构件10周向相互咬合拼装组成基础底板1，可以在所述预制底板构件10的一侧的下部设有沿周向凸出的第一凸台11、另一相对侧的上部设有沿周向凸出的第二凸台12 ;所述第一凸台11的上表面设有连接件16，所述第二凸台12的下表面设有容纳所述连接件的通孔15。具体如图6所示，依次将其中一个预制底板构件10的连接件16插入下一个相邻的预制底板构件10的通孔15中，即可实现预制底板构件10的拼装。其中，本实施例中第一凸台11上表面的连接件16可以是预埋预应力钢筋或钢绞线，预应力钢筋或钢绞线伸出第二凸台12中的通孔15后还预留有足够长度，以保证后续张拉过程中所需的张拉长度。通常而言，通孔15的数量不少于2个。相邻两块预制底板构件10通过彼此之间相邻的第一凸台11和第二凸台12相互咬合连接，并通过预应力钢筋或钢绞线连接张拉成为一个整体的基础底板1，且基础底板I的直径可以大于5米。所述基础底板I的形状可以为圆环形、圆形、多边环形或多边形。可以根据不同的需求选取基础底板I的不同外观。再次参见图3所示可知，本实施例中，所述空心支撑墩2可以由两个以上预制支撑构件20在所述基础底板I上周向间隔排布组成，相邻两个所述预制支撑构件20之间设有围板3。这种预制支撑构件20是在工厂加工完成后，运输至施工现场，然后拼装成为一个空心支撑墩2，不仅节省了混凝土养护期及检测时间，还缩短了工程周期。另外，预制支撑构件20的横截面面积可以大于0. 05平方米、长度可以大于5米。预制支撑构件20的横截面形状可以是规则多边形、不规则多边形或圆形，因此能够根据不同的场合选取不同结构的预制支撑构件。其中，空心支撑墩2内部的空间可以根据不同的场合放置不同的设备，通过围板3将其内部空间封闭起来，进而可以使设备不受外界影响。本发明实施例提供的围板3是由预制混凝土板或钢板连接在相邻的预制支撑构件20之间，或者是由碳布沿空心支撑墩2外侧缠绕而成，或者是由其他复合材料安装在相邻两个预制支撑构件20之间，这些连接方式都能使施工周期缩短。本发明实施例提供的围板3还可以是现浇混凝土一体成型，这种方式具有抗震性能好，整体性好，可塑性好等特点。再次参见图4所示可知，本发明实施例提供的预制底板构件10的顶面设有凹槽13，参见图7至图9所示可知，所述预制支撑构件20的底部沿周向的两侧设有与所述凹槽13相配合的第一台阶21。其中，预制底板构件10的顶面是一个向上逐渐变小的斜面14，使得预制底板构件10的顶面形成一个具有杯子状的结构，而所述凹槽14形成杯子的杯口，预制支撑构件20的底部放入预制底板构件10的凹槽(杯口)13内。预制支撑构件20两侧的第一台阶21上设有两个以上的预留通孔210，相对应地在预制底板构件10的凹槽(杯口)13的底部设有两根以上连接件(未图示)，其中所述连接件可以是预埋的钢筋、钢绞线或锚栓等。所述钢筋、钢绞线伸出所述预留孔后还预留有足够长度，可以保证钢筋或钢绞线的张拉，进而提高了预制支撑构件20与预制底板构件10的连接强度。另外，凹槽(杯口)13的形状可以是规则多边形、不规则多边形或圆形。需要说明的是，预制底板构件10的顶面并不局限于设有凹槽(杯口)。在本发明 的其它实施例中，预制底板构件10的顶面是一个向上逐渐变小的斜面14，但并未在该顶面上设置凹槽(杯口)13，此时预制底板构件10的顶面为平面。预制支撑构件20与该类型的预制底板构件10的连接与上面所述的类似，可以参考得知。如图10至图12所示，所述空心支撑墩2的顶端设有预制环梁4，预制环梁4用来与塔架体底端的法兰固定连接，从而使整个塔架基础起到固定支撑塔架体的作用。其中塔架体底端的法兰上设有与预制环梁4连接的连接件，相对应地预制环梁4上设有容纳该连接件的预留孔41。预制环梁4可为多边形环形或圆环形。预制环梁4的材料可选用钢筋混凝土或钢材。预制环梁4的直径可根据塔架底部的直径进行设计，例如预制环梁4的外圆直径可以大于4米、高度可以大于0. I米。再次参见图12所示可知，本发明实施例提供的预制环梁4的底部设有环形凹槽42，而再次参见图7至图9可知，所述预制支撑构件20的顶部沿周向的两侧设有与所述环形凹槽42相配合的第二台阶22。所述环形凹槽42可以使预制支撑构件20的顶部准确快速的定位安装在预制环梁4的底部。