一种预应力式钢混塔架制造技术

本实用新型专利技术公开了一种预应力式钢混塔架,包括钢塔筒、预应力混凝土塔筒、基础及若干组拉索单元；钢塔筒置于预应力混凝土塔筒上，预应力混凝土塔筒置于基础上；基础上设有若干预留孔道；拉索单元包括设置在钢塔筒底部的上锚具、多个一端预埋在预应力混凝土塔筒内的拉挂索及拉索，拉索上端与上锚具连接，拉索下端穿过相对应的预留孔道，与设置在预留孔道出口处的下锚具连接；所述的拉挂索的外露端与拉索连接。本实用新型专利技术的下部采用预应力混凝土塔，上部采用钢塔筒，下部采用预应力混凝土塔筒，可以充分利用刚度较大的钢筋混凝土结构抵抗下部较大的荷载，具有抗疲劳寿命好、阻尼比高、耐久性好等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种预应力式钢混塔架
本技术属于风力发电塔筒结构
，具体涉及一种预应力式钢混塔架。
技术介绍
我国低风速资源非常丰富，特别是靠近用电负荷中心的位置，在此开发风能发电解决了远距离输电成本高，电力消纳难等问题。然而低风速风场具有平均风速较低、风切变系数高等特点，对于相同直径大小的叶轮，采用更高的塔架能够明显提升发电量。传统全钢塔筒应用于120m及更高塔架具有经济性差、刚度低、塔架振动大、影响机组正常运行等缺陷。在塔架下部采用预应力混凝土塔，上部仍采用钢塔筒，可以充分利用刚度较大的钢筋混凝土结构抵抗下部较大的荷载，预应力混凝土结构具有抗疲劳寿命好、结构刚度大、阻尼比高、耐久性好等特点；塔架上部采用轻质高强的钢筒，可减小塔架重量，降低吊装要求，提高塔架的安装速度。上部钢塔筒、下部预应力混凝土塔筒此类混合塔架具备较高固有频率特征，不会出现高全钢塔筒常见的随叶轮旋转而引起共振的情况，是低风速资源开发的重要趋势。钢筋混凝土结构刚度大、耐久性好、结构阻尼比大，对于提高风力发电机组塔架刚度、增加塔架的阻尼比非常有利。然而普通钢筋混凝土结构抗裂较差、抗疲劳荷载作用性能更差，对钢筋混凝土结构施加预应力可提高其抗弯刚度、抗裂性能和抗疲劳性能。斜拉预应力钢与混凝土组合式风机塔架（申请号201621140127.4、申请号201610913327.7）中，斜拉预应力索处于钢筋混凝土筒外部，必须增加防酸雨、防腐特殊涂层且须定期防腐处理，增加了维护成本，且额外增加环梁布置固定锚点，同样需要较高的成本。一种风电机组下部分片预制混合塔架（申请号201720490310.5）中混凝土端采用高强度螺栓，外壁环向预应力索使分片塔筒形成整体，施工和维护成本高。一种体外预应力混凝土风机塔架空心基础（申请号201710585571.X）中提供的体外预应力混凝土风机塔架空心结构基础设计，虽然能够安装方便，但这种结构要求混凝土基础凸出环梁部分较强的拉压力，需要采用高标号材料，增加材料成本。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供一种结构简单、维护方便、抗疲劳寿命好、阻尼比高、耐久性好的预应力式钢混塔架。本技术采用的技术方案是：一种预应力式钢混塔架,包括钢塔筒、预应力混凝土塔筒、基础及若干组拉索单元；钢塔筒置于预应力混凝土塔筒上，预应力混凝土塔筒置于基础上；所述的基础上设有若干预留孔道，预留孔道的进口位于预应力混凝土塔筒内，预留孔道的出口位于预应力混凝土塔筒外；所述的拉索单元包括设置在钢塔筒底部的上锚具、多个一端预埋在预应力混凝土塔筒内的拉挂索及拉索，拉索上端与上锚具连接，拉索下端穿过相对应的预留孔道，与设置在预留孔道出口处的下锚具连接；所述的拉挂索的外露端与拉索连接。上述的预应力式钢混塔架中，所述的每组拉索单元位于同一平面内，且该平面垂直于基础。上述的预应力式钢混塔架中，基础内设有环形的鞍，鞍位于预应力混凝土塔筒正下方位置，鞍与预应力混凝土塔筒同轴；鞍的侧面上设有若干凹槽，凹槽位于预留孔道内。上述的预应力式钢混塔架中，所述的拉挂索埋设在预应力混凝土塔筒内的一端连接有拉环埋件。上述的预应力式钢混塔架中，所述的钢塔筒的底部有底法兰，底法兰上有多个法兰孔；预应力混凝土塔筒顶部有顶法兰，顶法兰上有多个法兰孔；顶法兰的法兰孔的数量、位置与底法兰的法兰孔相同，顶法兰的法兰孔对应于底法兰的法兰孔设置；上锚具穿过底法兰和相顶法兰上相对应的法兰孔，下端与拉索上端连接。上述的预应力式钢混塔架中，所述的应力混凝土塔筒由多个钢筋混凝土塔筒段连接而成；钢筋混凝土塔筒段表面为圆柱形或圆锥形；相邻两个钢筋混凝土塔筒段的相对的端面的尺寸一致。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1.本技术的下部采用预应力混凝土塔，上部采用钢塔筒，下部采用预应力混凝土塔筒，结构简单，且可以充分利用刚度较大的钢筋混凝土结构抵抗下部较大的荷载，具有抗疲劳寿命好、阻尼比高、耐久性好等优点；塔架上部采用轻质高强的钢筒，可减小塔架重量，降低吊装要求，提高塔架的安装速度。