[發(fā)明專利]一種超韌性纖維混凝土發(fā)電機(jī)塔架及其制作安裝方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810445138.0
• 申請日: 2018-05-10
• 公開（公告）號: CN108412700A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周敉;趙威;宋建偉;曾航;劉進(jìn)
• 申請（專利權(quán)）人: 長安大學(xué)
• 主分類號: F03D13/20
• 分類號: F03D13/20;F03D13/10;E02D27/42
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 楊曄

本發(fā)明公開了一種超韌性纖維混凝土發(fā)電機(jī)塔架及其制作安裝方法，該塔架結(jié)構(gòu)包括樁基、承臺和塔身三個(gè)部分組成，塔身為UTFC混凝土或UTFC混凝土和不銹鋼管組成的豎向錐筒式，在塔身頂部設(shè)有風(fēng)機(jī)。采用鉆孔灌注樁或打入樁施工法進(jìn)行樁基施工；塔身采用預(yù)制UTFC混凝土節(jié)段拼裝而成，各弧形塊間橫向預(yù)應(yīng)力筋張拉并錨固，并壓注UTFC漿，在UTFC混凝土弧形預(yù)制塊兩側(cè)各預(yù)留濕接縫連接空間，待濕接縫UTFC終凝后，進(jìn)行下一節(jié)段的施工；豎向各節(jié)段間張拉豎向預(yù)應(yīng)力筋錨固，向預(yù)應(yīng)力管道中壓漿并進(jìn)行水平灌漿密封；待塔身拼裝完成后，在塔頂安裝風(fēng)機(jī)。由于本發(fā)明使用了UTFC混凝土，具有結(jié)構(gòu)剛度大、塔身穩(wěn)定性好、耐久性能好、施工便捷、節(jié)省造價(jià)等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)塔架領(lǐng)域，特別涉及一種超韌性纖維混凝土發(fā)電機(jī)塔架及其制作安裝方法。

背景技術(shù)

作為潔凈可再生資源，風(fēng)能具有儲備豐富、清潔、分布廣泛等優(yōu)點(diǎn)，具有較大的開發(fā)潛力。且海上風(fēng)電場較陸地有較大優(yōu)勢：(1)與陸地比較海上風(fēng)速高。(2)陸地因高低不平，對風(fēng)力、風(fēng)向、風(fēng)量均有影響，有時(shí)還會引起紊流，對風(fēng)輪葉片會產(chǎn)生破壞力，引起振動和疲勞斷裂。而海上風(fēng)力穩(wěn)定，海面平坦，不會引發(fā)功率的異常變動和對葉輪的破壞。(3)海洋空間廣大，不受地形限制，因而有條件建造規(guī)模較大的高塔和超高發(fā)電機(jī)塔架。因此海上風(fēng)力發(fā)電作為一種新興產(chǎn)業(yè)，在未來將具備巨大的發(fā)展優(yōu)勢。

由于塔架是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主要承重結(jié)構(gòu),尤其是大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,其高度一般都在數(shù)十米以上。當(dāng)風(fēng)力機(jī)運(yùn)行時(shí),在風(fēng)載荷、機(jī)組自重以及由機(jī)組重心偏移引起的偏心力矩等荷載下，塔架受力狀態(tài)極為復(fù)雜。在這些載荷的共同作用于下,塔架會因疲勞而失效，且因塔架頂端產(chǎn)生過大的位移,引起機(jī)組的激烈振動,最終導(dǎo)致機(jī)組不能正常運(yùn)行，且在海洋環(huán)境下，氯離子含量較高，常用的鋼結(jié)構(gòu)塔架容易銹蝕。

風(fēng)力發(fā)電塔架的主要結(jié)構(gòu)形式有桁架式、錐筒式或圓筒式等幾種形式。現(xiàn)代大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通常采用錐筒式鋼塔架，這類塔架的優(yōu)點(diǎn)是加工制作安裝方便、經(jīng)濟(jì)性好、抗彎剛度好、自重輕、抗震性能好。然而普通鋼管易生銹，容易和海水中所含的氯離子等侵蝕成份發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成發(fā)電塔的壽命短、維護(hù)保養(yǎng)成本高。且鋼管壁薄、直徑小，穩(wěn)定性能差，抵御地震和船撞等水平荷載的能力較差，因此大大制約了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的使用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明目的在于提供一種超韌性纖維混凝土發(fā)電塔及其制作安裝方法,采用超韌性纖維混凝土(UTFC)和不銹鋼管組合作為發(fā)電塔架材料，解決現(xiàn)有鋼管發(fā)電塔容易銹蝕、穩(wěn)定性差且造價(jià)高的問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：包括樁基，所述樁基上設(shè)有承臺，在承臺上為塔身，所述塔身為UTFC混凝土弧形預(yù)制塊或UTFC混凝土弧形預(yù)制塊和不銹鋼管組成的豎向錐筒式，在塔身頂部設(shè)有風(fēng)機(jī)。

所述UTFC混凝土塔身由多個(gè)節(jié)段構(gòu)成，每節(jié)段為2-5米，采用3塊120度UTFC混凝土弧形預(yù)制塊拼裝。

所述UTFC混凝土弧形預(yù)制塊之間設(shè)置橫向預(yù)應(yīng)力筋.

所述節(jié)段間通過豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固連接。

所述的UTFC海上發(fā)電塔外徑為2.5-6m，內(nèi)徑為2.1-5.3m，UTFC厚度為0.2-0.35m，塔高100m，底部外徑6m，頂部外徑2.5m，斜度為1.75％。

基于上述超韌性纖維混凝土發(fā)電塔的制作安裝方法，包括以下步驟：

步驟一：采用鉆孔灌注樁或打入樁施工法，進(jìn)行樁基的施工；

步驟二：待樁基混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，再進(jìn)行承臺的施工；