第二台阶22上设有容纳连接件的预留通孔220，相对应地环形凹槽42底部设有两个以上与预制支撑构件20连接的连接件40，其中该连接件40可以是预埋的钢筋、钢绞线或锚栓，该连接件穿过第二台阶22的预留通孔220，然后通过张拉使预制支撑构件20与预制环梁4连接成一体，进而提高了预制环梁4与预制底板构件10的连接强度。作为对本发明实施例的进一步改进，所述基础底板I可以为空心结构，相对于实体的基础底板结构，空心的基础底板I的直径增大，面积也增大，相对应所承受的压强进一步减小，使得空心的基础底板I埋得更浅，从而又进一步抬升塔架基础相对于地面的高度。如图13所示，本发明实施例还提供了一种风力发电机的塔架，包括上述技术方案所描述的塔架基础，在所述塔架基础的顶端设有塔架体5。其中，风力发电机的塔架5通过其底部的法兰与塔架基础顶部的预制环梁4连接，进而起到支撑塔架5的作用。由于本实施例仅仅是把基础底板I埋置于地表之下，不仅减小了土方开挖量和混凝土用量，而且相比实心塔架基础，可以在保证原有塔架体5高度不变的情况下，能够将塔架体5的总高度提升10米以上，使风力发电机获取更多的风能，因此就避免了直接增大塔架体5的尺寸而带来的运输不方便。由于所有的预制构件可以事先在工厂加工好，然后运到施工现场进行拼装，不但节省了混凝土养护期及检测时间，还缩短工期一个月以上；同时，所有的预制构件的尺寸和重量较小，常规的运输车辆就可以完成运输。另外，所述塔架基础的空心支撑墩的内部空间设有与设在所述塔架体顶端的风力发电机电连接的附属电力设备。由于空心支撑墩2的内部具有足够大的空间，可以安装各种附属电力设备，使得空心支撑墩2的内部空间得到充分的利用。 以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种塔架基础，包括埋置在地表下的基础底板，其特征在于，所述基础底板的顶部连接有空心支撑墩，所述空心支撑墩位于地表上。
2.根据权利要求I所述的塔架基础，其特征在于，所述基础底板由两个以上的预制底板构件周向相互咬合拼装组成；或 所述基础底板由现浇混凝土一体成型。
3.根据权利要求2所述的塔架基础，其特征在于，所述预制底板构件的一侧的下部设有沿周向凸出的第一凸台、另一相对侧的上部设有沿周向凸出的第二凸台； 所述第一凸台的上表面设有连接件，所述第二凸台的下表面设有容纳所述连接件的通孔。
4.根据权利要求3所述的塔架基础，其特征在于，所述空心支撑墩由两个以上预制支撑构件在所述基础底板上周向间隔排布组成；相邻两个所述预制支撑构件之间设有围板。
5.根据权利要求4所述的塔架基础，其特征在于，所述预制底板构件的顶面设有凹槽，所述预制支撑构件的底部沿周向的两侧设有与所述凹槽相配合的第一台阶。
6.根据权利要求5所述的塔架基础，其特征在于，所述空心支撑墩的顶端设有预制环境。
7.根据权利要求6所述的塔架基础，其特征在于，所述预制环梁的底部设有环形凹槽，所述预制支撑构件的顶部沿周向的两侧设有与所述环形凹槽相配合的第二台阶。
8.根据权利要求1-7所述的塔架基础，其特征在于，所述基础底板为空心结构。
9.一种风力发电机的塔架，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的塔架基础，在所述塔架基础的顶端设有塔架体。
10.根据权利要求9所述的风力发电机的塔架，其特征在于，所述塔架基础的空心支撑墩的内部空间设有与设在所述塔架体顶端的风力发电机电连接的附属电力设备。
全文摘要
本发明公开了一种塔架基础及风力发电机的塔架，涉及塔架结构技术领域，为能够使塔架基础的埋深变浅从而能够抬高塔架相对于地面的高度而设计。所述塔架基础包括埋置在地表下的基础底板，其中，所述基础底板的顶部连接有空心支撑墩，所述空心支撑墩位于地表上。所述风力发电机的塔架包括上述塔架基础，在所述塔架基础的顶端设有塔架体。本发明主要应用在风力发电机中，作为支撑风力发电机塔架的基础。
文档编号E02D27/42GK102720207SQ20121018914
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月8日 优先权日2012年6月8日
发明者丛欧, 郝华庚, 雍飞 申请人:北京金风科创风电设备有限公司