2.本技术的拉索的一端通过上锚具锚固在钢塔筒的法兰上表面，另一端通过下锚具固定在基础上表面，能够提供预紧力，而且这种锚固结构便于安装施工，同时方便锚具和拉索的维护和更换，最低限度影响基础强度。3.本技术的预应力混凝土塔筒通过拉挂索与拉索连接，增强了预应力混凝土塔筒抗轴向载荷的能力，而且使得分段式预应力混凝土塔筒能够更好的形成一个整体。附图说明图1为本技术的结构图。图2为本技术的钢塔筒与预应力混凝土塔筒连接结构。图3为本技术的基础的剖视图。图4为本技术的拉索与预应力混凝土塔筒连接结构图。图5为本技术的预制预应力混凝土塔筒的仰视图。图6为图1中A-A剖视图。图7为图1中B-B剖视图。图8为本技术的基础的鞍型支撑结构。图9为本技术的基础的鞍型支撑结构A段图。图中：钢塔筒1、预制预应力混凝土塔筒2、基础3、拉索单元4：上锚具4-1、拉索4-2、索夹4-3、拉挂索4-4、下锚具4-5、钢筋混凝土塔筒段5、拉环埋件6、底法兰7、顶法兰8、法兰孔7-1、法兰孔8-1、预留孔道9、鞍10，凹槽10-1。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的说明。如图1-图9所示，本技术包括钢塔筒1、预应力混凝土塔筒2、基础3、若干组拉索单元4、预留孔道9和鞍10。所述的钢塔筒1置于预应力混凝土塔筒2上，与预应力混凝土塔筒2同轴。钢塔筒1的底部有底法兰7，底法兰7上有多个法兰孔7-1。预应力混凝土塔筒2顶部有顶法兰8，顶法兰8上有多个法兰孔8-1；顶法兰8的法兰孔8-1的数量、位置与底法兰7的法兰孔7-1相同，顶法兰8的法兰孔8-1对应于底法兰7的法兰孔7-1设置。所述的应力混凝土塔筒2由多个钢筋混凝土塔筒段5连接而成。钢筋混凝土塔筒段5表面为圆柱形或圆锥形；相邻两个钢筋混凝土塔筒段5的相对的端面的尺寸一致。预应力混凝土塔筒2置于基础3上。所述的基础3内设有若干预留孔道9和鞍10，预留孔道9呈U形，预留孔道9的进口位于预应力混凝土塔筒2内，预留孔道9的出口位于预应力混凝土塔筒2外。鞍10为环形结构，鞍10位于预应力混凝土塔筒2正下方位置，鞍10与预应力混凝土塔筒2同轴。鞍10的侧面上设有若干凹槽10-1，凹槽10-1位于预留孔道9内。所述的拉索单元4包括上锚具4-1、多个一端预埋在预应力混凝土塔筒内的拉挂索4-4、拉索4-2及下锚具4-5，上锚具4-1穿过底法兰7和相顶法兰8上相对应的法兰孔，下端与拉索4-2上端连接。拉索4-2下端穿过相对应的预留孔道9，与设置在预留孔道9出口处的下锚具4-5连接。拉索4-2位于鞍10处的部分嵌入凹槽10-1中，鞍10承受所有穿过预留孔道9的拉索4-2压力，预留孔道9孔道表面不承受拉索4-2任何的拉压力。所述的拉挂索4-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预应力式钢混塔架,其特征是：包括钢塔筒、预应力混凝土塔筒、基础及若干组拉索单元；钢塔筒置于预应力混凝土塔筒上，预应力混凝土塔筒置于基础上；所述的基础上设有若干预留孔道，预留孔道的进口位于预应力混凝土塔筒内，预留孔道的出口位于预应力混凝土塔筒外；所述的拉索单元包括设置在钢塔筒底部的上锚具、多个一端预埋在预应力混凝土塔筒内的拉挂索及拉索，拉索上端与上锚具连接，拉索下端穿过相对应的预留孔道，与设置在预留孔道出口处的下锚具连接；所述的拉挂索的外露端与拉索连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种预应力式钢混塔架,其特征是：包括钢塔筒、预应力混凝土塔筒、基础及若干组拉索单元；钢塔筒置于预应力混凝土塔筒上，预应力混凝土塔筒置于基础上；所述的基础上设有若干预留孔道，预留孔道的进口位于预应力混凝土塔筒内，预留孔道的出口位于预应力混凝土塔筒外；所述的拉索单元包括设置在钢塔筒底部的上锚具、多个一端预埋在预应力混凝土塔筒内的拉挂索及拉索，拉索上端与上锚具连接，拉索下端穿过相对应的预留孔道，与设置在预留孔道出口处的下锚具连接；所述的拉挂索的外露端与拉索连接。


2.根据权利要求1所述的预应力式钢混塔架，其特征是：所述的每组拉索单元位于同一平面内，且该平面垂直于基础。


3.根据权利要求1所述的预应力式钢混塔架，其特征是：基础内设有环形的鞍，鞍位于预应力混凝土塔筒正下方位置，鞍与预应力混...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘乔，陈小军，刘婷，冯灿波，陈德斌，
申请(专利权)人：湘电风能有限公司，湘潭电机股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43