[發明專利]一種預應力混凝土風電塔筒壁施工方法及專用施工設備

有效

• 申請號: 201710965510.6
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107697818B
• 公開（公告）日: 2023-10-17
• 發明（設計）人: 張騫;胡水根;李太周;趙偉星;郭志康;胡婷;趙小偉;姚俊威
• 申請（專利權）人: 鄭州科潤機電工程有限公司
• 主分類號: B66C23/32
• 分類號: B66C23/32;B66C23/62;F03D13/20
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 郭中民

技術領域

本發明涉及一種預應力混凝土風電塔筒壁施工方法及專用施工設備。

背景技術

風能是自然界產生的一種取之不盡、用之不竭的清潔可再生資源。在現有的可再生能源中，風能無疑是最具競爭力的，也是目前國內外重點開發利用的新能源之一。隨著風電機組技術的發展，為了獲取更大的風電生產能力，增加機組容量和加大輪轂高度已經成為風電發展的趨勢。但隨著機組重量及風電塔高度的增加，傳統的鋼結構風電塔直徑及筒壁厚度不斷增大，導致其塔架結構生產及運輸成本極具增加，并且當塔架超過一定高度后，整體結構的穩定性變差，在塔架頂部水平載荷及風載荷的作用下，塔架自身與上部風機發生共振，且塔身承受風振的作用，風電塔架容易發生疲勞破壞及結構整體失穩。為了彌補鋼結構風電塔在強度、剛度、穩定性及抗疲勞強度方面的不足，預應力混凝土風電塔結構應運而生，相對于鋼架構塔架，預應力混凝土塔架具有造價低廉、耐久性及動力性能好等優點，已經成功應用于類似風電塔架的煙囪、冷卻塔和橋墩等高聳結構中，受到國內外廣泛的研究和關注。

傳統預應力混凝土風電塔架為同軸空心圓錐臺型預制構件，根據塔架的高度將塔架劃分成長度大致相等的塔段，每個塔段制作專用的模具，預制塔架構件廠內制作完畢，運輸至現場，借用大型履帶吊吊裝就位，各塔段間通過預制構件上預留的預應力孔利用施加預緊力的多組鋼絞線連接，整個風電塔架安裝完畢形成后張無粘接預應力結構體系。預制預應力混凝土風電塔架，需要專用的塔架模具，且預制場地靠近風電塔的安裝地點，以減少運輸成本；為保證整體塔架的垂直度，以減小塔架頂部承載時的附加載荷，增強風電塔架的整體穩定及抗疲勞性能，每套模具的加工精度均要求很高，且模具自身重量較重。

傳統預制的預應力混凝土風電塔架，要求制作預制塔架的場地靠近風電機組的安裝位置，減少運輸成本，從預制場到風機安裝點還要運輸，塔筒直徑大的6~7米，需要大型運輸車輛，對于一些地形復雜的風場，這么大的直徑已無法運輸，且塔架的模具自重較重，造價貴，后期吊裝各塔段時需要大型履帶吊輔助就位，整個風電塔架工程施工周期長，人工費用和施工機械成本高。在風力發電設備中，風電塔架約占整個費用的30%，為大規模推動風力發電，各投資方均要求預應力混凝土風電塔采用液壓頂升翻模現澆施工工藝。

風電塔筒壁施工內外調弧模板用對拉螺栓懸掛在已成型的砼壁上，內外調弧模板成對布置三層。在施工過程中三層內外調弧模板交替循環。在拆除下層內外調弧模板后，隨即運至頂部的平臺，操縱液壓裝置提升整個施工操作平臺一個內外調弧模板的高度，進行上一節翻模安裝并及時拆卸最底部附墻裝置以便重復利用。其優點是：施工順序有條不紊，由于采用人工翻模施工工藝，砼筒壁外觀效果好，施工周期短，投入成本小。但是，內外調弧模板完全通過人工提升及需要拆除附墻裝置并對筒壁進行二次灌漿，施工人員工作強度高。

專用施工設備通過附墻裝置固定于具有一定強度的砼筒壁上，設備提升采用PLC控制液壓油缸配合爬升導軌和換向裝置進行提升，提升過程平穩無沖擊，同步效果好，平臺不會產生傾斜；專用施工設備中的環形伸縮施工平臺中心位置布置一臺2t雙懸臂平頭塔機，用以起吊鋼筋和混凝土等施工原材料；內外調弧模板采用鋼模板，單元大面積拼裝，安拆快速，周轉次數多；砼筒壁結構內實外光，外觀質量好；每提升一次內外調弧模板，環形伸縮施工平臺隨之提升到位后中心就對正一次，利用激光鉛直儀測出垂直偏差的方向和數值，因而減小混凝土風電塔架中心偏差，液壓提模施工安全性高，工人勞動強度低。但是帶同步控制裝置的液壓裝置成本高昂；拆除附墻裝置時產生砼壁孔洞，工人要進行二次灌漿填充，并修補砼壁表面；操作平臺的提升時間受筒壁混凝土凝固強度的制約。

發明內容

本發明的目的正是針對上述現有技術中所存在的不足之處而提供一種特別適用于圓錐形砼塔，也可用于圓柱形、方柱形、方錐型等高聳砼結構的預應力混凝土風電塔筒壁施工方法及專用施工設備。

本發明的目的可通過下述技術措施來實現：