裝配式預應力活性粉末混凝土風電塔架的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種裝配式預應力活性粉末混凝土風電塔架，其包括基礎和若干段塔筒，所述基礎為混凝土基礎，其中預埋基礎環；所述塔筒由活性粉末混凝土加工，每一段塔筒預制時內部均設有若干預留孔，預留孔中穿有預應力鋼筋；所述預應力鋼筋張拉后上端錨固在塔筒的上端面，下端與基礎環錨固連接。本發明現場分段張拉預應力，施工容易。其結構合理，便于運輸和裝配，制造成本和使用維護成本低，內部設置的預應力鋼筋可有效加強塔架受力后的穩固性，防止塔筒表面混凝土開裂，提高塔架使用壽命。
【專利說明】裝配式預應力活性粉末混凝土風電塔架
【技術領域】
[0001]本發明屬于風力發電設備，特別涉及一種裝配式預應力活性粉末混凝土風電塔架。
【背景技術】
[0002]風力發電塔架是風力發電系統中的重要組成部分，近年來，國家大力發展風電行業，目前主流風電塔架均采用鋼結構塔架，不僅制造成本高，后期維護費用昂貴，加上使用過程中的維護費用，風電塔架約占總體費用的40%，而且風資源豐富的地方氣候都很惡劣，傳統鋼結構塔架的使用壽命也較短，上述種種不利之處均阻礙了風電的發展和普及。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種結構合理，便于運輸和裝配，制造成本和使用維護成本均較低的裝配式預應力活性粉末混凝土風電塔架。
[0004]本發明解決上述技術問題采用的技術方案是:一種裝配式預應力活性粉末混凝土風電塔架，其包括基礎和若干段塔筒，其特征在于:所述基礎為混凝土基礎，其中預埋基礎環；所述塔筒由活性粉末混凝土澆筑而成，每一段塔筒預制時內部均設有若干預留孔，預留孔中穿有預應力鋼筋；所述預應力鋼筋張拉后上端錨固在塔筒的上端面，下端與基礎環錨固連接。
[0005]所述每下一段塔筒中預制時設有與上一段塔筒上下貫通的預留孔，每上一段塔筒的預應力鋼筋自本段塔筒的上端面向下，貫穿下部塔筒上下貫通的預留孔，下端錨固于基礎環上。
[0006]所述頂段塔筒上端設有固定風力發電機組的鋼制法蘭，頂段塔筒中的預應力鋼筋貫穿下部所有塔筒，上端直接錨固在該鋼制法蘭上，下端穿過所有下部塔筒的預留孔錨固在基礎環上。
[0007]所述塔筒分瓣預制，拼裝時相鄰瓣之間通過活性粉末混凝土和波紋鋼筋連接。
[0008]所述塔筒中還設有若干縱向非預應力鋼筋和環向非預應力鋼筋，所述縱向非預應力鋼筋和預應力鋼筋相間布置，環向非預應力筋布置在預應力鋼筋和縱向非預應力鋼筋內外兩側。
[0009]所述塔筒上下段之間通過樹脂膠泥粘結。
[0010]本發明裝配式預應力活性粉末混凝土風電塔架可以在工廠分段預制活性粉末混凝土塔筒，每段塔筒分為整體預制或分瓣預制，運輸到安裝現場進行預應力張拉和裝配。塔架主體采用活性粉末混凝土材料，價格低廉，耐久性，抗裂性能顯著提高，使用壽命長。現場分段張拉預應力，施工容易。對照現有技術，本發明結構合理，便于運輸和裝配，制造成本和使用維護成本均較低，內部設置的預應力鋼筋可有效加強塔架受力后的穩固性，防止塔筒表面混凝土開裂，提高塔架使用壽命。是一種理想的裝配式預應力活性粉末混凝土風電塔架。【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明組成結構示意圖。
[0012]圖2是本發明中預應力鋼筋與非預應力鋼筋布置示意圖。
[0013]圖3是本發明中基礎與底部塔筒連接示意圖。
