[實用新型]一種預應力中空夾層鋼管混凝土風電結構體系

有效

• 申請號: 201821824642.3
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN209671140U
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 周緒紅;王宇航;王姝琪;譚繼可;鄧然
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: F03D13/20
• 分類號: F03D13/20;E02D27/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種預應力中空夾層鋼管混凝土風電結構體系，涉及陸上風力發電技術領域。該體系包含風機、上部鋼塔、中空夾層鋼管混凝土塔筒、預應力筋、承臺、樁基礎。所述的中空夾層鋼管混凝土塔筒分段預制，各段之間采用高強灌漿料連接；在所述的中空夾層鋼管混凝土塔筒頂部預埋螺栓與上部鋼塔連接。所述的預應力筋始于中空夾層鋼管混凝土塔筒頂部，止于承臺空腔頂部，采用后張法施工。在所述的承臺空腔頂部布置焊接栓釘和豎向抗剪鋼板的環形水平鋼板。該體系構造簡單，整體穩定性好，是一種全新的陸上風電塔筒和基礎形式，非常適用于低風速高塔建設。結構體系采用裝配式施工方法，可顯著保證施工質量、提高施工效率、降低施工措施費用。

技術領域

本實用新型涉及陸上風力發電技術領域，尤其涉及低風速高塔筒技術領域。

背景技術

風電能源作為一種清潔的可再生低碳能源，越來越受到人們的關注與重視。近年來隨著全球風電工業的持續快速發展，風機的平均高度已經超過80m，更大的葉輪直徑和更高的塔筒已成為風電發展的主流趨勢。塔筒作為風力發電機的重要組成部分，主要作用是支撐葉輪與機艙，并將發電機組送到設計高度處獲得足夠的風能帶動發電機發電。

鋼制塔筒作為大型風力發電機組塔筒的主流結構形式，目前存在以下一些問題：成本隨著塔筒高度的增加成指數規律增加；塔筒高度增加時振幅較大、頻率變低，易與風電機組發生共振；以2MW機組為例，當塔筒高度大于90m時，其底部直徑范圍一般處于4m～4.7m，超過了一般公路限高4.5m的要求，運輸困難；鋼制塔筒易腐蝕，維護成本高。因此，為了充分開發低風速、超低風速區域的風電資源，需要對傳統鋼制塔筒形式做出改進，研發出性能最佳的新型塔筒及其基礎形式。

發明內容

本實用新型提出一種預應力中空夾層鋼管混凝土風電結構體系，下部塔筒為中空夾層鋼管混凝土結構，內外鋼管代替構造鋼筋作用的同時起到了施工模具的作用，施工方便、有效降低鋼管厚度、降低用鋼量。對中空夾層鋼管混凝土塔筒采用后張法施加預應力，充分利用混凝土的抗壓性能，結構的整體性能好。承臺設計采用組合結構的原理，在承臺空腔頂部布置焊接栓釘和豎向抗剪鋼板的環形水平鋼板，栓釘增強了混凝土與環形水平鋼板的粘結作用，環形水平鋼板代替受拉鋼筋作用的同時緩解了錨具處混凝土的應力集中現象，豎向抗剪鋼板代替了抗剪鋼筋的作用，承臺的設計使得施工更加便捷。結構體系全部采用裝配式施工方法，可顯著保證施工質量、提高施工效率、降低施工措施費用。

本實用新型的技術方案如下：

一種預應力中空夾層鋼管混凝土風電結構體系，該體系包含風機、上部鋼塔、中空夾層鋼管混凝土塔筒、預應力筋、承臺、樁基礎；所述的上部鋼塔與中空夾層鋼管混凝土塔筒采用螺栓連接；所述的中空夾層鋼管混凝土塔筒分段預制，各段之間采用高強灌漿料連接；在所述的中空夾層鋼管混凝土塔筒和承臺中通過后張法施加預應力，中空夾層鋼管混凝土塔筒底部與承臺之間采用高強灌漿料連接。

在所述的中空夾層鋼管混凝土塔筒頂部預埋螺栓與上部鋼塔連接。

在所述的中空夾層鋼管混凝土塔筒和承臺中預留張拉預應力筋的孔道，預應力筋始于中空夾層鋼管混凝土塔筒頂部，止于承臺空腔頂部，采用后張法施工。

在所述的預應力筋的錨具處的預留孔道配置鋼管，實現對混凝土的局部約束作用，防止混凝土的劈裂。

在所述的承臺空腔頂部布置焊接栓釘和豎向抗剪鋼板的環形水平鋼板。

本實用新型相對于現有技術具有以下有益效果：

(1)下部塔筒為中空夾層鋼管混凝土結構，內外鋼管代替構造鋼筋作用的同時起到了施工模具的作用，施工方便、有效降低鋼管厚度、降低用鋼量；

(2)對中空夾層鋼管混凝土塔筒采用后張法施加預應力，充分利用混凝土的抗壓性能，結構的整體性能好；