[實用新型]一種裝配式風電機組圓截面混凝土支撐結構

有效

• 申請號: 202022846835.2
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN214741846U
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 黃小剛;任為;李守振;王宇航
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: F03D13/20
• 分類號: F03D13/20
• 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裝配式風電機組圓截面混凝土支撐結構，包括至少一個結構單元，結構單元包括混凝土塔段、塔段內縱向鋼筋、上法蘭盤、下法蘭盤、上預應力鋼絞線、下預應力鋼絞線、高強螺栓，所述塔段縱向鋼筋與上、下法蘭盤一體鑄造形成整體框架，混凝土澆筑于上、下法蘭盤之間，并將塔段縱向鋼筋包裹在內，所述上、下預應力鋼絞線通過預張拉將多個結構單元環向相連，所述上、下法蘭盤通過高強螺栓將多個結構單元豎向相連，使之形成圓臺形整體。本實用新型在滿足工廠分片預制、現場整體拼裝要求的同時有效提高了混凝土塔筒的整體性和安裝效率。

技術領域

本實用新型屬于土木工程領域，涉及一種裝配式風電機組圓截面混凝土支撐結構。

背景技術

我國自2007年以來成為全世界最大的二氧化碳排放國，日益增長的能源需求與嚴峻的節能減排任務產生矛盾。我國具有豐富的陸上風能資源，風電能源的開發成為了國家能源結構轉型戰略的重要組成部分。為了獲得穩定的發電量，風電機組通過支撐結構架設在高空中。近年來，風電結構的單機容量、輪轂高度和風輪直徑都在逐步提升，傳統的圓錐形鋼塔支撐結構因承載能力受限，越來越難以滿足風電結構大型化發展的趨勢。首先，圓鋼管壁厚的增加對構件抗側剛度的貢獻有限，徑長的增大又受加工成本和運輸條件的限制。其次，圓鋼管截面的局部屈曲會使截面抗彎能力迅速下降，而且會隨著徑厚比的增加更加嚴重。

混凝土每立方造價不到鋼材每噸的十分之一，混凝土的引入將降低支撐結構的用鋼量，有利于突破風電結構因成本等問題造成的適用局限。為了降低運輸尺寸和吊裝重量，混凝土塔筒通常需要采取工廠分片預制、現場整體拼裝的方式，但由此產生的橫向接縫和豎向接縫不僅破壞了結構的整體性，還影響了施工質量和施工進度。比如，采用灌漿料抹平填充接縫的濕連接，因位于密封條內部施工質量往往無法通過目視進行檢查，在冬季施工時還會因為強度難以提高而中斷施工。本實用新型將塔段縱向鋼筋與連接法蘭盤一體鑄造形成框架，再通過環向預應力筋張拉形成整體，不僅提高了塔筒的延性與穩定性，還提高了各塔段的安裝效率，實現了“高整體性”與“快捷施工”的有效兼容。避免了過高的安裝精度需求以及冬季施工的不利影響。

實用新型內容

技術問題：本實用新型提供一種可以有效增強整體性、提高施工效率的裝配式風電機組圓截面混凝土支撐結構。

技術方案：一種裝配式風電機組圓截面混凝土支撐結構，該結構由若干個相同結構單元組成，所述結構單元包括混凝土塔段、上法蘭盤、下法蘭盤、多根將上法蘭盤和下法蘭盤相連的縱向鋼筋、多個高強螺栓、位于結構單元上部的上預應力鋼絞線、位于結構單元下部的下預應力鋼絞線。所述上法蘭盤和下法蘭盤及縱向鋼筋一體鑄造，所述上法蘭盤與下法蘭盤預留有雙排均勻分布的螺栓孔。所述混凝土塔段澆筑在上法蘭盤和下法蘭盤之間，并將所述縱向鋼筋包裹在內。

進一步的，所述混凝土塔段在頂部及底部預留沿橫截面貫通的上預應力孔道和下預應力孔道，分別用于貫穿所述上預應力鋼絞線和下預應力鋼絞線，所述上預應力鋼絞線和下預應力鋼絞線預加一定的初始預應力。所述上預應力孔道和下預應力孔道的中部預留上凹槽和下凹槽，分別用于錨固所述上預應力鋼絞線和下預應力鋼絞線。

進一步的，該結構包括在水平方向上通過預應力鋼絞線依次連接形成圓截面的多個結構單元。

進一步的，該結構包括豎直方向上通過法蘭盤中的高強螺栓兩兩相連的多個結構單元。

進一步的，多個結構單元在水平方向及豎直方向上互相連接后，形成從下到上圓截面逐漸變小的整體塔筒。

有益效果：本實用新型與現有技術相比，具有以下優點：

(1)本實用新型采用法蘭盤加高強螺栓以及預應力鋼絞線環箍的全干式連接方式，極大地提高了現場裝配效率。采用灌漿料的濕連接需等待其達到一定強度后再進行下一節的吊裝，現場安裝效率低，在冬季施工時還會因為強度難以提高而中斷施工。而此實用新型分別通過法蘭盤螺栓和環向預應力鋼絞線實現橫向接縫和豎向接縫的連接，裝配效率大大提高。