[0014]圖4是本發明中兩段塔筒連接處預應力鋼筋設置示意圖。
[0015]圖5是本發明中頂段塔筒局部示意圖。
[0016]圖6是本發明中分瓣塔筒相鄰瓣之間的連接水平剖面示意圖。
[0017]圖7是本發明中分瓣塔筒相鄰瓣之間的連接連接縱向剖面示意圖。
[0018]圖中的標號是:1.基礎，2.底段塔筒，3.中間段塔筒，4.頂段塔筒，5.鋼制法蘭，
6.預應力鋼筋，7.預應力鋼筋，8.預應力鋼筋，9.活性粉末混凝土，10.預留孔，11.環向非預應力鋼筋，12.縱向非預應力鋼筋，13.加密鋼筋網，14.錨具，15.基礎環，16.連接孔，17.定位銷，18.波紋鋼筋。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0020]從圖1、圖3、圖4中可以看出，一種裝配式預應力活性粉末混凝土風電塔架，其包括基礎I和若干段塔筒。所述基礎I為混凝土基礎，在其中預埋基礎環15。基礎環15可以為鋼制法蘭，所有預應力鋼筋均錨固在其上面，基礎環埋入底部混凝土基礎中。基礎環15圓周上均勻預設孔洞供預應力鋼筋穿過并錨固。
[0021]所述塔筒由活性粉末混凝土 9加工。塔筒在高度方向上分為若干段塔筒，包括底段塔筒2、中間段塔筒3和頂段塔筒4。中間段塔筒3可以為一段，也可以為多段。若干段塔筒從下向上依次組裝，塔筒直徑及壁厚從下往上逐漸減小，組成的整個塔架為錐筒型結構。每一段塔筒預制時內部均設有若干預留孔10，裝配時預留孔中穿有預應力鋼筋。預應力鋼筋數量及預留孔數量可根據分段塔筒實際所需預應力情況靈活布置。所述預應力鋼筋張拉后上端錨固在分段塔筒的上端面，下端與基礎環15錨固連接。所述每下一段塔筒中預制時還設有與上一段塔筒上下貫通的預留孔，每上一段塔筒的預應力鋼筋自本段塔筒的上端面向下，貫穿下部塔筒上下貫通的預留孔，下端錨固于基礎環15上。具體是:底段塔筒2設有若干預留孔，預留孔中穿入預應力鋼筋6，預應力鋼筋6張拉后上端錨固在底段塔筒2的上端面，下端通過錨具14和基礎環15錨固連接，如圖3所示。中間段塔筒3設有若干預留孔，預留孔中穿有預應力鋼筋7，預應力鋼筋7張拉后上端錨固在中間段塔筒3的上端面，貫穿下部底段塔筒2設有的上下貫通的預留孔，下端通過錨具14和基礎環15錨固連接。頂段塔筒4也設有若干預留孔，預留孔中穿有預應力鋼筋8，預應力鋼筋8張拉后上端錨固在頂段塔筒4的上端面，貫穿下部底段塔筒2、中間段塔筒3設有的上下貫通的預留孔，下端通過錨具14和基礎環15錨固連接，如圖4所示。頂段塔筒4的預應力鋼筋8為沿塔架長度方向全長配置，預應力鋼筋7布置在中間段塔筒3和底段塔筒2，底段塔筒預應力鋼筋6僅布置在底段塔筒2。
[0022]圖4中還可以看出在每段塔筒中，預應力鋼筋錨固處附近均設有定位銷17，和加密鋼筋網13。所述塔筒上下之間通過樹脂膠泥粘結。[0023]如圖5所示，所述頂段塔筒4上端設有固定風力發電機組的鋼制法蘭5，頂段塔筒中的預應力鋼筋8上端直接錨固在該鋼制法蘭5上，預應力鋼筋8貫穿下部所有塔筒，下端錨固在基礎環15上。鋼制法蘭5圓周均勻布置有連接孔16用于連接上部風力發電機及其他部件。
[0024]本發明大口徑的塔筒可以分瓣預制，預制方法與整體塔筒相近。如圖6、圖7所示，所述塔筒分瓣預制，拼裝時相鄰瓣之間通過活性粉末混凝土和波紋鋼筋18連接。在現場進行拼裝時相鄰瓣之間用活性粉末混凝土連接并以波紋鋼筋增強。
[0025]所有塔筒中還設有若干縱向非預應力鋼筋12和環向非預應力鋼筋11，所述縱向非預應力鋼筋12和預應力鋼筋相間布置，環向非預應力筋11布置在預應力鋼筋和縱向非預應力鋼筋12內外兩側。如圖2所示。
