[發明專利]一種用于風電結構的內環預應力裝配式UHPC塔筒段

有效

• 申請號: 202110258550.3
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN113027692B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 白久林;李晨輝;李文學;王宇航;周緒紅
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: F03D13/20
• 分類號: F03D13/20;F03D13/25
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種用于風電結構的內環預應力裝配式UHPC塔筒段，包括若干塔筒段分片和若干預應力組件，塔筒段由若干塔筒段分片邊緣的連接鍵和連接槽拼接，并通過張拉穿過鋼管孔道的高性能鋼絞線形成的環形預應力形成整體。其中，塔筒段分片是由超高性能混凝土(UHPC)澆筑而成的標準構件，其體內埋有鋼骨架。本發明塔筒段力學性能優良、整體性較強，易于標準化設計及工廠預制，便于運輸和裝配施工；設置在塔筒內側的預應力組件可方便施工人員在塔筒內直接進行安裝操作，實用性強。本發明兼備性能優良、便于施工的特點，具有較好的經濟效益和實用價值。

技術領域

本發明涉及風電結構塔筒技術領域，具體涉及一種用于風電結構的內環預應力裝配式UHPC塔筒段。

背景技術

我國近幾十年的社會發展迅猛，目前已成為世界GDP總量第二的國家。然而，高速發展的背后也藏有嚴重的環境污染問題，如溫室效應、霧霾、酸雨等。如今，國際形勢競爭激烈，全球化石能源儲存已無法滿足各國猛烈的發展需求，在這個時代的節點上，發展、利用清潔能源刻不容緩。近年來，風能以其綠色、環保、可持續的特點受到世界各國的大力開發。相比于其他能源，風能可無限再生，且儲量豐富；除此，風能還具有分布廣、易獲得、成本低的特點。目前全球風能儲備充足，是可開發利用的水能總量的10倍。事實上，從21世紀開始，全球風電產業裝機量連年呈線性增長，而我國風電裝機量已位居世界前列。如今，為了進一步提升風能源利用率，風電機正朝著“功率大、塔架高、離岸遠”的方向發展，這對新型風電塔的研發提出了更高的要求。

在建造方面，風電機發電效率的逐步提升要求塔筒尺寸不斷增加，并且多建址于環境條件嚴苛的海上或山上，這給風電塔筒的預制、運輸、組裝都帶來了巨大的困難。在結構性能方面，風電機塔筒高聳，塔頂安裝有質量較大的旋翼與機艙，運行期間承受強風、海浪甚至強震等復雜環境荷載，這對其剛度和強度都提出了更高的性能要求。裝配式預應力混凝土風電塔筒具有運輸方便、組裝快捷、施工周期短的優勢，該結構形式剛度大、穩定性好、抗疲勞性能優越、受力明確，具有較好的應用前景。

現有裝配式預應力混凝土風電塔筒結構形式主要表現為：將若干預制塔筒段吊裝，并通過各種方式在高度方向上布置預應力構件使其形成整體。然而，該形式中塔筒段為塔筒整體裝配中的最小單位，對于尺寸較大的風電塔筒仍存在塔筒段預制、運輸、施工不便的問題。

在一些未使用預應力技術的裝配式風電塔筒結構形式中，塔筒段被分為若干尺寸匹配的分片，在施工中，若干分片可組裝成一個塔筒段，若干塔筒段可組裝成一個塔筒。塔筒段分片可進一步降低裝配構件的尺寸，便于預制、運輸、組裝。然而，該形式中分片多使用螺栓進行連接，存在安裝繁瑣、易出現局部缺陷的問題。

發明內容

為了解決上述存在的技術問題，本發明提供一種用于風電結構的內環預應力裝配式UHPC塔筒段，主要為了開發一種通過預應力將分片組裝成整體的新型塔筒段。該塔筒段運輸方便、施工便捷、整體性好、傳力明確，能夠有效解決現有技術的不足。

為本發明采用的技術方案如下：一種用于風電結構的內環預應力裝配式 UHPC塔筒段，包括若干塔筒段分片和若干預應力組件。所述塔筒段分片是塔筒段沿橫截面周長等分的分段，可等分2片、4片或8片；塔筒段分片包括塔筒段分片壁、連接鍵、連接槽、錨固管體、開孔鋼板、鋼管孔道和鋼連接片。

所述塔筒段分片壁為塔筒段分片的筒壁部分，其四個邊緣截面設有兩對連接構件分別用于圓周向及豎向的連接，一對連接構件包括一個連接鍵和一個連接槽，連接鍵與連接槽尺寸相匹配，連接鍵為塔筒段分片壁之間拼接的凸出構件，連接槽為塔筒段分片壁之間拼接的凹進構件，塔筒段分片通過將自身連接鍵插入相鄰塔筒段分片的連接槽中實現拼接。連接鍵、連接槽的截面形狀為坡度較緩的梯形，方便對接、拼裝。

所述塔筒段分片壁凹陷側表面設有若干凸出的錨固管體，所述錨固管體在豎向及同一水平高度的圓周方向皆均勻布置；所述錨固管體靠近塔筒段分片壁側邊緣的一端為對接端，遠離的一端為錨固端；錨固管體的對接端管截面與塔筒段分片壁側邊緣截面平齊。