[0026]本發明塔架主體混凝土部分采用活性粉末混凝土，活性粉末混凝土以硅酸鹽系水泥為膠結料，以石英砂為骨料，同時加入玄武巖纖維，使得混凝土更加密實，增加了混凝土的抗裂性能，具有高強度、高耐久性、使用壽命長、輕質穩定等特點，采用新型活性粉末混凝土與一般混凝土風電塔架相比自重減輕，大大減少運輸成本，同時增加了風電塔架的抗腐蝕性能。整個裝配式預應力活性粉末混凝土風電塔架以新型活性粉末混凝土塔筒為主體，通過后張法有粘結預應力張拉技術對塔筒現場施加預應力。其中塔筒段在工廠整體預制或分瓣預制，塔筒段整體預制采用立式成型工藝澆筑，分瓣預制采用臥式預制成型工藝。現場拼裝。裝配時，將底段塔筒2吊裝并放置在基礎環15上，通過底段塔筒預應力鋼筋6錨固在基礎環15上，并在預應力張拉完成之后進行灌漿，排氣并密封。錨固在塔體上的錨具需用同等強度的活性粉末混凝土 9密封。然后將中間段塔筒3吊裝并放置在底段塔筒2上，通過定位銷17進行預定位，固定在底段塔筒2上，然后張拉中間段塔筒預應力鋼筋7，之后灌漿排氣并密封，以保證連接處的密閉性。頂段塔筒4依照上述方法連接在中間段塔筒3上。塔筒之間以高強度樹脂膠泥粘結。其中，頂段塔筒預應力鋼筋8—端錨固在基礎環15上，一端錨固在鋼制法蘭5上。鋼制法蘭5 —邊通過頂段塔筒預應力鋼筋8與塔架相連，另一邊通過連接孔16以高強螺栓與風力發電機及其他部件相連。其余塔筒按上述方法依次進行連接，組合成本發明的塔架。
【權利要求】
1.一種裝配式預應力活性粉末混凝土風電塔架，其包括基礎和若干段塔筒，其特征在于:所述基礎為混凝土基礎，其中預埋基礎環；所述塔筒由活性粉末混凝土澆筑而成，每一段塔筒預制時內部均設有若干預留孔，預留孔中穿有預應力鋼筋；所述預應力鋼筋張拉后上端錨固在塔筒的上端面，下端與基礎環錨固連接。
2.根據權利要求1所述的裝配式預應力活性粉末混凝土風電塔架，其特征在于:所述每下一段塔筒中預制時設有與上一段塔筒上下貫通的預留孔，每上一段塔筒的預應力鋼筋自本段塔筒的上端面向下，貫穿下部塔筒上下貫通的預留孔，下端錨固于基礎環上。
3.根據權利要求1所述的裝配式預應力活性粉末混凝土風電塔架，其特征在于:所述頂段塔筒上端設有固定風力發電機組的鋼制法蘭，頂段塔筒中的預應力鋼筋貫穿下部所有塔筒，上端直接錨固在該鋼制法蘭上，下端穿過所有下部塔筒的預留孔錨固在基礎環上。
4.根據權利要求1所述的裝配式預應力活性粉末混凝土風電塔架，其特征在于:所述塔筒分瓣預制，相鄰瓣之間通過活性粉末混凝土和波紋鋼筋連接。
5.根據權利要求1所述的裝配式預應力活性粉末混凝土風電塔架，其特征在于:所有塔筒中還設有若干縱向非預應力鋼筋和環向非預應力鋼筋，所述縱向非預應力鋼筋和預應力鋼筋相間布置，環向非預應力筋布置在預應力鋼筋和縱向非預應力鋼筋內外兩側。
6.根據權利要求1所述的裝配式預應力活性粉末混凝土風電塔架，其特征在于:所述塔筒上下段之間通過樹脂膠泥粘結。
7.根據權利要求1所述的裝配式預應力活性粉末混凝土風電塔架，其特征在于:所有塔筒中預應力鋼筋錨固處附近均設有定位銷和加密鋼筋網。
【文檔編號】F03D11/04GK103821677SQ201410104711
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月20日 優先權日:2014年3月20日
【發明者】馬新偉, 曾森, 余智, 崔曉旺, 叢玉莎 申請人:哈爾濱工業大學（威海）